Rozwój człowieka nigdy nie przebiegał równomiernie, zdarzały się okresy stagnacji i przełomów technologicznych. Podobnie rozwinęła się historia funduszy.W artykule przedstawiono ciekawe fakty i odkrycia z tego zakresu w kolejności historycznej. Niewiarygodne, że to, bez czego współczesne społeczeństwo nie wyobraża sobie dzisiaj swojego istnienia, na początku XX wieku było przez ludzkość uważane za niemożliwe i fantastyczne, a często absurdalne.
U zarania rozwoju
Od najdawniejszych czasów do naszej ery ludzkość aktywnie wykorzystywała dźwięk i światło jako główne środki przekazywania informacji, a historia ich stosowania sięga tysięcy lat wstecz. Oprócz różnych dźwięków, którymi nasi starożytni przodkowie ostrzegali swoich współplemieńców przed niebezpieczeństwem lub wzywali ich do polowania, światło stało się także okazją do przekazywania ważnych wiadomości na duże odległości. W tym celu używano ognie sygnałowych, pochodni, płonących włóczni, strzał i innych urządzeń. Wokół wsi budowano posterunki wartownicze z ogniskami sygnalizacyjnymi, aby niebezpieczeństwo nie zaskoczyło ludzi. Różnorodność informacji, jakie należało przekazać, powodowała stosowanie swoistych kodów i pomocniczych technicznych elementów dźwiękowych, takich jak bębny, gwizdki, gongi, rogi zwierzęce i inne.
Zastosowanie kodów na morzu jako prototyp telegrafu
Kodowanie uległo szczególnemu rozwojowi podczas poruszania się po wodzie. Kiedy człowiek po raz pierwszy wypłynął w morze, pojawiły się pierwsze latarnie morskie. Starożytni Grecy używali pewnych kombinacji pochodni do przekazywania wiadomości listem. Na morzu używano także flag sygnałowych o różnych kształtach i kolorach. Stąd pojawiła się koncepcja semafora, gdy różne komunikaty można było przekazywać za pomocą specjalnych pozycji flag lub latarni. Były to pierwsze próby telegrafii. Później pojawiły się rakiety. Pomimo tego, że historia rozwoju środków przekazywania informacji nie stoi w miejscu, a od czasów prymitywnych nastąpiła niesamowita ewolucja, te środki komunikacji w wielu krajach i sferach życia nie straciły jeszcze na znaczeniu.
Pierwsze metody przechowywania informacji
Jednakże ludzkość nie zajmowała się wyłącznie sposobami przekazywania informacji. Historia jego przechowywania również sięga początków dziejów. Przykładem tego są malowidła naskalne w różnych starożytnych jaskiniach, ponieważ to dzięki nim można ocenić niektóre aspekty życia ludzi w czasach starożytnych. Rozwinęły się metody zapamiętywania, zapisywania i przechowywania informacji, a rysunki w jaskiniach zastąpiono pismem klinowym, następnie hieroglifami, a wreszcie pismem. Można powiedzieć, że od tego momentu rozpoczyna się historia tworzenia środków przekazu informacji w skali globalnej.
Wynalazek pisma stał się pierwszą rewolucją informacyjną w historii ludzkości, ponieważ stało się możliwe gromadzenie, rozpowszechnianie i przekazywanie wiedzy przyszłym pokoleniom. Pismo dało potężny impuls rozwojowi kulturalnemu i gospodarczemu tych cywilizacji, które opanowały je przed innymi. W XVI wieku wynaleziono druk, który stał się nową falą rewolucji informacyjnej. Stało się możliwe przechowywanie informacji w dużych ilościach i stała się ona bardziej dostępna, w wyniku czego upowszechniło się pojęcie „piśmienności”. To bardzo ważny moment w historii cywilizacji ludzkiej, ponieważ książki stały się własnością nie tylko jednego kraju, ale całego świata.
Wiadomość pocztowa
Poczta jako środek komunikacji zaczęła być używana jeszcze przed wynalezieniem pisma. Posłańcy początkowo przekazywali wiadomości ustne. Jednak wraz z pojawieniem się możliwości napisania wiadomości ten rodzaj komunikacji stał się jeszcze bardziej poszukiwany. Posłańcy początkowo poruszali się pieszo, później konno. W rozwiniętych starożytnych cywilizacjach istniały dobrze ugruntowane usługi pocztowe oparte na zasadzie sztafety. Pierwsze usługi pocztowe powstały w starożytnym Egipcie i Mezopotamii. Używano ich głównie do celów wojskowych. Egipski system pocztowy był jednym z pierwszych i wysoko rozwiniętych, to właśnie Egipcjanie jako pierwsi zaczęli posługiwać się gołębiami pocztowymi. Następnie poczta zaczęła rozprzestrzeniać się na inne cywilizacje.
(Dokument)
n1.doc
Treść
Wstęp
Głównym elementem
Historia rozwoju linii komunikacyjnych
Budowa i charakterystyka optycznych kabli komunikacyjnych
Światłowody i cechy ich wytwarzania
Projekty kabli optycznych
Podstawowe wymagania dla linii komunikacyjnych
Zalety i wady kabli optycznych
Wniosek
Bibliografia
Wstęp
Dziś bardziej niż kiedykolwiek regiony krajów WNP potrzebują komunikacji, zarówno ilościowej, jak i jakościowej. Liderzy regionalni interesują się przede wszystkim społecznym aspektem tego problemu, ponieważ telefon jest podstawową koniecznością. Komunikacja wpływa także na rozwój gospodarczy regionu i jego atrakcyjność inwestycyjną. Jednocześnie operatorzy telekomunikacyjni, którzy wkładają wiele wysiłku i pieniędzy w utrzymanie niszczejącej sieci telefonicznej, wciąż poszukują środków na rozwój swoich sieci, cyfryzację oraz wprowadzenie technologii światłowodowych i bezprzewodowych.
W tym momencie doszło do sytuacji, w której niemal wszystkie główne rosyjskie departamenty prowadzą zakrojoną na szeroką skalę modernizację swoich sieci telekomunikacyjnych.
W ostatnim okresie rozwoju w dziedzinie komunikacji najbardziej rozpowszechnione są kable optyczne (OC) i światłowodowe systemy transmisyjne (FOTS), które swoimi właściwościami znacznie przewyższają wszystkie tradycyjne kable systemu komunikacyjnego. Komunikacja za pomocą kabli światłowodowych jest jednym z głównych kierunków postępu naukowo-technicznego. Systemy i kable optyczne służą nie tylko do organizacji telefonicznej komunikacji miejskiej i dalekobieżnej, ale także do telewizji kablowej, wideotelefonii, radiofonii, technologii komputerowej, komunikacji technologicznej itp.
Korzystając z komunikacji światłowodowej, ilość przesyłanych informacji gwałtownie wzrasta w porównaniu z tak powszechnymi środkami, jak łączność satelitarna i linie przekaźnikowe radiowe, co tłumaczy się faktem, że światłowodowe systemy transmisji mają szerszą szerokość pasma.
Dla każdego systemu komunikacji ważne są trzy czynniki:
Pojemność informacyjna systemu wyrażona liczbą kanałów komunikacyjnych lub szybkością przesyłania informacji wyrażoną w bitach na sekundę;
Tłumienie, które określa maksymalną długość odcinka regeneracji;
Odporność na wpływy środowiska;
Najważniejszym czynnikiem w rozwoju układów optycznych i kabli komunikacyjnych było pojawienie się optycznego generatora kwantowego – lasera. Słowo laser składa się z pierwszych liter wyrażenia Light Amplification by Emission of Radiation - wzmocnienie światła za pomocą promieniowania indukowanego. Systemy laserowe działają w zakresie długości fali optycznej. Jeżeli w transmisji przewodowej wykorzystuje się częstotliwości megaherców, a przez falowody - gigaherców, to w przypadku systemów laserowych wykorzystuje się widmo widzialne i podczerwone z zakresu długości fal optycznych (setki gigaherców).
Układem prowadzącym w światłowodowych systemach komunikacyjnych są falowody dielektryczne, czyli włókna, jak je nazywa się ze względu na ich małe wymiary poprzeczne i sposób produkcji. W momencie wyprodukowania pierwszego włókna tłumienie było rzędu 1000 dB/km, co tłumaczono stratami spowodowanymi różnymi zanieczyszczeniami obecnymi we włóknie. W 1970 roku stworzono światłowody o tłumieniu 20 dB/km. Rdzeń tego światłowodu wykonano z kwarcu z dodatkiem tytanu w celu zwiększenia współczynnika załamania światła, a okładzinę stanowił czysty kwarc. W 1974 r tłumienie obniżono do 4 dB/km, a w 1979 r. Otrzymano włókna o tłumieniu 0,2 dB/km przy długości fali 1,55 µm.
Postęp w technologii włókien niskostratnych pobudził prace nad stworzeniem światłowodowych linii komunikacyjnych.
Światłowodowe linie komunikacyjne mają następujące zalety w porównaniu do konwencjonalnych linii kablowych:
Wysoka odporność na zakłócenia, niewrażliwość na zewnętrzne pola elektromagnetyczne i praktycznie brak przesłuchów pomiędzy poszczególnymi włóknami ułożonymi razem w kablu.
Wyraźnie większa przepustowość.
Niska waga i gabaryty. Zmniejsza to koszt i czas układania kabla optycznego.
Pomiędzy wejściem i wyjściem systemu komunikacyjnego istnieje całkowita izolacja galwaniczna, więc nie ma potrzeby stosowania wspólnej masy pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem. Możesz naprawić kabel optyczny bez wyłączania sprzętu.
Brak zwarć, dzięki czemu światłowody można wykorzystywać do pokonywania obszarów niebezpiecznych bez obawy o wystąpienie zwarć powodujących pożar w obszarach z mediami łatwopalnymi i łatwopalnymi.
Potencjalnie niski koszt. Chociaż włókna światłowodowe są wykonane z ultraczystego szkła z zanieczyszczeniami mniejszymi niż kilka części na milion, są niedrogie w masowej produkcji. Ponadto do produkcji światłowodów nie wykorzystuje się tak drogich metali jak miedź i ołów, których zasoby na Ziemi są ograniczone. Koszt linii elektrycznych, kabli koncentrycznych i falowodów stale rośnie, zarówno w związku z niedoborem miedzi, jak i wzrostem kosztów energii do produkcji miedzi i aluminium.
Na świecie nastąpił ogromny postęp w rozwoju światłowodowych linii komunikacyjnych (FOCL). Obecnie kable światłowodowe i systemy transmisji do nich produkowane są w wielu krajach na całym świecie.
Szczególną uwagę w kraju i za granicą przywiązuje się do tworzenia i wdrażania jednomodowych systemów transmisji za pomocą kabli optycznych, które uważane są za najbardziej obiecujący kierunek rozwoju technologii komunikacyjnych. Zaletą systemów jednomodowych jest możliwość przesyłania dużego przepływu informacji na wymagane odległości przy dużych długościach odcinków regeneracyjnych. Istnieją już linie światłowodowe dla dużej liczby kanałów o długości odcinka regeneracyjnego wynoszącej 100 ... 150 km. Ostatnio w USA produkuje się 1,6 mln km rocznie. światłowody, a 80% z nich występuje w wersji jednopalcowej.
Powszechnie stosowane są nowoczesne domowe kable światłowodowe drugiej generacji, których produkcja została opanowana przez krajowy przemysł kablowy, są to kable następujących typów:
OKK - dla miejskich sieci telefonicznych;
OKZ - dla wewnątrzstrefowego;
OKL – dla szkieletowych sieci komunikacyjnych;
We wszystkich odcinkach podstawowej sieci BSS stosowane są światłowodowe systemy transmisyjne dla komunikacji miejskiej, strefowej i lokalnej. Wymagania dla takich systemów przesyłowych różnią się liczbą kanałów, parametrami oraz wskaźnikami techniczno-ekonomicznymi.
W sieciach szkieletowych i strefowych stosowane są cyfrowe systemy transmisji światłowodowej, w sieciach lokalnych cyfrowe systemy transmisji światłowodowej służą również do organizowania łączy między automatycznymi centralami telefonicznymi, a na odcinku abonenckim sieci zarówno analogowe ( na przykład w celu zorganizowania kanału telewizyjnego) i można zastosować cyfrowe systemy transmisji.
Maksymalna długość tras liniowych głównych systemów przesyłowych wynosi 12 500 km. O średniej długości około 500 km. Maksymalna długość tras liniowych systemów przesyłowych wewnątrzstrefowej sieci podstawowej nie może przekraczać 600 km. O średniej długości 200 km. Maksymalna długość miejskich linii łączących dla różnych systemów przesyłowych wynosi 80...100 km.
Człowiek ma pięć zmysłów, ale jeden z nich jest szczególnie ważny – wzrok. Oczami człowiek odbiera większość informacji o otaczającym go świecie, 100 razy więcej niż za pomocą słuchu, nie mówiąc już o dotyku, zapachu i smaku.
do dawania sygnałów wykorzystywał ogień, a następnie różnego rodzaju sztuczne źródła światła. Teraz w rękach człowieka znajdowało się zarówno źródło światła, jak i proces modulowania światła. Właściwie zbudował to, co dziś nazywamy łączem optycznym lub systemem komunikacji optycznej, obejmujący nadajnik (źródło), modulator, optyczną linię kablową i odbiornik (oko). Po zdefiniowaniu jako modulację zamiany sygnału mechanicznego na optyczny, na przykład otwierania i zamykania źródła światła, możemy zaobserwować w odbiorniku proces odwrotny - demodulację: konwersję sygnału optycznego na sygnał innego rodzaju do dalszego przetwarzania w odbiorniku.
Takim przetwarzaniem może być na przykład przekształcenie
obraz świetlny w oku na sekwencję impulsów elektrycznych
ludzki układ nerwowy. Mózg jest włączony w proces przetwarzania jako ostatnie ogniwo łańcucha.
Kolejnym bardzo ważnym parametrem używanym podczas przesyłania komunikatów jest szybkość modulacji. Oko ma pod tym względem ograniczenia. Jest dobrze przystosowany do postrzegania i analizowania złożonych obrazów otaczającego świata, ale nie potrafi śledzić prostych wahań jasności, gdy występują one szybciej niż 16 razy na sekundę.
Historia rozwoju linii komunikacyjnych
Linie komunikacyjne powstały wraz z pojawieniem się telegrafu elektrycznego. Pierwsze linie komunikacyjne były kablowe. Jednak z powodu niedoskonałej konstrukcji kabli, podziemne linie kablowe wkrótce ustąpiły miejsca liniom napowietrznym. Pierwszą dalekobieżną linię lotniczą zbudowano w 1854 roku pomiędzy Petersburgiem a Warszawą. Na początku lat 70. ubiegłego wieku wybudowano napowietrzną linię telegraficzną z Petersburga do Władywostoku o długości około 10 tys. km. W 1939 roku uruchomiono najdłuższą na świecie linię telefoniczną wysokiej częstotliwości Moskwa-Chabarowsk o długości 8300 km.
Powstanie pierwszych linii kablowych wiąże się z nazwiskiem rosyjskiego naukowca P. L. Schillinga. Już w 1812 roku Schilling zademonstrował eksplozje min morskich w Petersburgu, wykorzystując do tego specjalnie stworzony izolowany przewodnik.
W 1851 r., równolegle z budową linii kolejowej, pomiędzy Moskwą a Petersburgiem położono kabel telegraficzny izolowany gutaperką. Pierwsze kable podmorskie położono w 1852 r. przez północną Dźwinę, a w 1879 r. przez Morze Kaspijskie pomiędzy Baku a Krasnowodskiem. W 1866 roku uruchomiono transatlantycką kablową linię telegraficzną pomiędzy Francją a USA,
W latach 1882-1884. Pierwsze miejskie sieci telefoniczne w Rosji powstały w Moskwie, Piotrogrodzie, Rydze i Odessie. W latach 90. ubiegłego wieku w miejskich sieciach telefonicznych Moskwy i Piotrogrodu zawieszono pierwsze kable do 54 żył. W 1901 r. rozpoczęto budowę podziemnej miejskiej sieci telefonicznej.
Pierwsze konstrukcje kabli komunikacyjnych, datowane na początek XX wieku, umożliwiały transmisję telefoniczną na niewielkie odległości. Były to tzw. miejskie kable telefoniczne z powietrzno-papierową izolacją żył i skręcaniem ich parami. W latach 1900-1902 podjęto udaną próbę zwiększenia zasięgu transmisji poprzez sztuczne zwiększenie indukcyjności kabli poprzez włączenie do obwodu cewek indukcyjnych (propozycja Pupina), a także zastosowanie rdzeni przewodzących z uzwojeniem ferromagnetycznym (propozycja Krupy). Takie metody na tamtym etapie pozwoliły kilkukrotnie zwiększyć zasięg łączności telegraficznej i telefonicznej.
Ważnym etapem w rozwoju techniki komunikacyjnej był wynalazek, począwszy od lat 1912-1913. opanowanie produkcji lamp elektronicznych. W 1917 roku V.I. Kovalenkov opracował i przetestował na linii wzmacniacz telefoniczny wykorzystujący lampy próżniowe. W 1923 r. Uruchomiono komunikację telefoniczną ze wzmacniaczami na linii Charków-Moskwa-Piotrograd.
W latach trzydziestych XX wieku rozpoczął się rozwój wielokanałowych systemów transmisji. Następnie chęć poszerzenia zakresu przesyłanych częstotliwości i zwiększenia przepustowości linii doprowadziła do powstania nowych typów kabli, tzw. koncentrycznych. Jednak ich masowa produkcja sięga dopiero roku 1935, kiedy to pojawiły się nowe, wysokiej jakości dielektryki, takie jak eskapon, ceramika wysokiej częstotliwości, styropian, styroflex itp. Kable te umożliwiają przesyłanie energii o częstotliwościach prądu dochodzącego do kilku milionów herców i umożliwiają im transmisję programów telewizyjnych na duże odległości. Pierwszą linię koncentryczną dla 240 kanałów telefonicznych HF położono w 1936 r. Pierwsze transatlantyckie kable podmorskie, ułożone w 1856 r., zapewniały wyłącznie łączność telegraficzną, a dopiero 100 lat później, w 1956 r., zbudowano podwodną linię koncentryczną pomiędzy Europą a Ameryką dla wielu -kanał komunikacji telefonicznej.
W latach 1965-1967 pojawiły się eksperymentalne falowodowe linie komunikacyjne do szerokopasmowego przesyłania informacji, a także kriogeniczne nadprzewodzące linie kablowe o bardzo niskim tłumieniu. Od 1970 roku aktywnie rozpoczęły się prace nad tworzeniem światłowodów i kabli optycznych wykorzystujących promieniowanie widzialne i podczerwone w zakresie długości fal optycznych.
Stworzenie światłowodu i osiągnięcie ciągłej generacji lasera półprzewodnikowego odegrało decydującą rolę w szybkim rozwoju komunikacji światłowodowej. Już na początku lat 80-tych opracowano i przetestowano w warunkach rzeczywistych światłowodowe systemy komunikacji. Głównymi obszarami zastosowań takich systemów są sieci telefoniczne, telewizja kablowa, komunikacja wewnątrzzakładowa, technologia komputerowa, systemy sterowania i zarządzania procesami itp.
W Rosji i innych krajach ułożono miejskie i dalekobieżne linie komunikacji światłowodowej. Przydziela się im wiodące miejsce w postępie naukowym i technologicznym branży komunikacyjnej.
Budowa i charakterystyka optycznych kabli komunikacyjnych
Rodzaje optycznych kabli komunikacyjnych
Kabel optyczny składa się z włókien optycznych (światłowodów) ze szkła kwarcowego skręconych w specjalny układ i zamkniętych we wspólnej powłoce ochronnej. W razie potrzeby kabel może zawierać elementy zasilające (wzmacniające) i tłumiące.
Istniejące OK można podzielić ze względu na ich przeznaczenie na trzy grupy: główne, strefowe i miejskie. OKi podwodne, obiektowe i instalacyjne podzielone są na osobne grupy.
Łączność trunkowa przeznaczona jest do przesyłania informacji na duże odległości i przy znacznej liczbie kanałów. Muszą charakteryzować się niskim tłumieniem i dyspersją oraz dużą przepustowością informacji. Zastosowano włókno jednomodowe o wymiarach rdzenia i płaszcza 8/125 mikronów. Długość fali 1,3...1,55 µm.
Strefowe centra komunikacyjne służą do organizacji wielokanałowej komunikacji pomiędzy centrum regionalnym a dzielnicami o zasięgu komunikacyjnym do 250 km. Stosowane są włókna gradientowe o wymiarach 50/125 mikronów. Długość fali 1,3 µm.
Miejskie OK służą jako połączenia miejskich central telefonicznych z centrami komunikacyjnymi. Przeznaczone są na krótkie dystanse (do 10 km) i dużą liczbę kanałów. Włókna - gradientowe (50/125 mikronów). Długość fali 0,85 i 1,3 µm. Linie te z reguły działają bez pośrednich regeneratorów liniowych.
Czujniki podwodne przeznaczone są do komunikacji przez duże bariery wodne. Muszą mieć wysoką wytrzymałość mechaniczną na rozciąganie i mieć niezawodne powłoki odporne na wilgoć. W przypadku komunikacji podwodnej ważne jest również niskie tłumienie i długie czasy regeneracji.
OK obiektu służą do przesyłania informacji wewnątrz obiektu. Obejmuje to łączność instytucjonalną i wideotelefoniczną, wewnętrzną sieć telewizji kablowej, a także pokładowe systemy informacyjne obiektów mobilnych (samolot, statek itp.).
OK montażowe służą do wewnątrz- i międzyjednostkowego montażu urządzeń. Wykonywane są w formie wiązek lub płaskich taśm.
Światłowody i cechy ich wytwarzania
Głównym elementem światłowodu jest światłowód (włókno światłowodowe), wykonany w postaci cienkiego cylindrycznego włókna szklanego, przez które transmitowane są sygnały świetlne o długości fali 0,85...1,6 mikrona, co odpowiada zakresowi częstotliwości ( 2,3...1,2) 10 14 Hz.
Światłowód ma konstrukcję dwuwarstwową i składa się z rdzenia i płaszcza o różnych współczynnikach załamania światła. Rdzeń służy do przesyłania energii elektromagnetycznej. Celem powłoki jest stworzenie lepszych warunków odbicia na styku rdzeń-płaszcz oraz ochrona przed zakłóceniami z otaczającej przestrzeni.
Rdzeń włókna składa się zwykle z kwarcu, a płaszcz może być kwarcowy lub polimerowy. Pierwsze włókno nazywa się kwarcowo-kwarcowym, a drugie kwarcowo-polimerowym (związkiem krzemoorganicznym). W oparciu o właściwości fizyczne i optyczne preferowany jest pierwszy. Szkło kwarcowe charakteryzuje się następującymi właściwościami: współczynnik załamania światła 1,46, współczynnik przewodzenia ciepła 1,4 W/μ, gęstość 2203 kg/m3.
Na zewnątrz światłowodu znajduje się powłoka ochronna, która chroni go przed naprężeniami mechanicznymi i zabarwieniem. Powłoka ochronna jest zwykle wykonywana w dwóch warstwach: najpierw ze związku silikonowo-organicznego (SIEL), a następnie z akrylanu epoksydowego, fluoroplastu, nylonu, polietylenu lub lakieru. Całkowita średnica włókna 500...800 µm
W istniejących konstrukcjach OK stosowane są trzy rodzaje włókien: schodkowe o średnicy rdzenia 50 µm, gradientowe o złożonym (parabolicznym) profilu współczynnika załamania rdzenia oraz jednomodowe z cienkim rdzeniem (6...8 µm).
Pod względem przepustowości częstotliwości i zasięgu transmisji najlepsze są światłowody jednomodowe, najgorsze zaś światłowody schodkowe.
Najważniejszym problemem w komunikacji optycznej jest tworzenie włókien optycznych (OF) o niskich stratach. Szkło kwarcowe wykorzystywane jest jako materiał wyjściowy do produkcji włókien optycznych, które są dobrym medium do propagacji energii świetlnej. Jednak z reguły szkło zawiera dużą ilość obcych zanieczyszczeń, takich jak metale (żelazo, kobalt, nikiel, miedź) i grupy hydroksylowe (OH). Zanieczyszczenia te powodują znaczny wzrost strat na skutek absorpcji i rozpraszania światła. Aby otrzymać światłowód o niskich stratach i tłumieniu, należy pozbyć się zanieczyszczeń, aby uzyskać chemicznie czyste szkło.
Obecnie najpowszechniejszą metodą wytwarzania niskostratnych włókien optycznych jest chemiczne osadzanie z fazy gazowej.
Uzyskanie OM poprzez chemiczne osadzanie z fazy gazowej odbywa się w dwóch etapach: przygotowuje się dwuwarstwowy przedmiot kwarcowy i wyciąga się z niego włókno. Przedmiot obrabiany jest wykonany w następujący sposób
Strumień chlorowanego kwarcu i tlenu doprowadzany jest do pustej w środku rurki kwarcowej o współczynniku załamania światła o długości 0,5...2 m i średnicy 16...18 mm. W wyniku reakcji chemicznej zachodzącej w wysokich temperaturach (1500...1700°C) czysty kwarc osadza się warstwami na wewnętrznej powierzchni rury. W ten sposób wypełniona jest cała wewnętrzna wnęka rurki, z wyjątkiem samego środka. Aby wyeliminować ten kanał powietrzny, stosuje się jeszcze wyższą temperaturę (1900°C), w wyniku czego następuje zapadnięcie się i kęs rurowy zamienia się w solidny kęs cylindryczny. Czysty wytrącony kwarc staje się następnie rdzeniem OB o współczynniku załamania światła ,
a sama rura działa jak powłoka o współczynniku załamania światła .
Włókno jest wyciągane z przedmiotu obrabianego i nawijane na bęben odbiorczy w temperaturze mięknienia szkła (1800...2200°C). Z kawałka o długości 1 m uzyskuje się ponad 1 km światłowodu.
Zaletą tej metody jest nie tylko produkcja włókien optycznych z rdzeniem wykonanym z chemicznie czystego kwarcu, ale także możliwość wytwarzania włókien gradientowych o zadanym profilu współczynnika załamania światła. Odbywa się to: poprzez zastosowanie kwarcu stopowego z dodatkiem tytanu, germanu, boru, fosforu lub innych odczynników. W zależności od użytego dodatku współczynnik załamania światła włókna może się zmieniać. Zatem german zwiększa się, a bor zmniejsza współczynnik załamania światła. Wybierając domieszkowaną recepturę kwarcu i utrzymując odpowiednią ilość dodatku w warstwach osadzonych na wewnętrznej powierzchni rury, można zapewnić wymagany charakter zmian w przekroju poprzecznym rdzenia włóknistego.
Projekty kabli optycznych
O projektach OK decyduje przede wszystkim ich przeznaczenie i zakres zastosowania. Pod tym względem istnieje wiele opcji projektowania. Obecnie w różnych krajach opracowywanych i produkowanych jest wiele typów kabli.
Całą różnorodność istniejących typów kabli można jednak podzielić na trzy grupy
koncentrycznie skręcone kable
kształtowane kable rdzeniowe
płaskie kable taśmowe.
Kable pierwszej grupy mają tradycyjny, koncentrycznie skręcony rdzeń, podobny do kabli elektrycznych. Każdy kolejny skręt rdzenia ma o sześć włókien więcej w porównaniu do poprzedniego. Kable tego typu znane są głównie z liczbą włókien 7, 12, 19. Najczęściej włókna te umieszczone są w oddzielnych plastikowych tubach, tworząc moduły.
Kable drugiej grupy posiadają w środku wyprofilowany rdzeń z tworzywa sztucznego z rowkami, w których umieszczone są włókna światłowodowe. Rowki i odpowiednio włókna znajdują się wzdłuż helikoidy, dlatego nie podlegają podłużnemu uderzeniu w pęknięcie. Takie kable mogą zawierać 4, 6, 8 i 10 włókien. Jeśli konieczne jest posiadanie kabla o dużej pojemności, stosuje się kilka modułów podstawowych.
Kabel taśmowy składa się ze stosu płaskich plastikowych pasków, w których osadzona jest pewna liczba OB. Najczęściej w taśmie znajduje się 12 włókien, a liczba taśm wynosi 6, 8 i 12. Przy 12 taśmach taki kabel może zawierać 144 włókna.
W kablach optycznych z wyjątkiem OB , Zazwyczaj dostępne są następujące elementy:
pręty napędowe (wzmacniające), które przejmują obciążenie wzdłużne i wytrzymałość na rozciąganie;
wypełniacze w postaci pełnych nici z tworzyw sztucznych;
elementy wzmacniające, które zwiększają odporność kabla na naprężenia mechaniczne;
zewnętrzne osłony ochronne, które chronią kabel przed wnikaniem wilgoci, oparami szkodliwych substancji i zewnętrznymi wpływami mechanicznymi.
Interesujące są francuskie OK. Z reguły składają się one z jednolitych modułów składających się z plastikowego pręta o średnicy 4 mm z żebrami na obwodzie i dziesięciu OB umieszczonych na obwodzie tego pręta. Kable zawierają 1, 4, 7 takich modułów. Na zewnątrz kable posiadają osłonę aluminiową, a następnie polietylenową.
Kabel amerykański, szeroko stosowany w GTS, to stos płaskich plastikowych pasków zawierający 12 OB. W kablu może znajdować się od 4 do 12 taśm zawierających 48-144 włókien.
W Anglii zbudowano eksperymentalną linię elektroenergetyczną z przewodami fazowymi zawierającymi światłowody do komunikacji technologicznej wzdłuż linii elektroenergetycznych. W środku przewodu linii energetycznej znajdują się cztery OB.
Stosowane są również wiszące OK. Posiadają metalowy kabel wbudowany w osłonę kabla. Kable przeznaczone są do zawieszania na wspornikach linii napowietrznych i ścianach budynków.
Do komunikacji podwodnej OK są z reguły zaprojektowane z zewnętrzną osłoną pancerza wykonaną z drutów stalowych (ryc. 11). W centrum znajduje się moduł z sześcioma OB. Kabel ma rurkę miedzianą lub aluminiową. Obwód „rura-woda” dostarcza zdalny prąd do podwodnych, bezobsługowych punktów wzmacniających.
Podstawowe wymagania dla linii komunikacyjnych
Ogólnie wymagania stawiane przez wysoko rozwiniętą nowoczesną technologię telekomunikacyjną na dalekobieżnych liniach komunikacyjnych można sformułować w następujący sposób:
łączność na odległość do 12 500 km w obrębie kraju i do 25 000 km w przypadku komunikacji międzynarodowej;
łącze szerokopasmowe i możliwość przesyłania różnego rodzaju nowoczesnych informacji (telewizja, telefon, transmisja danych, radiofonia, transmisja stron gazet itp.);
ochrona obwodów przed wzajemnymi i zewnętrznymi zakłóceniami, a także przed burzami i korozją;
stabilność parametrów elektrycznych linii, stabilność i niezawodność komunikacji;
efektywność całego systemu komunikacji.
Zgodnie z tym technologia kablowa rozwija się w następujących kierunkach:
Dominujący rozwój systemów koncentrycznych, które umożliwiają organizowanie potężnych wiązek komunikacyjnych i transmisję programów telewizyjnych na duże odległości za pomocą jednokablowego systemu komunikacji.
Tworzenie i wdrażanie obiecujących komunikacji OC, które zapewniają dużą liczbę kanałów i nie wymagają do swojej produkcji metali rzadkich (miedź, ołów).
Powszechne wprowadzenie do technologii kablowej tworzyw sztucznych (polietylen, polistyren, polipropylen itp.), które charakteryzują się dobrymi właściwościami elektrycznymi i mechanicznymi oraz umożliwiają zautomatyzowaną produkcję.
Wprowadzenie skorup aluminiowych, stalowych i plastikowych zamiast ołowiu. Powłoki muszą być szczelne i zapewniać stabilność parametrów elektrycznych kabla przez cały okres jego użytkowania.
Opracowanie i wprowadzenie do produkcji ekonomicznych konstrukcji kabli komunikacyjnych wewnątrzstrefowych (jednokoncentrycznych, pojedynczych, poczwórnych, nieopancerzonych).
Tworzenie kabli ekranowanych, które niezawodnie chronią przesyłane nimi informacje przed zewnętrznymi wpływami elektromagnetycznymi i burzami, w szczególności kable w dwuwarstwowej powłoce typu aluminiowo-stalowego i aluminiowo-ołowiowego.
Zwiększenie wytrzymałości elektrycznej izolacji kabla komunikacyjnego. Nowoczesny kabel musi jednocześnie posiadać właściwości zarówno kabla wysokiej częstotliwości, jak i kabla elektroenergetycznego, a także zapewniać przesyłanie prądów wysokiego napięcia do zdalnego zasilania bezobsługowych punktów wzmacniających na duże odległości.
Oprócz oszczędzania metali nieżelaznych, a przede wszystkim miedzi, kable optyczne mają następujące zalety:
łącze szerokopasmowe, możliwość przesyłania dużego przepływu informacji (kilka tysięcy kanałów);
niskie straty i odpowiednio duże długości odcinków przesyłowych (30...70 i 100 km);
małe wymiary gabarytowe i waga (10 razy mniejsza niż w przypadku kabli elektrycznych);
wysoka ochrona przed wpływami zewnętrznymi i przejściowymi zakłóceniami;
niezawodne urządzenia zabezpieczające (brak iskrzenia i zwarć).
Do wad kabli optycznych zalicza się:
ekspozycja światłowodów na promieniowanie, przez co pojawiają się ciemne plamy i wzrasta tłumienie;
korozja wodorowa szkła, prowadząca do mikropęknięć w światłowodzie i pogorszenia jego właściwości.
Zalety i wady komunikacji światłowodowej
Zalety otwartych systemów komunikacji:
Wyższy stosunek mocy odbieranego sygnału do mocy wypromieniowanej przy mniejszych aperturach anten nadajnika i odbiornika.
Lepsza rozdzielczość przestrzenna dzięki mniejszym otworom anteny nadajnika i odbiornika
Bardzo małe wymiary modułów nadawczo-odbiorczych wykorzystywanych do komunikacji na odległości do 1 km
Dobra tajemnica komunikacji
Zagospodarowanie niewykorzystanej części widma promieniowania elektromagnetycznego
Nie ma konieczności uzyskiwania pozwolenia na obsługę systemu łączności
Wady otwartych systemów komunikacji:
Niska przydatność do transmisji radiowych ze względu na wysoką kierunkowość wiązki laserowej.
Wysoka wymagana dokładność ustawienia anteny nadajnika i odbiornika
Niska wydajność emiterów optycznych
Stosunkowo wysoki poziom szumów w odbiorniku, częściowo ze względu na kwantową naturę procesu detekcji sygnału optycznego
Wpływ cech atmosfery na niezawodność komunikacji
Możliwość awarii sprzętu.
Zalety systemów komunikacji przewodniej:
Możliwość uzyskania światłowodów o niskim tłumieniu i rozproszeniu, co pozwala na zwiększenie odległości pomiędzy przemiennikami (10...50 km)
Kabel jednowłóknowy o małej średnicy
Dopuszczalność zginania światłowodu pod małymi promieniami
Kabel optyczny o niewielkiej wadze i dużej przepustowości informacji
Niski koszt materiału światłowodowego
Możliwość uzyskania kabli optycznych nie posiadających przewodności i indukcyjności elektrycznej
Znikomy przesłuch
Wysoce ukryte połączenie: rozgałęzianie sygnału jest możliwe tylko przy bezpośrednim podłączeniu do oddzielnego światłowodu
Elastyczność w realizacji wymaganej przepustowości: włókna różnego typu pozwalają na wymianę przewodów elektrycznych w cyfrowych systemach komunikacji na wszystkich poziomach hierarchii
Możliwość ciągłego doskonalenia systemu komunikacji
Wady systemów komunikacji kierującej:
Trudności w łączeniu (splataniu) włókien optycznych
Konieczność ułożenia w kablu optycznym dodatkowych żył przewodzących prąd elektryczny w celu zasilania zdalnie sterowanych urządzeń
Wrażliwość światłowodu na wodę przedostającą się do kabla
Wrażliwość światłowodu na promieniowanie jonizujące
Niska sprawność źródeł promieniowania optycznego przy ograniczonej mocy promieniowania
Trudności w implementacji trybu dostępu wielokrotnego (równoległego) przy użyciu magistrali podziału czasu
Wysoki poziom hałasu w odbiorniku
Kierunki rozwoju i zastosowania światłowodów
Szerokie horyzonty otworzyły się przed praktycznym zastosowaniem światłowodów i światłowodowych systemów transmisyjnych w takich sektorach gospodarki narodowej jak elektronika radiowa, informatyka, łączność, informatyka, kosmos, medycyna, holografia, budowa maszyn, energetyka jądrowa itp. Światłowód optyka rozwija się w sześciu obszarach:
wielokanałowe systemy transmisji informacji;
telewizja kablowa;
sieci lokalne;
czujniki i systemy gromadzenia, przetwarzania i przesyłania informacji;
łączność i telemechanika na liniach wysokiego napięcia;
wyposażenia i instalacji urządzeń mobilnych.
Zastosowanie układów optycznych w telewizji kablowej zapewnia wysoką jakość obrazu i znacząco poszerza możliwości świadczenia usług informacyjnych dla abonentów indywidualnych. W tym przypadku wdrażany jest niestandardowy system odbioru, a abonenci otrzymują na ekranach telewizorów obrazy wycinków gazet, stron czasopism oraz dane referencyjne z bibliotek i ośrodków edukacyjnych.
Na podstawie OK tworzone są lokalne sieci komputerowe o różnych topologiach (pierścień, gwiazda itp.). Sieci takie umożliwiają połączenie centrów komputerowych w jeden system informatyczny o dużej przepustowości, podwyższonej jakości i zabezpieczeniu przed nieuprawnionym dostępem.
W ostatnim czasie pojawił się nowy kierunek rozwoju technologii światłowodowej - wykorzystanie zakresu długości fal średniej podczerwieni 2...10 mikronów. Oczekuje się, że straty w tym zakresie nie przekroczą 0,02 dB/km. Umożliwi to komunikację na duże odległości z miejscami rewitalizacji do 1000 km. Badania szkieł fluorkowych i chalkogenkowych z dodatkami cyrkonu, baru i innych związków charakteryzujących się superprzezroczystością w zakresie długości fal podczerwieni umożliwiają dalsze zwiększenie długości odcinka regeneracyjnego.
Oczekuje się nowych interesujących wyników w zastosowaniu nieliniowych zjawisk optycznych, w szczególności trybu tonu solnego propagacji impulsów optycznych, gdy impuls może propagować bez zmiany swojego kształtu lub okresowo zmieniać swój kształt podczas propagacji wzdłuż światłowodu. Zastosowanie tego zjawiska w światłowodach znacznie zwiększy wolumen przesyłanej informacji i zasięg komunikacji bez stosowania wzmacniaków.
Bardzo obiecujące jest wdrożenie metody podziału częstotliwości kanałów w liniach światłowodowych, która polega na tym, że do światłowodu wprowadzane jest jednocześnie promieniowanie z kilku źródeł pracujących na różnych częstotliwościach, a po stronie odbiorczej sygnały są rozdzielane za pomocą filtrów optycznych. Ta metoda podziału kanałów w łączu światłowodowym nazywa się multipleksowaniem widmowym lub multipleksowaniem.
Budując sieci abonenckie FOCL, oprócz tradycyjnej struktury sieci telefonicznej typu promienistego węzła, przewiduje się organizację sieci pierścieniowych, zapewniającą oszczędność kabli.
Można założyć, że w FOSS drugiej generacji wzmacnianie i konwersja sygnałów w regeneratorach będzie odbywać się na częstotliwościach optycznych z wykorzystaniem elementów i obwodów scalonej optyki. Uprości to obwody wzmacniaczy regeneracyjnych, poprawi ich wydajność i niezawodność oraz obniży koszty.
W trzeciej generacji VOSP ma ona wykorzystywać konwersję sygnałów mowy na sygnały optyczne bezpośrednio za pomocą przetworników akustycznych. Opracowano już telefon optyczny i trwają prace nad stworzeniem zasadniczo nowych automatycznych central telefonicznych, które przesyłają sygnały świetlne, a nie elektryczne. Istnieją przykłady tworzenia wielopozycyjnych szybkich przełączników optycznych, które można wykorzystać do przełączania optycznego.
W oparciu o OC i systemy transmisji cyfrowej tworzona jest zintegrowana sieć wielofunkcyjna, obejmująca różne rodzaje transmisji informacji (telefonia, telewizja, transmisja danych komputerów i automatycznych systemów sterowania, wideotelefon, fototelegraf, transmisja stron gazet , wiadomości z banków itp.). Jako kanał ujednolicony przyjęto kanał cyfrowy PCM o prędkości transmisji 64 Mbit/s (lub 32 Mbit/s).
W celu powszechnego stosowania OK i VOSP konieczne jest rozwiązanie szeregu problemów. Należą do nich przede wszystkim:
opracowanie zagadnień systemowych oraz określenie wskaźników technicznych i ekonomicznych wykorzystania OK w sieciach komunikacyjnych;
masowa produkcja przemysłowa włókien jednomodowych, światłowodów i kabli oraz urządzeń optoelektronicznych do nich;
zwiększenie odporności na wilgoć i niezawodność OC poprzez zastosowanie metalowych powłok i hydrofobowego wypełnienia;
rozwój zakresu fal podczerwonych 2...10 mikronów oraz nowych materiałów (fluorek i chalkogenek) do produkcji włókien optycznych umożliwiających komunikację na duże odległości;
tworzenie lokalnych sieci dla informatyki i informatyki;
rozwój aparatury badawczo-pomiarowej, reflektometrów, testerów niezbędnych do produkcji OK, konfiguracji i eksploatacji linii światłowodowych;
mechanizacja technologii układania i automatyzacja montażu OK;
udoskonalanie technologii przemysłowej produkcji włókien optycznych i włókien optycznych, obniżanie ich kosztów;
badania i wdrożenie trybu transmisji solitonu, w którym impuls ulega kompresji i redukcji dyspersji;
opracowanie i wdrożenie systemu i urządzeń do multipleksowania widmowego OK;
utworzenie zintegrowanej wielofunkcyjnej sieci abonenckiej;
tworzenie nadajników i odbiorników, które bezpośrednio przekształcają dźwięk w światło i światło w dźwięk;
zwiększenie stopnia integracji elementów i tworzenie szybkich jednostek urządzeń kanałotwórczych PCM z wykorzystaniem elementów optyki zintegrowanej;
tworzenie regeneratorów optycznych bez przetwarzania sygnałów optycznych na elektryczne;
doskonalenie urządzeń optoelektronicznych nadawczych i odbiorczych systemów łączności, rozwój spójnego odbioru;
opracowanie efektywnych metod i urządzeń zasilania regeneratorów pośrednich dla strefowych i szkieletowych sieci komunikacyjnych;
optymalizacja struktury różnych odcinków sieci, biorąc pod uwagę specyfikę korzystania z systemów na OK;
doskonalenie sprzętu i metod separacji częstotliwościowej i czasowej sygnałów przesyłanych światłowodami;
rozwój optycznych systemów i urządzeń przełączających.
Wniosek
Obecnie otworzyły się szerokie horyzonty dla praktycznego zastosowania światłowodów i światłowodowych systemów transmisyjnych w takich sektorach gospodarki narodowej jak elektronika radiowa, informatyka, łączność, informatyka, kosmos, medycyna, holografia, budowa maszyn, energia jądrowa itp. .
Światłowód rozwija się w wielu kierunkach, bez niego nowoczesna produkcja i życie nie byłoby możliwe.
Zastosowanie układów optycznych w telewizji kablowej zapewnia wysoką jakość obrazu i znacząco poszerza możliwości świadczenia usług informacyjnych dla abonentów indywidualnych.
Czujniki światłowodowe mogą pracować w agresywnym środowisku, są niezawodne, mają niewielkie rozmiary i nie podlegają wpływom elektromagnetycznym. Umożliwiają ocenę różnych wielkości fizycznych (temperatury, ciśnienia, prądu itp.) na odległość. Czujniki znajdują zastosowanie w przemyśle naftowym i gazowym, systemach bezpieczeństwa i sygnalizacji pożaru, sprzęcie samochodowym itp.
Bardzo obiecujące jest wykorzystanie OK na liniach wysokiego napięcia (PTL) do organizacji komunikacji technologicznej i telemechaniki. Światłowody są osadzone w fazie lub kablu. Tutaj kanały są wysoce chronione przed skutkami elektromagnetycznymi linii energetycznych i burzami.
Lekkość, niewielkie rozmiary i niepalność OK sprawiły, że były one bardzo przydatne do montażu i wyposażania samolotów, statków i innych urządzeń mobilnych.
Bibliografia
Systemy komunikacji optycznej / J. Gower - M.: Radio i łączność, 1989;
Linie komunikacyjne / I. I. Grodnev, S. M. Vernik, L. N. Kochanovsky. - M.: Radio i komunikacja, 1995;
Kable optyczne / I. I. Grodnev, Yu. T. Larin, I. I. Teumen. - M.: Energoizdat, 1991;
Kable optyczne wielokanałowych linii komunikacyjnych / A. G. Muradyan, I. S. Goldfarb, V. N. Inozemtsev. - M.: Radio i komunikacja, 1987;
Światłowody światłowodowe do transmisji informacji / J. E. Midwinter. - M.: Radio i komunikacja, 1983;
Światłowodowe linie komunikacyjne / I. I. Grodnev. - M.: Radio i komunikacja, 1990
ROSZHELDOR
Departament Komunikacji
Próba nr 1
przez dyscyplinę
„Historia rozwoju komunikacji”
„Przywrócenie i rozwój funduszy
połączenia po wojnie domowej”
student korespondencyjny
gr. 2 – MSU
Ivanova A.V.
kod: 03 – EMU – 477
Sprawdzony:
Taran V.N.
Plan
1. Wstęp
2. Historia rozwoju komunikacji przewodowej
3. Historia rozwoju komunikacji bezprzewodowej
4. Krótkie statystyki
5. Wniosek
6. Bibliografia
1. Wstęp ………………………………………………. 4
2. Historia rozwoju komunikacji………………….. 6
2.1 Telegraf…………………………………………………………….. 6
2.2 Telefon……………………………………………………………7
2.3 Radio…………………………………………………9
3. Rozwój komunikacji bezprzewodowej……………………….16
3.1 Nadawanie programów radiowych………………………………….16
3.2 Łączność radiowa dookoła świata…………………………….. 17
3.3 Rodzaje łączności radiowej…………………………………20
3.4 Radar …………………………………………. 24
4. Statystyka…………………………………………… 27
5. Zakończenie…………………………………………….. 29
6. Wykaz wykorzystanej literatury…………………30
Wstęp
Adekwatność tematu badań. W życiu współczesnego społeczeństwa środki przekazu odgrywają ogromną rolę integrującą. Poziom ich rozwoju jest najważniejszym wskaźnikiem postępu społecznego. W globalnej społeczności technologie informacyjno-komunikacyjne objęły wszystkie obszary ludzkiej działalności. Obecnie pozwalają one na kształtowanie nowego systemu interakcji pomiędzy ludźmi, wiedzą i kulturami.
Od ostatniej ćwierci XX wieku procesy przemian w społeczeństwie w dużej mierze zdeterminowane są ogromnym przełomem w rozwoju komunikacji. Jednak przy wyraźnie rosnącym znaczeniu technologii informacyjno-komunikacyjnych historia komunikacji pozostaje słabo poznana. Tymczasem ma istotne znaczenie dla zrozumienia procesów rozwoju społecznego i stanowi integralną część historii krajów i poszczególnych regionów.
Powszechnie wiadomo, że przejęcie władzy przez bolszewików rozpoczęło się od poczty, telegrafu, telefonu i stacji radiowej. Innymi słowy, opanowanie komunikacji podczas wydarzeń październikowych 1917 r. było jednym z czynników decydujących o politycznym zwycięstwie władzy radzieckiej. Rola komunikacji była bardzo ważna w wojnie domowej, której jedno z epicentrów znajdowało się w regionie środkowej Wołgi, w tym na ziemiach Tatarstanu. W krytycznych warunkach posiadanie łączności telegraficznej i telefonicznej było jednym z kluczowych środków zapewniających zwycięstwo Armii Czerwonej. W okresie pokojowego rozwoju komunikacja była istotnym elementem realizacji założeń politycznych i ideologicznych władz.
Stopień znajomości problemu. Historia komunikacji nigdy nie była priorytetowym obszarem nauk historycznych, w tym historii przemysłu. Pierwsze publikacje pojawiły się w latach dwudziestych XX wieku, można je jednak zaliczyć bardziej do źródeł. Wyjątkiem jest artykuł szefa okręgu komunikacyjnego Wołga-Kama Ya.F. Igoszkina „Połączenie Republiki Tatarów z sąsiednimi regionami terytorium Wołgi-Kamy”, w którym podjęto próbę określenia roli Kazania jako centrum terytorium Wołgi-Kamy w systemie komunikacji pocztowej. Swoją tezę ilustruje liczbami dotyczącymi przekazywania przekazów i telegramów do Republiki Tatarskiej, prowincji Samara i Moskwy z Czuwaszii, Udmurcji i Mari-Elu.
W okresie przedwojennym analizę komunikacji jako środka technicznego przedstawiono w pracach badaczy M.A. Wasiliewa. Kokorina, V. Lebiediew, P.O. Chechika, V.B. Szostakowicz. Rolę radia w polityce rewolucji kulturalnej analizuje A. Shiger.
Zainteresowanie rozwojem historii komunikacji pojawiło się od lat pięćdziesiątych XX wieku. Wśród badań podstawowych należy zwrócić uwagę na monografię Ministra Komunikacji ZSRR N.D. Psurtsev, który zawiera krótkie podsumowanie historii
Psurtsev N.D. Rozwój komunikacji w ZSRR (1917-1967) / N.D. Psurcew. - M.: Komunikacja, 1967.
Badania charakteryzujące historię rozwoju radia, telewizji i ich części technicznej podane są w pracach badaczy A. Bakakina, M.S. Glazer, PS. Gurewicz i V.I. Różnikowa.
W okresie poradzieckim główna uwaga skupia się na problematyce cenzury w komunikacji. Temu zagadnieniu poświęconych jest wiele opracowań I.A. Butenko i K.E. Razlogova, T.M. Goryaeva”, SV.
Eseje o historii radzieckiego radia i telewizji. - Część 1. (1917-1941) / wyd. GA Kazakova, A.I. Mielnikowa, A.I. Worobiowa. - M.: Myśli, 1972.
Od lat 70-tych Historia komunikacji została nieco opisana na przykładzie poszczególnych regionów. Jednocześnie w pracach analizowane są głównie aspekty techniczne poświęcone systemom nadawczym telewizji i radia rosyjskich regionów: Petersburga, Gorkiego, Kirowa, obwodu czelabińskiego, obwodu tiumeńskiego, Dalekiego Wschodu. Należą do nich prace badaczy V.E. Batakova i V.A. Ukhina, Los Angeles Vasilyeva”, E.V. Vasilievskaya, O.Ya. Gaiduchok, V.V. Pogartseva, S.Yu. Timofeeva, I. Fokina, A.M. Tsirulnikova, Sh. Chabdarova. W latach 1970-2000 rozwój radiofonii i telewizji w republikach Unii ZSRR był aktywnie analizowany.
Rozwój przewodowej komunikacji elektrycznej.
|
2.1 Telegraf. W tym czasie szybko rozwijała się ważna gałąź elektrotechniki – technika komunikacyjna. Telegraf przewodowy przeszedł w okresie objętym kontrolą różne ulepszenia. W 1855 roku angielski wynalazca D. E. Hughes (1831 -1900) opracował maszynę do druku bezpośredniego, która znalazła szerokie zastosowanie. Działanie aparatu telegraficznego opierało się na zasadzie synchronicznego ruchu suwaka nadajnika i koła odbiornika. Doświadczony operator telegrafu na aparacie Hughesa mógł przesyłać do 40 słów na minutę. Szybki rozwój wymiany telegraficznej i wzrost wydajności urządzeń telegraficznych napotkał ograniczone możliwości operatorów telegraficznych, którzy podczas długotrwałej pracy byli w stanie osiągnąć prędkość transmisji zaledwie 240-300 liter na minutę. Konieczne było zastąpienie ręcznej pracy operatora telegrafu specjalnymi mechanizmami, które wstępnie rejestrują informacje, a następnie przesyłają je ze stałą prędkością, niezależnie od osoby. Problem wstępnego zapisu informacji rozwiązał angielski wynalazca C. Wheatstone (1802-1875). W 1858 roku stworzył dziurkacz do dziurkowania w taśmie papierowej odpowiadających kropkom i kresom alfabetu Morse'a. W tym samym roku zaprojektował także nadajnik. W 1867 roku Wheatstone wyprodukował odbiornik telegraficzny, za pomocą którego zakończył prace nad swoim systemem odbiorczo-nadawczym. W 1871 roku Styris wynalazł różnicową telegrafię dupleksową, w której dwa łączące się punkty jednocześnie transmitują i odbierają telegramy. Problemem telegrafii sekwencyjnej multipleksowej (multipleksowej), w której więcej niż jeden telegram może być nadawany lub odbierany tą samą linią, zajmowali się Gintl, Frischen, W. Siemens, Halske i T. A. Edison. Problem ten jednak znakomicie rozwiązał francuski mechanik J. Baudot (1845-1903) w 1874 roku, bazując na pięciocyfrowym kodzie, zaprojektował podwójne urządzenie, którego prędkość transmisji sięgała 360 znaków na minutę. W 1876 roku stworzył pięciokrotne urządzenie, które zwiększało prędkość transmisji i odbioru 2,5 razy. Oprócz tych urządzeń Baudot opracował dekodery, mechanizmy drukujące i dystrybutory, które stały się klasycznymi przykładami instrumentów telegraficznych. Urządzenia Baudota rozpowszechniły się w wielu krajach i były najwyższym osiągnięciem techniki telegraficznej drugiej połowy XIX wieku. Jeśli w Europie używano sprzętu telegraficznego Baudota, to w USA rozpowszechniły się urządzenia telegraficzne, których działanie opierało się na obwodzie poczwórnym stworzonym przez T. A. Edisona i J. Presloota w 1874 r. Obwód ten zapewniał transmisję czterech telegramów jednym telegrafem linia . W Rosji od 1904 roku na liniach telegraficznych między Petersburgiem a Moskwą używano aparatów Baudota. Pierwsze próby przesyłania nieruchomych obrazów na odległość datowane są na początek drugiej połowy XIX wieku. W 1855 roku włoski fizyk G. Caselli zaprojektował fototelegraf elektrochemiczny (poprzednik aparatu filmowego) z otwartym elektrochemicznym zapisem obrazu podczas odbioru. Rozwój łączności telegraficznej wymagał budowy nowych linii telegraficznych i autostrad. W 1870 r. w Rosji istniało 90,6 tys. km przewodów telegraficznych i 714 stacji telegraficznych. W 1871 roku zakończono budowę najdłuższej wówczas linii łączącej Moskwę z Władywostokiem. Na początku XX wieku. Długość linii telegraficznych w Rosji wynosiła 300 tysięcy km. Udoskonalenie technologii i technologii produkcji kabli, zwiększenie ich jakości i odporności na zużycie umożliwiło budowę podziemnych linii telegraficznych. Na przykład w latach 1877–1881 w Niemczech zbudowano 20 linii metra o łącznej długości około 5,5 tys. km. Pod koniec XIX wieku. W Europie ułożono 2840 tys. km kabli, a w USA ponad 4 mln km. Całkowita długość linii telegraficznych na świecie na początku XX wieku. wyniósł około 8 mln km. 2.2 Telefon. Wraz z udoskonaleniem telegrafu drutowego w ostatniej ćwierci XIX w. pojawił się telefon. Jak zauważono w pierwszym tomie „Esejów…”, zaprojektowany na początku lat 60. aparat telefoniczny I. F. Reisa (a właściwie Rayeta), nie znalazł praktycznego zastosowania. Dalszy rozwój telefonu wiąże się z nazwiskami amerykańskich wynalazców I. Graya (1835–1901) i A. G. Bella (1847–1922). Uczestnicząc w konkursie na praktyczne rozwiązanie problemu multipleksowania obwodów telegraficznych, odkryli wpływ telefonii. 14 lutego 1876 roku obaj Amerykanie złożyli ofertę na praktyczne aparaty telefoniczne. Ponieważ wniosek Graya został złożony z 2-godzinnym opóźnieniem, patent został wydany firmie Bell, a sprawa Graya przeciwko Bellowi została przegrana. Kilka miesięcy później Bell zademonstrował opracowany przez siebie telefon elektromagnetyczny, który służył zarówno jako nadajnik, jak i odbiornik. Urządzeniem zainteresowała się społeczność biznesowa, co pomogło wynalazcy założyć firmę Bell Telephone Company. Później przerodziło się to w poważny problem. W 1878 roku D. E. Hughes doniósł Królewskiemu Towarzystwu Londyńskiemu, którego był członkiem, o swoim odkryciu efektu mikrofonu. Sprawdzając uszkodzone styki elektryczne, Hughes odkrył, że w telefonie słychać wibracje uszkodzonego styku. Próbując styków wykonanych z różnych materiałów, był przekonany, że efekt będzie najbardziej widoczny przy zastosowaniu styków wykonanych ze sprężonego węgla. Na podstawie tych wyników w 1877 roku Hughes zaprojektował nadajnik telefoniczny, który nazwał mikrofonem. Firma Bell zastosowała nowy wynalazek Hughesa, ponieważ ten szczegół, którego nie było w pierwszych urządzeniach Bell, eliminował ich główną wadę - ograniczony zakres działania. Nad udoskonaleniem telefonu pracowało wielu wynalazców (W. Siemens, Ader, Gover, Stecker, Dolbier itp.). Edison wkrótce zaprojektował inny typ telefonu (1878). Po raz pierwszy wprowadzając do obwodu telefonicznego cewkę indukcyjną i stosując mikrofon węglowy wykonany z tłoczonej czerni lampowej, Edison zapewnił transmisję dźwięku na znaczną odległość. Udoskonalenie istniejących konstrukcji telefonicznych przyczyniło się do tego, że ten rodzaj komunikacji wszedł do codziennego życia ludzi w różnych krajach szybciej niż inne najnowsze wynalazki techniczne. Pierwszą centralę telefoniczną zbudowano w 1877 r. w USA według projektu węgierskiego inżyniera T. Puskasa (1845-1893), w 1879 r. zbudowano centralę telefoniczną w Paryżu, a w 1881 r. - w Berlinie, Petersburgu, Moskwie , Odessie, Rydze i Warszawie. Dla późniejszego rozwoju sieci telefonicznych ogromne znaczenie miał projekt centrali telefonicznej zasilanej z centralnej baterii znajdującej się na samej stacji, zaproponowany przez P. M. Golubitsky'ego (1845-1911) w 1885 roku. Taki system zasilania telefonicznego umożliwił utworzenie centralnych central telefonicznych obejmujących kilkadziesiąt tysięcy punktów abonenckich. W 1882 roku PM Golubitsky wynalazł bardzo czuły telefon i zaprojektował telefon stacjonarny z dźwignią do automatycznego przełączania obwodu poprzez zmianę położenia słuchawki. Zasada ta została zachowana we wszystkich nowoczesnych urządzeniach. W 1883 roku zaprojektował także mikrofon z pyłu węglowego. W 1887 r. Rosyjski wynalazca K. A. Mossitsky stworzył „samoczynny wyłącznik centralny” - poprzednika automatycznych central telefonicznych (ATS). Nie była to centrala telefoniczna we współczesnym znaczeniu, gdyż przełączaniem połączeń na stacji, choć odbywało się bez operatora telefonicznego, sterowali sami abonenci. W 1889 roku amerykański wynalazca A. B. Stringer otrzymał patent na automatyczną centralę telefoniczną. W 1893 roku rosyjscy wynalazcy M.F. Freidenberg (1858-1920) i S.M. Berdiczewski-Apostołow zaproponowali swoje „złącze telefoniczne”. Demonstracja modelu tej stacji z 250 numerami, wykonana w warsztacie Uniwersytetu w Odessie, nie uzyskała zgody w Rosji. Następnie Freudenberg będąc już w Anglii, w 1895 r. opatentował jeden z najważniejszych elementów współczesnych automatycznych central telefonicznych – prewyszukiwarkę, a w 1896 r. – szukacz typu maszynowego.W tym samym roku Berdiczewski-Apostołow stworzył oryginalny system automatycznej centrali telefonicznej na 10 tys. numerów. Komunikacja telefoniczna zaczęła być wykorzystywana nie tylko do łączenia dwóch abonentów. W 1882 r. w Petersburgu za pomocą linii telefonicznej transmitowano z Teatru Maryjskiego operę „Rusałka”. Opery przez telefon mogło słuchać jednocześnie 15 osób. W 1883 r. węgierski inżynier T. Puskas zorganizował w Budapeszcie Gazetę Telefoniczną. Abonenci mogli dowiedzieć się o wszystkim, co działo się w mieście, nie wychodząc z domu. Co pół godziny redakcja informowała o sytuacji na giełdzie, a wieczorami przez telefon nadawana była muzyka. Koniec XIX - początek XX wieku. związane były z szybką budową sieci telefonicznej. W miastach komunikacja odbywała się zarówno przewodami napowietrznej sieci telefonicznej, jak i układaniem kabli podziemnych, do czego wykorzystywano rurociągi i studnie kablowe. Najdłuższe linie telefoniczne w tym czasie to Paryż – Bruksela (320 km), Paryż – Londyn (498 km) i Moskwa – St. Petersburg (660 km). Ostatnia linia, wybudowana w 1898 roku, była najdłuższą napowietrzną linią telefoniczną. Do 1913 roku nawiązano łączność telefoniczną między Moskwą a Charkowem, Ryazanem, Niżnym Nowogrodem i Kostromą. Rozbudowano linie telefoniczne pomiędzy St. Petersburgiem a Revel (Tallinn), Baku i Tyflisem (Tbilisi), Petersburgiem i Helsingfors (Helsinki). Na międzymiastowej linii telefonicznej Moskwa – St. Petersburg realizowanych było do 200 rozmów dziennie. W 1915 roku inżynier V.I. Kovalenkov opracował i zastosował w Rosji pierwszą dupleksową transmisję telefoniczną za pomocą triod. Zainstalowanie takiego pośredniego punktu wzmacniającego na linii telefonicznej pozwoliło znacznie zwiększyć zasięg transmisji. Do tego czasu na świecie zainstalowano około 10 milionów aparatów telefonicznych, a łączna długość przewodów telefonicznych osiągnęła 36,6 miliona km. Na każde tysiąc osób w różnych krajach przypadało od 10 do 170 abonentów. Do końca pierwszej dekady XX w. działało już ponad 200 tysięcy automatycznych central telefonicznych. 2.3 Radia. Wynalezienie radia to nowy etap w rozwoju technologii komunikacyjnych. „Telegrafia bezprzewodowa” (jak pierwotnie nazywano łączność radiową) była jednym z najwspanialszych wynalazków w historii nauki i technologii. To osiągnięcie postępu naukowo-technicznego otworzyło przede wszystkim nowy, wyjątkowo owocny etap w rozwoju komunikacji i informacji. W dziedzinie radiotechniki wyłoniły się nowe kierunki, przede wszystkim elektronika, która odgrywa (podobnie jak radiotechnika w ogóle) wybitną rolę we współczesnej rewolucji naukowo-technologicznej (STR). Po drugie, wynalezienie radia jest wyraźnym wskaźnikiem stopnia, w jakim nauka stała się bezpośrednią siłą produkcyjną. Odkrycie w fizyce nowego rodzaju promieniowania elektromagnetycznego (lub, jak wówczas mówiono, „promieni elektrycznych”) było niezbędnym warunkiem stworzenia technicznych środków komunikacji radiowej. Obiektywnymi przesłankami wynalezienia radia były wymagania globalnej produkcji i obiegu, rozwój gospodarczy i administracyjny odległych obszarów oraz przyspieszenie transportu towarów i pasażerów. Oczywiście w tamtym czasie możliwość nawiązania łączności z odległymi obiektami nieruchomymi i ruchomymi (wyprawy, statki morskie) w przypadku braku do tego celu kabli i przewodów była przedmiotem zainteresowania kręgów rządzących wielkich mocarstw, przede wszystkim ze względów wojskowych i cele kolonialne 2. Kiedy w 1887 roku swoimi eksperymentami niemiecki fizyk G. R. Hertz (1857-1894) udowodnił słuszność hipotezy J. C. Maxwella3 (1831 - 1879) o istnieniu fal elektromagnetycznych rozchodzących się z prędkością światła (obecnie zwanych falami radiowymi) , wielu wynalazców w różnych krajach podjęło kwestię wykorzystania tych fal do bezprzewodowej transmisji sygnału. Znaczący wkład w to wnieśli francuski fizyk E. Branly (1844–1940), a także angielski naukowiec O. J. Lodge (1851–1940). Pierwszą na świecie audycję radiową przeprowadził w Rosji słynny wynalazca i naukowiec A. S. Popow (1859–1906). Po ukończeniu studiów na Uniwersytecie w Petersburgu Popow zajął się teoretyczną i praktyczną elektrotechniką (w szczególności pracował w Stowarzyszeniu Elektrotechniki w Petersburgu). W 1883 roku przyjął zaproponowane mu przez Ministerstwo Marynarki Wojennej stanowisko nauczyciela w Szkole Górniczej i w Klasie Oficerskiej Górnictwa w Kronsztadzie, zyskując tym samym możliwość systematycznej pracy naukowej w laboratoriach i salach wykładowych Kronsztadu. Ale jednocześnie A.S. Popow ograniczał się do mini- 1 Jedynym sposobem szybkiego przekazania wiadomości, powiedzmy ze statku oddalonego od brzegu, było wysłanie gołębia pocztowego. O takim wysyłaniu gołębi Conan Doyle pisał w humorystycznym tonie w opowiadaniu „The Square Box” (Działa zebrane – tom 6 – s. 279 i in.). Ta metoda komunikacji faktycznie miała miejsce w smutniejszych okolicznościach. Tym samym tragicznie zmarła wyprawa S.A. Andre, która w 1897 roku przyleciała do Arktyki ze Spitsbergenu, ostatnią wiadomość o sobie przesłała gołębiem pocztowym. W słynnej niemieckiej publikacji „Przemysł i technologia” donoszono: „Praktyczne zastosowanie odkrycia Hertza stwarza najwspanialsze nadzieje, zwłaszcza do celów morskich i wojskowych” (1902. - t. VII. - s. 625). W 1888 roku naukowiec dowiedział się o odkryciach Hertza i natychmiast zaczął je odtwarzać. W 1889 roku w jednym ze swoich wykładów na ten temat Popow po raz pierwszy zwrócił uwagę na możliwość wykorzystania fal elektromagnetycznych do przesyłania sygnałów na odległość bez użycia przewodów. Po zapoznaniu się z twórczością Branly'ego i Lodge'a Popow kontynuował udoskonalanie szczegółów nadajnika i odbiornika, wprowadzając tak ważne nowe elementy, jak przewód podłączony do obwodu, czyli prototyp anteny odbiorczej (1894). W tym czasie jego przyjaciel i asystent P.N. Rybkin (1864–1948) rozpoczął współpracę z A.S. Popowem. 23 kwietnia (7 maja, nowy styl) 1895 roku na zebraniu Rosyjskiego Towarzystwa Fizyko-Chemicznego A. S. Popow zademonstrował swój aparat, „który był przodkiem wszystkich urządzeń odbierających iskry „telegrafii bezprzewodowej”. Artykuł naukowca opisujący konstrukcję korpusu ukazał się w czasopiśmie tego towarzystwa w styczniu 1896 roku. Po odkryciu, że urządzenie reaguje na wyładowania atmosferyczne, Popow stworzył własny „detektor piorunów”, który praktycznie służył do odbierania sygnałów o zbliżających się burzach w obserwatorium meteorologicznym stołecznego Instytutu Leśnictwa, na targach w Niżnym Nowogrodzie i w innych przypadkach. W latach 1895-1896 naukowiec ulepszył swoje urządzenie nadawcze. 12 marca (24) 1896 r. W sali fizyki Uniwersytetu w Petersburgu na Wyspie Wasilewskiej zorganizowano odbiór pierwszego na świecie radiogramu. Stacja odjazdów znajdowała się 250 m dalej, przy Instytucie Chemicznym. Do urządzenia odbiorczego podłączony był aparat telegraficzny, przesyłający jedną literę za drugą alfabetem Morse'a. Tekst tej depeszy brzmiał: „Heinrich Hertz”. Ministerstwo Marynarki Wojennej nie okazało zbytniej hojności wynalazcy. Na budowę urządzenia przeznaczyła zaledwie 300 rubli, co zapoczątkowało nową erę w historii technologii komunikacyjnych. Ale potem najwyraźniej doszedłszy do wniosku, że „telegrafia bezprzewodowa może przydać się w marynarce wojennej”, ministerstwo zakazał ujawniania jakichkolwiek szczegółów technicznych nowego wynalazku. Nawet w protokole spotkania z 12 marca 1896 roku w tak zawoalowanej formie wspominano o pokazie działania radia: „A. S. Popow pokazuje przyrządy do wykładu demonstracyjnego eksperymentów Hertza.” Sam wynalazca, ze względu na swoją skromność i bezinteresowność (akademik A. N. Kryłow nazwał to później „idealizmem”), nie zapewnił sobie własności wynalazku, nie zaciągając żadnego patentu. Tymczasem latem 1896 roku w prasie pojawiła się informacja (nie podając żadnych szczegółów technicznych), że Włoch Marconi odkrył metodę „telegrafii bezprzewodowej”. G. Marconi (1874-1937) nie miał specjalnego wykształcenia, ale odznaczał się energiczną przedsiębiorczością handlową i techniczną.” Po dokładnym przestudiowaniu wszystkiego, co ukazało się na temat przepuszczania promieniowania bez przewodów, sam zaprojektował odpowiednie instrumenty i wyjechał do Anglii. Tam udało mu się zainteresować kierownictwo poczty i innych przedsiębiorców.2 czerwca 1896 roku otrzymał angielski patent na urządzenia do „telegrafii bezprzewodowej” i dopiero potem przedstawił społeczeństwu projekt swojego wynalazku.Okazało się, że się, że zasadniczo odtwarzał sprzęt Popowa. Rosyjski wynalazca nadal udoskonalał swoje urządzenia radiowe i znajdował dla nich nowe zastosowania. Wiosną 1897 roku Popow rozpoczął eksperymenty z nawiązaniem łączności radiowej między statkami w porcie w Kronsztadzie. Udało mu się nawiązać łączność początkowo na odległość 640 m, później na 5 km. Podczas tych eksperymentów odkrył zjawisko odbicia fal radiowych od kadłuba statku przepływającego w kierunku komunikacji. Obserwacje te rozwinął następnie (1902-1904) niemiecki inżynier H. Hülsmeier, który nazwał swoje urządzenie „telemobiloskopem”. Wszystko to stworzyło podstawę przyszłej technologii radarowej (metody wykrywania obiektów na podstawie odbicia fal radiowych). W latach 1898-1899 Dalsze eksperymenty kontynuowano na Morzu Bałtyckim i Czarnym. P. N. Rybkin odkrył możliwość odbioru sygnałów radiowych nie tylko za pomocą aparatu telegraficznego, ale także za pomocą ucha. „Bezprzewodowy telegraf” był używany przez A. S. Popowa do nawiązania komunikacji między wyspami Gogland i Kutsalo (Kot-koy) w Zatoce Fińskiej w odległości 45 km. W 1899 r. do pomocy uszkodzonemu pancernikowi Admirał Generał Apraksin użyto radiotelegrafu. Jak już wspomniano w rozdziale 8, na pokładzie lodołamacza Ermak zainstalowano aparat A.S. Popowa, który pomógł ratować rybaków wyniesionych na krze na otwarte morze. Pomimo oczywistych sukcesów Popow i jego współpracownicy nie znaleźli niezbędnego wsparcia w Ministerstwie Marynarki Wojennej. Pomagali mu tylko tacy mistrzowie nowych technologii, jak wiceadmirał S. O. Makarow. Nie podjęto żadnych działań w celu ustalenia produkcji krajowego sprzętu radiowego. (Produkcja instrumentów w Rosji była generalnie słabo rozwinięta.) Marconi znalazł się w zupełnie innych warunkach. W Anglii, przy wsparciu poczty, Marconi zorganizował prywatną firmę Wireless Telegraph and Signal. Pierwszy radiogram został przesłany w czerwcu 1898 r. Towarzystwo Marconiego, dysponując dużymi funduszami, przyciągnęło do firmy duży zespół wysoko wykwalifikowanych pracowników. Zaczęli ulepszać, produkować i używać sprzętu radiowego. W 1899 r. Marconi nadawał audycję radiową przez kanał La Manche, a w 1901 r. przez Atlantyk. Po drodze Marconi, daleki od skromności, starał się wszelkimi możliwymi sposobami udowodnić swój priorytet (choć udane eksperymenty rozpoczął w maju 1896 r., a więc później niż Popow). Jak widać z opowiadania H. Wellsa „Filmer” (1903), angielska opinia publiczna nawet fale radiowe nazywała nie „promieniami Hertza”, ale „promieniami Marconiego”. Próby Marconiego opatentowania swojego wynalazku w innych krajach z wyjątkiem Anglii i Włoch zakończyły się niepowodzeniem, ponieważ w większości z nich znane było już odkrycie A. S. Popowa. Definiując rolę A. S. Popowa i G. Marconiego w wynalezieniu radia, akademik A. N. Kryłow zauważył, że „... kwestia pierwszeństwa w wynalezieniu radia jest całkowicie bezdyskusyjna: radio jako urządzenie techniczne zostało wynalezione przez Popowa, kto uczynił ten wynalazek pierwszą publikacją naukową…”. Amerykański naukowiec pochodzenia jugosłowiańskiego N. Tesla (1856 - 1943) 3 badał problem bezprzewodowej transmisji sygnału w latach 1890-1891. stworzył specjalny transformator rezonansowy wysokiego napięcia i wysokiej częstotliwości, który odegrał wyjątkową rolę w dalszym rozwoju radiotechniki. W 1896 roku Tesla transmitował sygnały radiowe na odległość 32 km do statków poruszających się po rzece Hudson. Tesla z powodzeniem wykorzystywał fale elektromagnetyczne nie tylko do przesyłania telegramów, ale także do przesyłania sygnałów sterujących do różnych mechanizmów. Sygnały radiowe z pilota odbierane były przez antenę zainstalowaną na łodzi, a następnie przekazywane do mechanizmów kontrolnych, które posłusznie wykonywały wszystkie polecenia Tesli. Specjalne urządzenia, tzw. serwomotory, przetwarzały sygnały elektryczne na ruch mechaniczny. Od 1900 roku Tesla rozpoczął prace nad projektem samolotu sterowanego radiowo, wyposażonego w silnik odrzutowy. Tym samym Teslę można słusznie nazwać twórcą radia i telemechaniki. Warto zwrócić uwagę na stanowisko kół militarystycznych w Stanach Zjednoczonych, które wbrew woli naukowca próbowały wykorzystać jego wynalazki do stworzenia broni sterowanej radiowo. Pierwszy okres rozwoju radiotechniki (do końca I wojny światowej) charakteryzuje się wykorzystaniem głównie urządzeń iskrowych 4. Od 1901 roku zaczęto wyposażać statki morskie w nadajniki radiowe. Zwiększyła się odległość komunikacji radiowej. W 1905 roku amerykański wynalazca Forest ustanowił łączność radiową pomiędzy pociągami jadącymi na stacje na odległość 50 km. W 1910 r. parowiec Tennessee otrzymał komunikat prognozy pogody z Kalifornii na odległość 7,5 tys. km, a w 1911 r. uzyskano łączność radiową na odległość 10 tys. km. W 1907 roku nawiązano niezawodną łączność radiową pomiędzy Europą a Ameryką. Pod koniec 1910 roku brytyjski okręt podwodny nawiązał kontakt radiowy z krążownikiem za pośrednictwem anteny lotniczej. W 1911 roku Baker w Anglii wynalazł przenośny nadajnik radiowy o wadze około 7 kg i umieścił go w samolocie. Zasięg łączności radiowej wynosił 1,5 km. Narodziny elektroniki „Pojawienie się lamp elektronicznych na przełomie XIX i XX wieku miało ogromne znaczenie dla rozwoju radiotechniki. W przyszłości wynalazek ten zapoczątkował także pojawienie się nowej gałęzi nauki i techniki – elektroniki W 1883 roku Edison odkrył, że szklana bańka żarówki próżniowej ciemnieje w wyniku rozpylania materiału żarnika. Następnie odkryto, że przyczyną tego „efektu Edisona” jest emisja elektronów z gorącego włókna żarnika żarówka (zjawisko emisji termoelektrycznej). Edison początkowo nie przewidywał możliwości praktycznego wykorzystania tego zjawiska i nie poddawał go szczegółowym badaniom. Wynalazca ograniczył się do publikacji w końcu 1884 r., drobna notatka „Zjawisko w żarówce Edisona”. Prawdziwe znaczenie tego zjawiska odkryto później. W 1904 roku angielski naukowiec J.E. Fleming (1849-1945) wynalazł diodę próżniową (lampę dwuelektrodową) i zastosował ją jako detektor (przetwornik częstotliwości oscylacji elektromagnetycznych) w odbiornikach radiotelegraficznych. W 1906 roku amerykański projektant Lee de Forest (1873-1961) stworzył trójelektrodową lampę próżniową – triodę (Forest audio), która mogła służyć nie tylko jako detektor, ale także jako wzmacniacz słabych oscylacji elektrycznych. 4 lata później inżynierowie Lieben, Reike i Strauss w Niemczech zaprojektowali triodę z siatką w postaci perforowanej blachy aluminiowej umieszczonej pośrodku cylindra. W 1911 roku amerykański fizyk C. D. Coolidge wynalazł katodę tlenkową, proponując zastosowanie drutu wolframowego pokrytego tlenkiem toru w przemyśle lampowym. Jednak pierwsze urządzenia Foresta i innych wynalazców miały słaby zysk. Aby zamienić triodę w prawdziwy wzmacniacz, potrzebne były dodatkowe badania. Tym nowym urządzeniem był obwód regeneracyjny (1912) amerykańskiego inżyniera radiowego E. H. Armstronga (1890-1954). Był to czuły odbiornik i pierwszy niemechaniczny generator czystych, ciągłych fal sinusoidalnych. Schemat regeneracyjny Armstronga został szybko przyjęty przez przemysł. W 1915 roku między Nowym Jorkiem a San Francisco ustanowiono transkontynentalną komunikację telefoniczną przy użyciu wzmacniaczy regeneracyjnych. W tym samym roku z ich pomocą pomyślnie przeprowadzono eksperyment przesyłania sygnałów z USA do Francji. Zdolność triody do wzmacniania i generowania oscylacji elektromagnetycznych, odkryta przez niemieckiego inżyniera radiowego A. Meissnera (1883-1958) w 1913 r., umożliwiła wykorzystanie generatorów lampowych do wytworzenia potężnych nietłumionych oscylacji elektromagnetycznych i zbudowanie pierwszego lampowego nadajnika radiowego . Nadajnik Meisnera transmitował zarówno sygnały telefoniczne, jak i telegraficzne. W rozwoju lamp wzmacniających odbiorczo i generatorowych znaczącą rolę odegrał rosyjski fizyk N. D. Papaleksi (1880–1947). W 1911 roku położył podwaliny pod teorię obwodów konwersyjnych w elektronice. W 1915 roku zaprojektował amerykański fizyk I. Langmuir lampa dwuelektrodowa – kenotron, stosowana jako prostownik w zasilaczach. W tym samym roku I. Langmuir i G. Arnold, zwiększając próżnię w triodzie, znacznie zwiększyli jej wzmocnienie. Od tego czasu elektronika radiowa zaczęła się szybko rozwijać. W latach 1914-1916. Papaleksi kierował rozwojem pierwszych próbek domowych lamp radiowych. W 1916 roku, przy aktywnym udziale inżyniera radiowego M.A. Boncha-Bruevicha (1888-1940), Rosja uruchomiła własną produkcję lamp elektronicznych. |
Nadawanie
7 listopada 1917 roku o godzinie 10 rano stacja radiowa na pokładzie krążownika Aurora nadała radiogram o upadku systemu burżuazyjnego i ustanowieniu władzy radzieckiej w Rosji
W nocy 12 listopada potężna stacja radiowa portu wojskowego w Piotrogrodzie nadała przez radio apel Lenina: „Do wszystkich. Wszyscy." Od pierwszych dni Rewolucji Październikowej radio było wykorzystywane przez rząd jako środek informacji politycznej.
2 grudnia 1918 roku Lenin zatwierdził dekret dotyczący laboratoriów radiowych w Niżnym Nowogrodzie. Główne postanowienia dekretu sprowadzały się do tego, co następuje: „Laboratorium radiowe z warsztatami uznano za pierwszy etap organizacji w Rosji państwowego instytutu radiotechniki, którego celem jest zjednoczenie w sobie i wokół siebie wszystkich siły naukowo-techniczne Rosji działające w dziedzinie radia, instytucje oświatowe inżynierii radiowej i przemysł radiowy.” .
Rozpoczęto budowę sieci radiowej na terenie całego kraju. Stacje radiowe pojawiały się tam, gdzie wymagały tego warunki nowej gospodarki – w rejonie Wołgi, na Syberii i na Kaukazie. Telegraficzna audycja radiowa, prowadzona przez moskiewski potężny nadajnik iskier na Chodynce, transmitowała dziennie 2-3 tysiące słów radiogramów. Audycje te organizowały życie państwa w czasie, gdy normalne funkcjonowanie transportu i komunikacji przewodowej zostało zakłócone.
W Niżnym Nowogrodzie niewielki zespół (17 osób), który przeniósł się tutaj ze stacji odbiorczej radia Twer, zorganizował najwyższej klasy instytut badań radiowych, zrzeszający największych ówczesnych specjalistów radiowych, na którego czele stali M. A. Bonch-Bruevich, A. F. Shorin, V. P. Wołogdin, V.V. Tatarinov, D.A. Rozhansky, P.A. Ostryakov i inni.
Już w 1918 roku w laboratorium radiowym w Niżnym Nowogrodzie opracowano lampy generatorowe, a do grudnia 1919 roku zbudowano radiotelefoniczną stację nadawczą o mocy 5 kW. Emisje eksperymentalne tej stacji miały historyczne znaczenie dla rozwoju radiofonii. M.A. Bonch-Bruevich pisał w grudniu 1919 r.: „Ostatnio zabrałem się za testowanie przekaźników metalowych, wykonując anodę w postaci metalowej zamkniętej rury, która jednocześnie służy jako cylinder przekaźnika... Wstępne eksperymenty wykazały, że zasadniczo projekt jest całkiem możliwy...”
Takie lampy z anodami miedzianymi i chłodzeniem wodnym zostały po raz pierwszy na świecie wyprodukowane przez M. A. Boncha-Bruevicha w Laboratorium Radiowym w Niżnym Nowogrodzie wiosną 1920 roku. W tamtym czasie nigdzie na świecie nie było lamp o takiej mocy; ich projekt był klasycznym prototypem dla całego późniejszego rozwoju technologii lamp generatorowych i nadal stanowi podstawę tej technologii. Do 1923 roku Bonch-Bruevich zwiększył moc chłodzonych wodą lamp generatorowych do 80 kW.
Aby zapewnić łączność radiową z innymi krajami, profesor V.P. Wołogdin w tym samym laboratorium radiowym w Niżnym Nowogrodzie zbudował maszynę wysokiej częstotliwości o mocy 50 kW, która została zainstalowana w stacji radiowej Oktiabrskaja (dawniej Chodynskaja) w 1924 r. i zastąpiła nadajnik iskier. W 1929 r. Na tej samej stacji zaczęła działać maszyna wysokiej częstotliwości V.P. Wołogdyna o mocy 150 kW.
Wykonując olbrzymią pracę mającą na celu realizację zadań rządowych, radzieccy inżynierowie radiowi mogli przeprowadzić oryginalne badania teoretyczne. Przykładem jest praca profesora V. M. Shuleikina na temat obliczania pojemności anten, obliczania promieniowania anten i ram oraz propagacji fal radiowych, praca N. N. Łucenko na temat pojemności izolatorów, I. G. Klyatskina na temat metod zwiększania wydajności anteny, prace eksperymentalne B. A. Vvedensky'ego z bardzo krótkimi falami.
Znaczące sukcesy osiągnięto w ZSRR w dziedzinie radiofonii. W 1933 roku rozgłośnia radiowa im. Kominternu rozpoczęła pracę z mocą 500 kW, co pod względem mocy wyprzedzało amerykańską i europejską konstrukcję radiową o 1-2 lata. Ta niezwykła konstrukcja została wykonana przy użyciu systemu bloków wysokiej częstotliwości zaproponowanego przez profesora A.L. Mintsa i wdrożonego pod jego kierownictwem. Kolejnym zadaniem było stworzenie bezpośredniej łączności radiowej z Syberią, Dalekim Wschodem i Zachodem.
Łączność radiowa na całym świecie.
Jak już wskazano, problemy zapewnienia dalekosiężnej łączności radiowej po I wojnie światowej na Zachodzie próbowano rozwiązać za pomocą potężnych radiostacji długofalowych. Praca wiceprezesa Wołodina z maszynami wysokiej częstotliwości w laboratorium w Niżnym Nowogrodzie i produkcja potężnych generatorów w fabrykach radzieckich umożliwiła budowę wytrzymałych radiostacji długofalowych z wykorzystaniem sił przemysłu krajowego. Jednak w tym okresie w radiotechnice ponownie nastąpiła kolejna rewolucja techniczna, która miała ogromne znaczenie dla światowej konstrukcji radia i wymagała ponownego rozważenia kwestii doboru długości fal.
Faktem jest, że w miesiącach letnich zakłócenia atmosferyczne na falach długich wzrosły tak bardzo, że jakiekolwiek zwiększenie mocy nadawczej stacji radiowej nie mogło zapewnić wystarczającej prędkości transmisji i niezawodności komunikacji na duże odległości.
Wraz ze wzrostem ruchu radiotelegraficznego konieczne okazało się zwiększenie liczby stacji radiowych obsługujących ten kierunek komunikacji, choć zasięg fal długich jest niezwykle wąski: bez wzajemnych zakłóceń nie więcej niż 20 potężnych stacji radiowych na całym świecie może jednocześnie w nim pracować. Stacje te działały już od dawna i sytuacja wydawała się beznadziejna.
W latach 20. eksperymenty radioamatorów z komunikacją przez Atlantyk na falach zapomnianego po Popowie pasma (ok. 1100 m) przyniosły pomyślne rezultaty. Zakłócenia atmosferyczne na tak krótkich falach były niemal niezauważalne, a komunikacja odbywała się przy bardzo małej mocy nadajnika (dziesiątki watów). Jednak na tych falach występowały szybkie wahania siły odbioru (zanik) i nie była zapewniona całodobowa komunikacja. Jednak te całkowicie nieoczekiwane wyniki były niezwykłe.
Eksperymenty przeprowadzone w laboratorium w Niżnym Nowogrodzie w latach 922–1924 wykazały, że nadajnik małej mocy o mocy 50–100 watów, działający na fali około 100 m do anteny w postaci pionowego drutu Popowa, może zapewnić niezawodną komunikację dla prawie całą noc na dystansie 2-3 tys. km. Okazało się również, że wraz ze wzrostem odległości długość fali musi się zmniejszać.
Badając cechy fal krótkich, M. A. Bonch-Bruevnch od 1923 roku konsekwentnie przechodził w stronę coraz krótszych fal. Gdy fale się skróciły, odkrył „martwą strefę”, czyli obszar bez odbioru w pewnej odległości od stacji nadawczej. Poza tą strefą zaczynał się obszar niezawodnego odbioru, rozciągający się na ogromne odległości. Okazało się ponadto, że bardzo krótkie fale (około 20 m, a nawet krótsze) w nocy w Taszkencie i Tomsku w ogóle nie były słyszalne, ale zapewniały całkowicie niezawodną komunikację z tymi miastami w ciągu dnia. Odkrycie to pozwoliło stwierdzić, że fale krótkie od 100 do 15 m praktycznie zapewniają dalekosiężną komunikację radiową o każdej porze dnia i roku. Dłuższe fale z zakresu fal krótkich dobrze radzą sobie zimą i nocą, krótsze – latem i nocą; Od około 25 m zaczynają się tzw. fale dzienne. W rezultacie 2-3 fale krótkie mogą zapewnić niemal całodobową komunikację na dowolną odległość. Ryż. 4. Dwa sposoby wyboru długości transmisji radiowej na duże odległości.
W ten sposób radzieccy inżynierowie radiowi w całkowicie oryginalny sposób rozwiązali problem organizacji łączności radiowej na duże odległości na niemal każdą odległość.
W połowie 1926 roku firma Marconi ogłosiła rozpoczęcie prac w dziedzinie fal krótkich.
Sukces ukierunkowanej komunikacji krótkofalowej w ZSRR i Anglii skłonił inne kraje do przejścia na fale krótkie. W wielu krajach rozpoczęto budowę potężnych stacji krótkofalowych do całodobowej łączności radiowej na duże odległości. Dzięki oszczędności i niezawodności tych połączeń wzrosło ogólnokrajowe znaczenie radiokomunikacji.
Główne wady komunikacji radiowej odkryte przez A. S. Popowa - zakłócenia atmosferyczne i zanik sygnału, choć otrzymały teoretyczne wyjaśnienie, nie zmniejszyły się. Wręcz przeciwnie, wraz ze wzrostem liczby stacji radiowych pojawiły się także wzajemne zakłócenia pomiędzy stacjami. Integracja z komunikacją przewodową wymagała, aby komunikacja radiowa miała tę samą wysoką niezawodność w tworzeniu połączonych kanałów komunikacyjnych, co komunikacja przewodowa.
Aby zwiększyć niezawodność łączności radiowej, zwłaszcza po drugiej wojnie światowej, stosowano wiele środków zwiększających odporność na zakłócenia: dobór długości fal z uwzględnieniem pory dnia i roku, przygotowywanie tzw. „prognoz radiowych”, odbiór na kilku rozmieszczonych antenach, specjalne metody transmisji sygnału itp.
Prace naukowców A. N. Kołmogorowa i V. A. Kotelnikowa położyły teoretyczne podstawy odporności na zakłócenia komunikacji radiowej. W latach sześćdziesiątych opracowano inną metodę: konwersję sygnałów do postaci, w której zachowują swój wygląd pomimo sporadycznych zniekształceń zakłócających (tzw. kodowanie przeciwzakłóceniowe). Teoretyczna praca w tym obszarze, stworzona przez prace wielu naukowców, owocuje obecnie nową nauką - teorią informacji, która bada ogólne prawa odbioru i transmisji sygnałów.
Nowoczesne stacje radiowe działają we wspólnym systemie telekomunikacyjnym, wykorzystując urządzenia Baudot, ST-65 itp. i nadają wielokrotnie. Kanałami autostrady radiowej Moskwa-Chabarowsk wymiana odbywa się z prędkością ponad dwóch tysięcy słów na minutę, a nawet ta prędkość nie jest maksymalna.
Telekomunikacja kombinowana wymagała zastosowania technologii krótkofalowej do komunikacji radiotelefonicznej. Od 1929 r. rozpoczęło się wprowadzanie do radia przewodowych metod komunikacji telefonicznej na duże odległości, co wiązało się z tym samym złożonym procesem radzenia sobie z zakłóceniami i niestabilnością. Pojawiło się wiele urządzeń do automatycznego dostosowywania poziomu modulacji, tłumienia odbioru podczas przerw w mowie, równań dla dźwięków samogłosek i spółgłosek, metod szyfrowania mowy jako środka ochrony przed podsłuchem itp. Wszystkie te metody rozwiązują jedynie problem w przybliżeniu, ale nadal umożliwiły połączenie łączności radiotelefonicznej między Moskwą a wszystkimi ośrodkami w Rosji i za granicą, a także wszystkimi kontynentami i państwami.
Wraz z powszechnym rozwojem urządzeń łączących radio z komunikacją przewodową, same urządzenia nadawcze i odbiorcze uległy bardzo znaczącym, ale nie zasadniczym zmianom. W połowie stulecia w transmisji radiowej wykorzystywano wyłącznie wielostopniowe, stabilizowane częstotliwościowo nadajniki z lampami chłodzonymi wodą lub powietrzem pod wysokim ciśnieniem. Od czasów laboratorium w Niżnym Nowogrodzie takie lampy zachowały swoje główne cechy bez zmian, ale oczywiście w tym czasie ich właściwości użytkowe znacznie się poprawiły. To samo dzieje się z odbiornikami: złożony obwód superheterodynowy podlega zasadniczym zmianom, które zwiększają niezawodność działania.
Rodzaje łączności radiowej
Od fal bardzo krótkich (centymetrowych i decymetrowych), z którymi Hertz prowadził swoje badania, a A. S. Popov przeprowadzał pierwsze eksperymenty w radiokomunikacji, praktyczna inżynieria radiowa przeszła na fale długie, potem na fale krótkie, by po drugiej wojnie światowej ponownie powrócić do bardzo krótkie fale.
W zasięgu od 100 do 3000 m zlokalizowane były stacje nadawcze i służby specjalne (żegluga morska, lotnicza itp.). Fale dłuższe niż 3 km, pochodzące z fal najdłuższych (od 50 km), wykorzystywane są obecnie w najważniejszej dziedzinie komunikacji – przewodowej łączności wysokiej częstotliwości (komunikacja HF). Taka komunikacja odbywa się poprzez podłączenie grupy nadajników długofalowych małej mocy, dostrojonych do różnych fal w odstępach między nimi 3-4 tysięcy herców, do zwykłych przewodów telefonicznych. Prądy o wysokiej częstotliwości generowane przez te nadajniki przemieszczają się po przewodach, mając bardzo niewielki wpływ na odbiorniki radiowe niepodłączone do tych przewodów, a jednocześnie zapewniając dobry, wolny od zakłóceń odbiór na specjalnych odbiornikach podłączonych do tych przewodów.
W ZSRR taką komunikację HF opracowano w pracach V.I. Kovalenkowa, N., A. Baeva, G.V. Dobrovolsky'ego i innych. Przed wojną patriotyczną zaczęła działać najdłuższa na świecie linia komunikacyjna HF, Moskwa-Chabarowsk, która umożliwił prowadzenie trzech rozmów na jednej parze przewodów. Następnie pojawiły się systemy 12-kanałowe, zajmujące górną część obszaru „długofalowego” (do 100 tysięcy herców) widma radiowego. Łączność HF umożliwiła prowadzenie łączności dalekobieżnej i międzynarodowej z połączeniem do abonenta z dowolnego miasta w dowolnym kraju za pomocą wybierania numeru automatycznego telefonu.
Po II wojnie światowej zaczął się dynamicznie rozwijać nowy obszar komunikacji wysokiej częstotliwości, także wielokanałowej, wykorzystującej drugi koniec widma elektromagnetycznego – obszar fal ultrakrótkich. B. A. Wwiedenski już w 1928 r. wydedukował podstawowe prawa ich dystrybucji. W miarę opracowywania lamp odpowiednich do wzbudzania i odbioru fal VHF (magnetrony, klistrony, lampy o fali bieżącej) długości fal stopniowo skracały się do długości fal centymetrowych. Bardzo krótkie (centymetrowe) fale pozwalają na realizację anten silnie kierunkowych o stosunkowo małych rozmiarach.
Cały ten sprzęt był używany głównie od czasów Wielkiej Wojny Ojczyźnianej. Przez długi czas panował pogląd, że zasięg propagacji fal metrowych, decymetrowych i centymetrowych jest ograniczony linią wzroku i że stacje pracujące na takich falach, nawet przy bardzo małej mocy, zapewniają większą siłę sygnału tylko do horyzontu. Z teorii wynikało także, że gęstość elektronów w bliskiej troposferze i najwyższej gazowej powłoce Ziemi – jonosferze, jest niewystarczająca, aby odbić te fale do Ziemi i muszą one przedostać się w przestrzeń kosmiczną. Potwierdziła to także nowa nauka - radioastronomia, według której atmosfera ziemska jest regularnie „przezroczysta” dla fal radiowych VHF i ultrakrótkich oraz nieregularnie „przezroczysta” dla fal dłuższych niż 10-30 m. Niemniej jednak zdarzają się pojedyncze przypadki odbioru ultrakrótkich zaobserwowano transmisję fal na bardzo duże odległości. Chociaż przypadki te zwykle klasyfikowano jako zdarzenia nietypowe, nadal wymagały wyjaśnienia.
W latach 50. sugerowano, że w jonosferze mogą pojawiać się lokalne formacje – „chmury” o dużej gęstości elektronów, które mogą powodować częściowe rozproszenie padających na nie fal ultrakrótkich. Co więcej, takie rozproszone fale mogą mieć wystarczającą energię, aby mogły zostać wykryte przez bardzo czuły odbiornik. Eksperymenty z dużymi antenami kierunkowymi do odbioru i transmisji przy znacznych mocach promieniowania wykazały, że jeśli główne wiązki skupione przez takie anteny przecinają się na wysokości 10 lub 100 km, to w pierwszym przypadku faktycznie następuje transmisja na duże odległości 200-300 km (rozpraszanie troposferyczne), a w drugim przypadku do 2 tys. km (rozpraszanie jonosferyczne). Okazało się również, że w tych warunkach, pomimo dużych wahań w sile odbioru, sygnały są nadal w miarę niezawodne i zapewniają całodobową rejestrację.
Już po wejściu w życie łączności dalekobieżnej na falach ultrakrótkich okazało się, że powyższe wyjaśnienie nie zawsze jest prawdziwe. Wkrótce zaproponowano inne wyjaśnienie: meteoryty spadające w dużych ilościach (10–1000 na godzinę) jonizują atmosferę ziemską przez kilka sekund, a czasem i minut. W tych krótkich okresach czasu siła odbioru sygnału gwałtownie wzrasta, a jeśli moc nadajnika jest duża, to upadek nawet małych, ale licznych meteorytów powoduje ciągłe odbicie fal radiowych, co może zapewnić odbiór dalekiego zasięgu, zwłaszcza przy noc.
Od dawna opracowano ogólnie przyjętą teorię propagacji fal ultrakrótkich na duże odległości, określono technologię komunikacji radiowej na duże odległości na tych falach i istnieją łącza radiowe na duże odległości działające na falach centymetrowych.
Tym samym wykorzystując zasięg fal ultrakrótkich można opcjonalnie albo ściśle ograniczyć zasięg radiokomunikacji aż do horyzontu, albo prowadzić komunikację na duże odległości na tysiące kilometrów, zapewniając stabilną siłę odbioru w pożądanym obszarze i zachowując ostrą kierunkowość takiej transmisji . Nie można wystarczająco podkreślić, że być może największą zaletą tego pasma jest fakt, że może pomieścić tak wiele radiotelefonów z dużymi przerwami między falami.
W zakresie fal krótkich, biorąc pod uwagę ich ogromny zasięg i stosunkowo niską kierunkowość, można umieścić nie więcej niż 2-3 tysiące stacji radiowych na całym świecie, jeśli postawi się sobie za cel całkowite wyeliminowanie wzajemnych zakłóceń. Można to osiągnąć tylko wtedy, gdy zostanie spełniony rygorystyczny warunek, że stacje radiowe będą różnić się częstotliwością o 6–10 kHz. Przy takim oddzieleniu stacji możliwa jest jedynie transmisja radiowa telegraficzna lub telefoniczna. Jeżeli korzystamy z zakresu fal ultrakrótkich, wówczas te same 2 tysiące stacji radiowych mogą być oddalone od siebie o częstotliwość co 10 MHz, a jednocześnie wszystkie mogą działać na tym samym obszarze. Takie możliwości podziału stacji ze względu na częstotliwość zapewniają transmisję praktycznie nieograniczonej ilości informacji.
Takie możliwości wykorzystywano przy transmisjach telewizyjnych wymagających bardzo szerokiego pasma częstotliwości. Elektryczna transmisja obrazów dowolnego typu opiera się na zasadzie drukowania polegającej na przedstawianiu obrazu za pomocą punktów o różnym stopniu zaczernienia. Oko natychmiast chwyta tę strukturę punktową, ale w układzie elektrycznym punkty te są przesyłane jeden po drugim wzdłuż linii; Z linii tworzone są ramki, których liczba powinna wynosić 15-25 na sekundę. Aby transmisja telewizyjna była dobrej jakości, należy przesyłać około 5 milionów punktów na sekundę. Transmisja każdego punktu odbywa się poprzez wysłanie jednego impulsu o czasie trwania „/zzoooooo sekund i różnej mocy, w zależności od oświetlenia punktu. Impulsy takie mogą być przesyłane bez zakłóceń do sąsiednich stacji radiowych, jeżeli odstęp częstotliwości pomiędzy nimi jest co najmniej 10 MHz.
Regularne nadawanie telewizji elektronicznej rozpoczęło się w USA i ZSRR jeszcze przed II wojną światową, jednak dopiero po jej zakończeniu rozwój telewizji nabrał gwałtownego charakteru, wyprzedzając rozwój radiofonii.
W czasie II wojny światowej rozwinął się nowy rodzaj komunikacji radiowej – transmisja impulsowa na falach UKF. B. A. Kotelnikov wykazał w 1937 r., że do transmisji na przykład mowy nie jest konieczne przesyłanie całego ciągłego procesu, ale wystarczy wysłać tylko jego „próbki” w postaci krótkotrwałych impulsów, które określają wielkość głównego procesu w momentach prób. Liczba takich próbek do transmisji mowy nie może przekraczać 5-8 tysięcy na sekundę. W rezultacie, jeśli system jest w stanie przesłać 5-8 milionów impulsów tak jak w telewizji, to jest w stanie przesłać jedną linią radiową VHF nawet tysiąc rozmów. Tak powstał pulsacyjny, wielokanałowy system transmisji VHF, który stanowi konkurencję dla wspomnianej już przewodowej komunikacji HF na falach długich. Ogromna liczba przewodowych linii komunikacyjnych HF spowodowała powstanie kolejnej metody realizacji wielokanałowej komunikacji radiowej, w której nie wykorzystuje się już nadajników impulsowych, lecz emitujących w sposób ciągły VHF. Mogą przesyłać bez pośrednich konwersji sygnały pochodzące ze sprzętu długofalowego do przewodowych linii komunikacyjnych HF. Te tak zwane linie komunikacji radiowej stały się bardzo rozpowszechnione zarówno w kraju, jak i za granicą. Wszystkie systemy linii przekaźnikowych wykorzystują nadajniki o bardzo małej mocy i anteny o dużym kierunkowości. Pośrednie stacje odbiorcze i nadawcze są instalowane co około 50-60 km.
Intensywny rozwój automatyzacji, który stał się możliwy dopiero po przejściu tego obszaru technologii od mechanicznych i hydraulicznych urządzeń sterujących do urządzeń radiotechnicznych i elektronicznych, wymaga bardzo elastycznych środków komunikacji. Bez takiego połączenia niemożliwe jest np. sterowanie poruszającymi się obiektami: traktorami, statkami, samolotami, rakietami czy sztucznymi satelitami ziemskimi. Duża pojemność informacyjna współczesnych systemów radiokomunikacji pozwala na realizację bardzo złożonych programów sterowania obiektami, a połączenie metod sterowania radiowego z telewizją w miejscu realizacji programu i technologią radarową zapewnia systemowi radiowego przekazywania poleceń niezwykle szerokie możliwości.
Odkryto jednak, że taka automatyzacja wymaga przetworzenia tak dużej liczby przesyłanych poleceń i sprzężenia zwrotnego ze sprzętem, a następnie nowo wysyłanych poleceń korygujących, że człowiek nie jest w stanie poradzić sobie z takim napływem danych, ze względu na konieczność szybkiego podejmowania decyzji z uwzględnieniem wszystkie otrzymane dane i sytuację.
Wyjściem z tej trudności była nowa dziedzina radiotechniki i elektroniki - technologia komputerowa, która pozwoliła nie tylko wyeliminować te trudności, ale także w nowy sposób rozwiązać główne zadanie samej technologii komunikacyjnej - zwiększyć jego rzeczywistą produktywność.
Zatem zbudowany przez człowieka system działa później bez jego bezpośredniego udziału i potrzebuje jego pomocy jedynie do naprawy, zapobiegania i wprowadzania nowych ogólnych „zadań” do pierwotnego programu pracy. W najbliższej przyszłości takie systemy automatycznej komunikacji radiowej z przetwarzaniem informacji będą coraz częściej wchodzić w skład praktyki zarządzania, uwalniając człowieka od przetwarzania informacji i dając mu możliwość podejmowania ostatecznych decyzji w oparciu o wszystkie dane przygotowane przez maszynę.
Radar
Jak zauważono wcześniej, efekt odbicia fal radiowych od przedmiotów metalowych jako pierwszy zauważył A.S. Popow.
Pierwsze prace nad stworzeniem systemów radarowych rozpoczęły się w naszym kraju w połowie lat 30. XX wieku. Ideę radaru po raz pierwszy wyraził badacz z Leningradzkiego Instytutu Elektrofizycznego (LEFI) P.K. Oszczepkowa w 1932 r. Później zaproponował ideę promieniowania impulsowego.
16 stycznia 1934 roku w Leningradzkim Instytucie Fizyko-Technicznym (LPTI), pod przewodnictwem akademika A.F. Ioffe, odbyło się spotkanie, na którym przedstawiciele obrony powietrznej Armii Czerwonej postawili sobie za zadanie wykrycie samolotów na wysokościach do 10 i zasięgach do do 50 km o każdej porze dnia i w każdych warunkach pogodowych. Do pracy zabrało się kilka grup wynalazców i naukowców. Już latem 1934 roku grupa entuzjastów, wśród których byli B.K. Shembel, V.V. Tsimbalin i P.K. Oszczepkow zaprezentowali członkom rządu instalację pilotażową. Projekt otrzymał niezbędne środki finansowe i w 1938 roku przetestowano prototyp radaru impulsowego, który miał zasięg do 50 km przy wysokości celu 1,5 km. Twórcy modelu Yu, B, Kobzarev, P, A, Pogorelko i N, Ya, Czernetsow otrzymali w 1941 roku Nagrodę Państwową ZSRR za rozwój technologii radarowej. Dalsze udoskonalenia miały na celu głównie zwiększenie zasięgu i zwiększenie dokładności wyznaczania współrzędnych. Stacja RUS-2, przyjęta na uzbrojenie latem 1940 roku przez siły obrony powietrznej, nie miała sobie równych na świecie pod względem parametrów technicznych, dobrze służyła podczas Wielkiej Wojny Ojczyźnianej w obronie Moskwy przed nalotami wroga. Po wojnie technologia radarowa znalazła nowe obszary zastosowań w wielu sektorach gospodarki narodowej. Lotnictwo i nawigacja są obecnie nie do pomyślenia bez radarów. Stacje radarowe badają planety Układu Słonecznego i powierzchnię naszej Ziemi, określają parametry orbit satelitów i wykrywają skupiska chmur burzowych. W ciągu ostatnich dziesięcioleci technologia radarowa zmieniła się nie do poznania.
Chęć zwiększenia zasięgu doprowadziła do tego, że radar, podobnie jak wiele innych dziedzin technologii, przeżył erę „gigantomanii”. Powstawały coraz potężniejsze magnetrony i coraz większe anteny, instalowane na gigantycznych platformach obrotowych. Moc radaru osiągnęła 10 lub więcej megawatów na impuls. Stworzenie silniejszych nadajników było fizycznie niemożliwe: rezonatory i falowody nie były w stanie wytrzymać dużego natężenia pola elektromagnetycznego i występowały w nich niekontrolowane wyładowania. Pojawiły się także dane o biologicznym zagrożeniu silnie skoncentrowanym promieniowaniem radarowym: osoby mieszkające w pobliżu radaru cierpiały na choroby układu krwiotwórczego i zapalenie węzłów chłonnych. Z czasem pojawiły się normy dotyczące maksymalnej gęstości strumienia energii mikrofalowej dopuszczalnej dla pracy człowieka (przez krótki czas dopuszcza się do 10 mW/cm^2).
Nowe wymagania stawiane radarom doprowadziły do opracowania zupełnie nowej technologii i nowych zasad działania radarów. Obecnie na nowoczesnych radarach impuls wysyłany przez stację jest sygnałem zakodowanym przy użyciu bardzo złożonego algorytmu (najczęściej stosowany jest kod Barkera), co pozwala na uzyskanie danych o zwiększonej dokładności oraz szeregu dodatkowych informacji o obserwowanym cel. Wraz z pojawieniem się tranzystorów i technologii komputerowej potężne nadajniki megawatowe stały się przeszłością. Zastąpiono je złożonymi systemami radarowymi średniej mocy zintegrowanymi za pomocą komputera. Dzięki wprowadzeniu technologii informatycznych możliwa stała się synchroniczna automatyczna praca kilku radarów. Systemy radarowe są stale udoskonalane i znajdują nowe obszary zastosowań. Jednak wciąż jest wiele rzeczy, które nie zostały zbadane, więc ta dziedzina nauki będzie przez długi czas interesować fizyków, matematyków i inżynierów radiowych; będzie przedmiotem poważnych prac naukowych i badań.
Statystyka
W przedrewolucyjnej Rosji łączność była słabo rozwinięta. Głównym środkiem transportu poczty był transport konny. Ogólna liczba urządzeń telegraficznych w kraju w 1914 r. wynosiła 8225, telefonicznych – 301 tys., podczas gdy w Wielkiej Brytanii było ich około 800 tys., w Niemczech – około 1400 tys., w USA – 10 mln. Liczba stacji radiowych była znikoma. . S. w Rosji była niemal całkowicie uzależniona od przemysłu zagranicznego, który zaopatrywał ją w sprzęt.
W ZSRR rodzaje i środki komunikacji opracowywane są w oparciu o jednolity plan państwowy. Najbardziej rozpowszechnionym rodzajem komunikacji jest poczta. W 1974 r. dostarczono 8,9 miliarda listów (w 1940 r. - 2,6 miliarda), 39,5 miliarda gazet i czasopism (w 1940 r. - 6,7 miliarda), 203 miliony paczek (w 1940 r. - 45 milionów). Wprowadzane są nowe narzędzia automatyzacji sortowania korespondencji pocztowej, dla której na kopertach pocztowych wprowadzono sześciocyfrowy indeks . Nowoczesne urzędy pocztowe powstały lub są budowane zwłaszcza w Moskwie, Leningradzie i stolicach republik związkowych. Na przykład w sortowni pocztowej na dworcu Kazańskim w Moskwie przetwarzanych jest do 600 tysięcy egzemplarzy dziennie. czasopism, ponad 5 milionów listów, 100 tysięcy paczek i około 75 tysięcy paczek (1974). Dużą część działalności pocztowej zajmuje dystrybucja czasopism przez Centralną Agencję Handlu Detalicznego Soyuzpechat. W dziedzinie telekomunikacji wszelkiego rodzaju, zwłaszcza od połowy lat 60-tych, szeroko wprowadzono automatyzację przekazywania informacji.
|
|
|||
|
Liczba aparatów telefonicznych w ogólnej sieci telefonicznej (na koniec roku), tys. |
|||
|
Z tych automatycznych tys. |
|||
|
w tym: w miejskiej sieci telefonicznej |
|||
|
w wiejskiej sieci telefonicznej |
|
||
|
Procent instalacji telefonicznej w gminach wiejskich |
|||
|
państwowe gospodarstwa rolne |
|||
|
kołchozy |
|||
|
Odsetek gospodarstw państwowych i kołchozów posiadających wewnętrzną łączność telefoniczną: |
|
|
|
|
państwowe gospodarstwa rolne |
|
||
|
kołchozy |
|
Główne wskaźniki rozwoju komunikacji telefonicznej w ZSRR
W latach 60-70. trwają prace nad utworzeniem (EASC), zwiększeniem przepustowości miejskiej i wiejskiej łączności telefonicznej (liczba telefonów na 100 osób) oraz długości dalekobieżnych kanałów łączności telefonicznej poprzez budowę nowych kablowych i radiowych linii łączności radiowej , ale także w dużej mierze poprzez przebudowę i dodatkowe zagęszczenie istniejących. W 1974 roku stolice wszystkich republik związkowych i wiele dużych miast w kraju posiadało automatyczne lub półautomatyczne połączenia z Moskwą. Liczba rozmów na odległość w 1974 r. wyniosła 684 mln w porównaniu do 92 mln w 1940 r. W kraju utworzono abonencką sieć telegraficzną; dokonuje się przejścia na zautomatyzowany system połączeń bezpośrednich, który umożliwia co najmniej 2-krotne przyspieszenie przepływu telegramów; (fototelegrafia) zostaje wprowadzona w celu szybkiej transmisji stron gazet centralnych za pośrednictwem szerokopasmowych kanałów komunikacji (kablowej, radiowej i satelitarnej). W ZSRR roczna wymiana telegraficzna wychodząca wyniosła w 1974 r. 421 mln telegramów (w 1940 r. – 141 mln). Tworzony jest krajowy system transmisji danych w oparciu o komputer, co ma ogromne znaczenie przy wdrażaniu zautomatyzowanych systemów sterowania.
Bardzo krótko prześledziliśmy ścieżkę rozwoju radiokomunikacji i radaru, którą otworzył wielki wynalazek A. S. Popowa. Ta droga nie była prosta i gładka. Aby wdrożyć zalecenia A. S. Popowa dotyczące tworzenia dalekosiężnej łączności radiotelegraficznej, wdrażania radiotelefonów i rozwoju radiolokacji, potrzeba było ponad 60 lat intensywnej pracy naukowców i inżynierów. Radzieccy inżynierowie radiowi na wielu etapach tego pracowali na czele nauki światowej. Znakomitym dowodem wysokiego poziomu radzieckiej techniki radiowej była automatyczna łączność radiowa na odległość około 500 tysięcy km, przeprowadzona podczas wystrzelenia pierwszego na świecie sztucznego satelity. Sukcesy radzieckiej techniki radiowej są nieśmiertelnym wieńcem dla wynalazcy radia A. S. Popowa.
Bibliografia
1. Wasiliew A. M. A. S. Popow i współczesna łączność radiowa. M., „Wiedza”, 1959
2. Lobanov M. M. Z przeszłości radaru. M., Voenizdat, 1969
3. Rozwój łączności w ZSRR. 1917-1967, M., 1967; Psurtsev N. D
4. Karta komunikacyjna ZSRR, M., 1954
Wyślij swoją dobrą pracę do bazy wiedzy jest prosta. Skorzystaj z poniższego formularza
Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy wykorzystują bazę wiedzy w swoich studiach i pracy, będą Państwu bardzo wdzięczni.
Opublikowano na http://www.allbest.ru
1. Krótki przegląd rozwoju linii komunikacyjnych
Linie komunikacyjne powstały wraz z pojawieniem się telegrafu elektrycznego. Pierwsze linie komunikacyjne były kablowe. Jednak z powodu niedoskonałej konstrukcji kabli, podziemne linie kablowe wkrótce ustąpiły miejsca liniom napowietrznym. Pierwszą dalekobieżną linię lotniczą zbudowano w 1854 roku pomiędzy Petersburgiem a Warszawą. Na początku lat 70. ubiegłego wieku wybudowano napowietrzną linię telegraficzną z Petersburga do Władywostoku o długości około 10 tys. km. W 1939 roku uruchomiono najdłuższą na świecie linię telefoniczną wysokiej częstotliwości Moskwa-Chabarowsk o długości 8300 km.
Powstanie pierwszych linii kablowych wiąże się z nazwiskiem rosyjskiego naukowca P.L. Szyling. Już w 1812 roku Schilling zademonstrował eksplozje min morskich w Petersburgu, wykorzystując do tego specjalnie stworzony izolowany przewodnik.
W 1851 r., równolegle z budową linii kolejowej, pomiędzy Moskwą a Petersburgiem położono kabel telegraficzny izolowany gutaperką. Pierwsze kable podmorskie położono w 1852 r. przez północną Dźwinę, a w 1879 r. przez Morze Kaspijskie pomiędzy Baku a Krasnowodskiem. W 1866 roku uruchomiono transatlantycką kablową linię telegraficzną między Francją a USA.
W latach 1882-1884. Pierwsze miejskie sieci telefoniczne w Rosji powstały w Moskwie, Piotrogrodzie, Rydze i Odessie. W latach 90. ubiegłego wieku w miejskich sieciach telefonicznych Moskwy i Piotrogrodu zawieszono pierwsze kable do 54 żył. W 1901 r. rozpoczęto budowę podziemnej miejskiej sieci telefonicznej.
Pierwsze konstrukcje kabli komunikacyjnych, datowane na początek XX wieku, umożliwiały transmisję telefoniczną na niewielkie odległości. Były to tzw. miejskie kable telefoniczne z powietrzno-papierową izolacją żył i skręcaniem ich parami. W latach 1900-1902. podjęto udaną próbę zwiększenia zasięgu transmisji poprzez sztuczne zwiększenie indukcyjności kabli poprzez włączenie do obwodu cewek indukcyjnych (propozycja Pupina), a także zastosowanie rdzeni przewodzących z uzwojeniem ferromagnetycznym (propozycja Krupy). Takie metody na tamtym etapie pozwoliły kilkukrotnie zwiększyć zasięg łączności telegraficznej i telefonicznej.
Ważnym etapem w rozwoju techniki komunikacyjnej był wynalazek, począwszy od lat 1912-1913. opanowanie produkcji lamp elektronicznych. W 1917 r. V.I. Kovalenkov opracował i przetestował na linii wzmacniacz telefoniczny wykorzystujący lampy próżniowe. W 1923 r. Uruchomiono komunikację telefoniczną ze wzmacniaczami na linii Charków-Moskwa-Piotrograd.
W latach trzydziestych XX wieku rozpoczął się rozwój wielokanałowych systemów transmisji. Następnie chęć poszerzenia zakresu przesyłanych częstotliwości i zwiększenia przepustowości linii doprowadziła do powstania nowych typów kabli, tzw. koncentrycznych. Jednak ich masowa produkcja sięga dopiero roku 1935, kiedy to pojawiły się nowe, wysokiej jakości dielektryki, takie jak eskapon, ceramika wysokiej częstotliwości, styropian, styroflex itp. Kable te umożliwiają przesyłanie energii na bieżących częstotliwościach do kilku milionów herców oraz umożliwiają transmisję programów telewizyjnych na duże odległości. Pierwszą linię koncentryczną z 240 kanałami telefonicznymi HF położono w 1936 r. Pierwsze transatlantyckie kable podmorskie, ułożone w 1856 r., zapewniały wyłącznie łączność telegraficzną. Dopiero 100 lat później, w 1956 r., zbudowano podwodną linię koncentryczną między Europą a Ameryką do wielokanałowej komunikacji telefonicznej.
W latach 1965-1967 pojawiły się eksperymentalne falowodowe linie komunikacyjne do szerokopasmowego przesyłania informacji, a także kriogeniczne nadprzewodzące linie kablowe o bardzo niskim tłumieniu. Od 1970 roku aktywnie rozpoczęły się prace nad tworzeniem światłowodów i kabli optycznych wykorzystujących promieniowanie widzialne i podczerwone w zakresie długości fal optycznych.
Stworzenie światłowodu i osiągnięcie ciągłej generacji lasera półprzewodnikowego odegrało decydującą rolę w szybkim rozwoju komunikacji światłowodowej. Już na początku lat 80-tych opracowano i przetestowano w warunkach rzeczywistych światłowodowe systemy komunikacji. Głównymi obszarami zastosowań takich systemów są sieci telefoniczne, telewizja kablowa, komunikacja wewnątrzobiektowa, technologia komputerowa, systemy sterowania i zarządzania procesami itp.
Na Ukrainie i w innych krajach ułożono miejskie i dalekobieżne linie komunikacji światłowodowej. Przydziela się im wiodące miejsce w postępie naukowym i technologicznym branży komunikacyjnej.
2. Linie komunikacyjne i podstawowe właściwości linii światłowodowych
Na obecnym etapie rozwoju społeczeństwa, w warunkach postępu naukowo-technicznego, ilość informacji stale rośnie. Jak pokazują badania teoretyczne i eksperymentalne (statystyczne), produkcja przemysłu telekomunikacyjnego wyrażona w ilości przesyłanych informacji rośnie proporcjonalnie do kwadratu wzrostu produktu brutto gospodarki narodowej. Determinuje to konieczność rozszerzenia powiązań pomiędzy różnymi częściami gospodarki narodowej, a także zwiększenia ilości informacji w życiu technicznym, naukowym, politycznym i kulturalnym społeczeństwa. Rosną wymagania dotyczące szybkości i jakości przesyłania różnych informacji, a także odległości między abonentami. Łączność jest niezbędna do operacyjnego zarządzania gospodarką i pracą organów rządowych, do zwiększania zdolności obronnych kraju oraz do zaspokajania potrzeb kulturalnych i codziennych ludności.
W dobie rewolucji naukowo-technicznej komunikacja stała się integralną częścią procesu produkcyjnego. Służy do sterowania procesami technologicznymi, komputerami elektronicznymi, robotami, przedsiębiorstwami przemysłowymi itp. Niezbędnym, a jednym z najbardziej skomplikowanych i kosztownych elementów komunikacji są linie komunikacyjne (LC), za pomocą których przekazywane są informacyjne sygnały elektromagnetyczne od jednego abonenta (stacja, nadajnik, regenerator itp.) do drugiego (stacja, regenerator, odbiornik itp.) . .) i z powrotem. Jest oczywiste, że o efektywności systemów komunikacyjnych w dużej mierze decyduje jakość leków, ich właściwości i parametry, a także zależność tych wielkości od częstotliwości i wpływu różnych czynników, w tym zakłócającego wpływu elektromagnetycznych czynników zewnętrznych. pola.
Istnieją dwa główne typy sieci LAN: linie w atmosferze (linie radiowe RL) i prowadzące linie transmisyjne (linie komunikacyjne).
Charakterystyczną cechą prowadzących linii komunikacyjnych jest to, że propagacja w nich sygnałów od jednego abonenta (stacji, urządzenia, elementu obwodu itp.) Do drugiego odbywa się wyłącznie za pośrednictwem specjalnie utworzonych obwodów i ścieżek LAN, tworząc systemy prowadzące przeznaczone do przesyłania elektromagnetycznego sygnały w danym kierunku z odpowiednią jakością i niezawodnością.
Obecnie linie komunikacyjne przesyłają sygnały z prądu stałego do zakresu częstotliwości optycznych, a zakres długości fal roboczych rozciąga się od 0,85 mikrona do setek kilometrów.
Istnieją trzy główne typy sieci LAN: kablowa (CL), napowietrzna (VL), światłowodowa (FOCL). Linie kablowe i napowietrzne to linie przewodowe, w których układy prowadzące tworzą układy „przewodnik-dielektryk”, a linie światłowodowe to falowody dielektryczne, których układ prowadzący składa się z dielektryków o różnych współczynnikach załamania światła.
Światłowodowe linie komunikacyjne to systemy służące do przesyłania sygnałów świetlnych w zakresie fal mikrofalowych od 0,8 do 1,6 mikrona za pomocą przewodów optycznych. Ten typ linii komunikacyjnych jest uważany za najbardziej obiecujący. Zaletami linii światłowodowych są niskie straty, duża przepustowość, niewielka waga i gabaryty, oszczędność metali nieżelaznych oraz wysoki stopień ochrony przed zakłóceniami zewnętrznymi i wzajemnymi.
3. Podstawowe wymagania dotyczące linii komunikacyjnych
kabel optyczny telefon kuchenka mikrofalowa
Ogólnie wymagania stawiane przez wysoko rozwiniętą nowoczesną technologię telekomunikacyjną na dalekobieżnych liniach komunikacyjnych można sformułować w następujący sposób:
· łączność na odległości do 12 500 km w obrębie kraju i do 25 000 km w przypadku komunikacji międzynarodowej;
· łącze szerokopasmowe i możliwość przesyłania różnego rodzaju nowoczesnych informacji (telewizja, telefon, transmisja danych, radiofonia, transmisja stron gazet itp.);
· ochrona obwodów przed zakłóceniami wzajemnymi i zewnętrznymi, a także przed burzami i korozją;
· stabilność parametrów elektrycznych linii, stabilność i niezawodność komunikacji;
· efektywność systemu komunikacji jako całości.
Dalekobieżna linia kablowa to złożona konstrukcja techniczna składająca się z ogromnej liczby elementów. Ponieważ linia przeznaczona jest do długotrwałej pracy (kilkadziesiąt lat) i należy zapewnić nieprzerwaną pracę setek i tysięcy kanałów komunikacyjnych, to wszystkim elementom liniowego wyposażenia kablowego, a przede wszystkim kablom i kształtkom kablowym wchodzącym w skład sygnału liniowego ścieżka transmisji, stawiane są wysokie wymagania. O wyborze rodzaju i konstrukcji linii komunikacyjnej decyduje nie tylko proces propagacji energii wzdłuż linii, ale także konieczność ochrony pobliskich obwodów RF przed wzajemnymi wpływami zakłócającymi. Dielektryki kablowe dobierane są w oparciu o wymóg zapewnienia najdłuższego zasięgu komunikacji w kanałach HF przy minimalnych stratach.
Zgodnie z tym technologia kablowa rozwija się w następujących kierunkach:
1. Dominujący rozwój systemów koncentrycznych, które umożliwiają organizowanie potężnych wiązek komunikacyjnych i transmisję programów telewizyjnych na duże odległości za pomocą jednokablowego systemu łączności.
2. Tworzenie i wdrażanie obiecujących komunikacji OC, które zapewniają dużą liczbę kanałów i nie wymagają do ich produkcji metali rzadkich (miedź, ołów).
3. Powszechne wprowadzenie do technologii kablowej tworzyw sztucznych (polietylen, polistyren, polipropylen itp.), które charakteryzują się dobrymi właściwościami elektrycznymi i mechanicznymi oraz pozwalają na automatyzację produkcji.
4. Wprowadzenie zamiast ołowiu skorup aluminiowych, stalowych i plastikowych. Powłoki muszą być szczelne i zapewniać stabilność parametrów elektrycznych kabla przez cały okres jego użytkowania.
5. Opracowanie i wprowadzenie do produkcji ekonomicznych konstrukcji kabli komunikacyjnych wewnątrzstrefowych (jednokoncentrycznych, jedno-poczwórnych, nieopancerzonych).
6. Tworzenie kabli ekranowanych, które niezawodnie chronią przesyłane nimi informacje przed zewnętrznymi wpływami elektromagnetycznymi i burzami, w szczególności kable w dwuwarstwowej powłoce typu aluminiowo-stalowego i aluminiowo-ołowiowego.
7. Zwiększenie wytrzymałości elektrycznej izolacji kabla komunikacyjnego. Nowoczesny kabel musi jednocześnie posiadać właściwości zarówno kabla wysokiej częstotliwości, jak i kabla elektroenergetycznego, a także zapewniać przesyłanie prądów wysokiego napięcia do zdalnego zasilania bezobsługowych punktów wzmacniających na duże odległości.
Opublikowano na Allbest.ru
...Podobne dokumenty
Trend rozwojowy optycznych sieci komunikacyjnych. Analiza stanu komunikacji wewnątrzstrefowej w Republice Baszkortostanu. Zasady przesyłania informacji światłowodowymi liniami komunikacyjnymi. Dobór sprzętu, kabla optycznego, organizacja prac budowlanych.
teza, dodano 20.10.2011
Ogólna charakterystyka komunikacji światłowodowej, jej właściwości i obszary zastosowań. Projekt kablowej światłowodowej linii przesyłowej (FOTL) metodą zawieszenia na wspornikach linii przesyłowej wysokiego napięcia. Organizacja zarządzania tą siecią komunikacyjną.
praca na kursie, dodano 23.01.2011
Etapy rozwoju różnych środków komunikacji: radio, telefon, telewizja, komórkowa, kosmiczna, łączność wideotelefoniczna, Internet, fototelegraf (fax). Rodzaje linii przesyłowych sygnału. Urządzenia linii komunikacji światłowodowej. Laserowy system komunikacji.
prezentacja, dodano 02.10.2014
Głównym zadaniem rozwoju komunikacji elektrycznej. Obliczanie charakterystyk transmisyjnych w światłowodach. Budowa światłowodowej linii komunikacyjnej, montaż kabla optycznego i praca z przyrządami pomiarowymi. Bezpieczeństwo i higiena pracy.
teza, dodana 24.04.2012
Historia rozwoju linii komunikacyjnych. Rodzaje optycznych kabli komunikacyjnych. Światłowody i cechy ich wytwarzania. Projekty kabli optycznych. Podstawowe wymagania dotyczące linii komunikacyjnych. Kierunki rozwoju i cechy zastosowania światłowodów.
test, dodano 18.02.2012
Światłowodowe linie komunikacyjne jako koncepcja, ich cechy fizyczne i techniczne oraz wady. Światłowód i jego rodzaje. Światłowód. Elementy elektroniczne optycznych systemów komunikacyjnych. Moduły laserowe i fotoodbiorcze dla linii światłowodowych.
streszczenie, dodano 19.03.2009
Struktura światłowodu. Rodzaje kabli światłowodowych. Zalety i wady światłowodowej linii komunikacyjnej. Obszary jego zastosowania. Elementy ścieżki transmisji monitoringu wizyjnego. Multipleksowanie sygnałów wideo. Infrastruktura sieci kablowej.
praca na kursie, dodano 01.06.2014
Światłowodowa linia komunikacyjna jako rodzaj systemu transmisyjnego, w którym informacje przesyłane są wzdłuż optycznych falowodów dielektrycznych, zapoznanie z cechami konstrukcyjnymi. Analiza etapów obliczania parametrów kabla i długości odcinka regeneracyjnego.
praca na kursie, dodano 28.04.2015
Historia rozwoju systemów światłowodowych i ich eksperymentalna eksploatacja w transporcie kolejowym. Rozważenie możliwości budowy szybkiej światłowodowej linii komunikacyjnej wewnątrzstrefowej łączącej ośrodki regionalne w układzie pierścieniowym.
praca na kursie, dodano 04.05.2011
Charakterystyka przewodowych (napowietrznych) linii komunikacyjnych w postaci przewodów bez oplotów izolacyjnych i ekranujących, układanych pomiędzy biegunami w powietrzu. Projektowanie linii kablowych i zastosowanie światłowodów. Bezprzewodowe sieci na podczerwień do transmisji danych.
Strona 32 z 32 Historia rozwoju systemów telekomunikacyjnych i sieci komputerowych
Historia rozwoju systemów telekomunikacyjnych i sieci komputerowych
Technologie komputerowe i telekomunikacyjne
Sieć komputerowa (Sieć komputerowa) to zbiór komputerów połączonych liniami komunikacyjnymi. Linie komunikacyjne składają się z kabli lub przewodów, kanałów p i optycznych urządzeń komunikacyjnych. Cały sprzęt sieciowy działa pod kontrolą oprogramowania systemowego i aplikacyjnego.
Internet - sieć - zespół oddziałujących na siebie obiektów, które tworzą urządzenia do transmisji i przetwarzania danych.
Sieci komputerowe nie są bynajmniej jedynym rodzajem sieci stworzonych przez cywilizację ludzką. Nawet akwedukty starożytnego Rzymu można uznać za jeden z najstarszych przykładów sieci obejmujących duże obszary i obsługujących wielu klientów. Innym, mniej egzotycznym przykładem są sieci elektryczne. Można w nich łatwo znaleźć analogie elementów dowolnej terytorialnej sieci komputerowej: źródła zasobów informacyjnych odpowiadają elektrowniom, autostradom - liniom wysokiego napięcia, sieciom dostępowym - podstcjom transformatorowym, terminalom klienckim - oświetleniu i sprzętowi elektrycznemu gospodarstwa domowego.
Z jednej strony sieci są szczególnym przypadkiem rozproszonych systemów obliczeniowych, w których grupa komputerów w sposób skoordynowany wykonuje zestaw powiązanych ze sobą zadań, automatycznie wymieniając dane. Z drugiej strony sieci komputerowe można uznać za środek przesyłania informacji na duże odległości, do czego wykorzystują one metody kodowania i multipleksowania danych opracowane w różnych systemach telekomunikacyjnych
Rozważmy główne etapy rozwoju sieci telekomunikacyjnych.
W połowie XX wieku. podstawowe systemy komunikacji (łac. komunikacja – twierdzę, że powszechne) pomiędzy ludźmi zajmującymi się gospodarką, nie licząc zwykłych listów pocztowych, były łączność telegraficzna, telefoniczna i radiowa. Telewizja była w powijakach. Przepływ informacji odbywał się za pośrednictwem sieci telegraficznych, telefonicznych i radiowych, ale przetwarzanie przekazywanych informacji w całości powierzono człowiekowi.
Wynalezienie komputera było prawdziwym przełomem w nauce, technologii, ekonomii i życiu społecznym. W pierwszych fazach jej rozwoju (do lat 70. XX w.) technologia komputerowa służyła wyłącznie przetwarzaniu informacji, a gromadzenie i przesyłanie informacji odbywało się za pomocą systemów i sieci telekomunikacyjnych, których podstawą były ww. wspomniane sieci telegraficzne, telefoniczne i sieci radiowe.
Po powstaniu sieci komputerowych, będących zbiorem komputerów i łączących je kanałów komunikacyjnych, gromadzenie, przesyłanie i przetwarzanie informacji zaczęto odbywać się z wykorzystaniem technologii komputerowej. Dwie ścieżki ewolucyjne – rozwój telekomunikacji i technologii komputerowej – doprowadziły ich do naturalnego połączenia.
Systemy i sieci telekomunikacyjne to „starości” w porównaniu do sieci komputerowych, a pierwszymi z nich były sieci telegraficzne i telefoniczne.
Telegraf (greckie tele – daleko i grafo – pisanie) zostało wynalezione w połowie XIX wieku. i był przeznaczony do przesyłania wiadomości na odległość za pomocą sygnałów elektrycznych, symboli i liter. Najbardziej znaczący wkład w rozwój telegrafu wnieśli tacy naukowcy, jak K. Steingeil, W. Siemens, S. Morse, J. Baudot i inni.
W 1838 roku w Monachium niemiecki uczony K. Steingeil zbudował pierwszą linię telegraficzną o długości 5000 m.
W 1843 roku szkocki fizyk A. Bain zademonstrował i opatentował własną konstrukcję telegrafu elektrycznego, umożliwiającego przesyłanie obrazów przewodami. A. Urządzenie Bane'a uważane jest za pierwszy prymitywny faks.
W 1866 r. położono na dnie oceanu transatlantycki kabel telegraficzny łączący Amerykę z Europą, a w 1870 r. firma Siemens przedłużyła indoeuropejską linię telegraficzną o długości 11 tys. km.
Pod koniec XIX wieku. W Europie rozciągnięto 2840 tys. km podziemnego kabla linii telegraficznych, w USA - ponad 4 mln km, w Rosji długość linii telegraficznych wyniosła 300 tys. km. Całkowita długość linii telegraficznych na świecie na początku XX wieku. wyniósł około 8 mln km.
Do połowy XX wieku. W Europie powstały sieci telegraficzne zwane Teleksem (TELEgraph + EXchange). Nieco później w USA powstała także ogólnokrajowa abonencka sieć telegraficzna, podobna do Teleksu i nazwana TWX (Telegraph Wide area eXchapge).
Międzynarodowe abonenckie sieci telegraficzne* stale się rozwijały i do 1970 roku sieć Telex zrzeszała abonentów z ponad 100 krajów.
Obecnie możliwość wymiany wiadomości w sieci Telex została zachowana w dużej mierze dzięki internetowej poczcie elektronicznej. Na terytorium byłego ZSRR nadal istnieje łączność telegraficzna. Wiadomości telegraficzne są przesyłane i odbierane za pomocą specjalnych urządzeń - modemów telegraficznych, połączonych w centrach komunikacyjnych z komputerami osobistymi operatorów. Łączność telegraficzna służy głównie do przesyłania korespondencji telegraficznej pochodzącej od przedsiębiorstw państwowych, instytucji i osób fizycznych, prowadzenia negocjacji dokumentacyjnych, przesyłania danych statystycznych i różnych informacji cyfrowych pomiędzy przedsiębiorstwami.
Jednak w niektórych krajach operatorzy krajowi uznali telegraf za przestarzałą formę komunikacji i ograniczyli wszelkie operacje związane z wysyłaniem i doręczaniem telegramów. W Holandii łączność telegraficzna zaprzestała działalności w 2004 r. W styczniu 2006 r. najstarszy amerykański operator krajowy, Western Union, ogłosił całkowite zaprzestanie świadczenia i dostarczania wiadomości telegraficznych dla ludności. Jednocześnie w Kanadzie, Belgii, Niemczech, Szwecji, Japonii niektóre firmy nadal obsługują usługę wysyłania i dostarczania tradycyjnych wiadomości telegraficznych.
Historycznie rzecz biorąc, sieci telefoniczne pojawiły się nieco później niż sieci telegraficzne.
Pierwsze słowa padły telefon (z greckiego tele – daleko i telefon – głos) 10 marca 1876 roku i należały one do szkockiego wynalazcy, nauczyciela szkoły dla głuchoniemych Alexandra Grahama Bella: „Panie Watsonie, proszę wejść, chcę się z panem zobaczyć”. Zasięg tej linii telefonicznej wewnątrz budynku wynosił 12 m. Należy zaznaczyć, że telegrafiści początkowo nie doceniali telefonu, postrzegając go jako „niepotrzebną zabawkę laboratoryjną*”. Ta ekspertyza była przykładem największego i najpoważniejszego błędu w całej historii branży telekomunikacyjnej. W ciągu kilku lat telefon i sieci telefoniczne zaczęły się rozwijać w szybkim tempie.
W 1878 roku firma Bell Telephone, zorganizowana przez A.G. Bell w New Haven (Connecticut, USA) zbudowano pierwszą na świecie centralę telefoniczną i opublikowano pierwszą 21-stronicową książkę telefoniczną, a już w następnym roku ta sama firma rozpoczęła budowę sieci telefonicznej dla 56 tysięcy abonentów.
Pierwsza dalekobieżna sieć telefoniczna w Rosji rozpoczęła działalność w 1880 roku na kolei Carskie Sioło. Doceniając zalety nowego rodzaju komunikacji, rosyjscy przedsiębiorcy zaczęli zwracać się do rządu o pozwolenie na budowę linii telefonicznych.
Pierwsi abonenci centrali telefonicznej byli podłączani ręcznie i można było dodzwonić się do abonenta dzwoniąc na wymagany numer do operatora telefonicznego. W latach 10. XX wiek automatyczne centrale telefoniczne (ATS) zaczęły stopniowo zastępować operatorów telefonicznych, którzy łączyli abonentów ręcznie. Pojawiły się telefony z wybieraniem obrotowym. Pierwsza automatyczna centrala telefoniczna w ZSRR pojawiła się dopiero w 1924 roku na Kremlu i obsługiwała 200 abonentów. Miejska moskiewska centrala telefoniczna dla 15 tysięcy abonentów rozpoczęła działalność w 1930 roku. Na początku II wojny światowej w ZSRR było ponad 1 milion abonentów.
Po II wojnie światowej rozwój sieci telefonicznych nabrał nowego impetu. W 1951 roku po raz pierwszy w USA automatyczne centrale telefoniczne zaczęto wykorzystywać nie tylko do połączeń w obrębie jednego miasta, ale także na liniach międzymiastowych. W ZSRR taką automatyczną centralę telefoniczną po raz pierwszy uruchomiono w 1958 roku między Moskwą a Leningradem.
W 1956 roku, 90 lat po ułożeniu pierwszej linii kablowej telegrafu przez Atlantyk, ukończono budowę pierwszej transatlantyckiej linii telefonicznej łączącej Wielką Brytanię i Stany Zjednoczone (przez Kanadę).
W latach 50-60. XX wiek opracowano podstawowe metody transmisji sygnałów cyfrowych, w tym głosu, prowadzono prace nad stworzeniem radiofonii, wideotelefonii i telefonii komórkowej.
W 1978 roku Bahrajn zaczął obsługiwać komercyjny system telefonii komórkowej, uważany za pierwszy prawdziwy system telefonii komórkowej na świecie.
lata 80-90 XX wiek charakteryzowały się intensywnym wprowadzaniem cyfrowych metod transmisji głosu i odpowiadających im sieci telefonicznych, wykorzystaniem łączności satelitarnej, mobilnej łączności komórkowej, a także powszechnym wykorzystaniem komputerów w celu zapewnienia funkcjonowania sieci telefonicznych.
Działa w okolicy łączność radiowa zaczęło się, gdy niemiecki naukowiec G. Hertz w 1888 roku odkrył metodę tworzenia i wykrywania elektromagnetycznych fal radiowych. 25 kwietnia 1895
Rosyjski naukowiec A.S. Popow przedstawił raport na temat sposobu wykorzystania wypromieniowanych fal elektromagnetycznych do bezprzewodowej transmisji sygnałów elektrycznych zawierających informacje. W marcu 1896 roku naukowiec przeprowadził eksperyment, transmitując radiogram z dwoma słowami „Heinrich Hertz” na odległość 250 m. Kilka lat później w Kronsztadzie, bez ubiegania się o patent, uruchomił produkcję sprzętu odbiorczego i nadawczego. Nowym wynalazkiem zainteresował się przedsiębiorczy Włoch G. Marconi. W lipcu 1898 roku złożył w Anglii patent, prezentując podobne urządzenie, nieco komplikujące obwody A.S. Popowa. Priorytet odkrycia radia pozostał w historii ludzkości wraz z G. Marconim.
W 1898 r. G. Marconi zorganizował łączność radiową pomiędzy Francją a Anglią, a w 1901 r. udało mu się przesłać sygnały ze stacji w Anglii do stacji w Nowej Fundlandii w USA. Na początku swojego rozwoju łączność radiowa służyła do przesyłania wiadomości telegraficznych, nie biorąc pod uwagę możliwości radia w zakresie przesyłania dźwięku.
W 1915 roku przeprowadzono historyczny eksperyment, podczas którego sygnały mowy zostały pomyślnie przesłane drogą radiową z Arlington w Wirginii do Paryża. Należy zauważyć, że G. Marconi wolał, aby alfabet Morse'a pozostał kamieniem węgielnym jego bezprzewodowego telegrafu, ponieważ nie widział żadnego przydatnego zastosowania do bezprzewodowej transmisji mowy.
W 1920 roku amerykański radioamator Conrad zaprojektował stację radiową do pracy w trybie „telefonicznym” i po raz pierwszy na świecie rozpoczął nadawanie.
W pierwszej połowie XX wieku, po opracowaniu przez naukowców i inżynierów bardziej zaawansowanego sprzętu wzmacniającego, urządzeń antenowych, a także metod nadawania i odbioru sygnałów radiowych, łączność radiowa zaczęła się szybko rozwijać.
Druga połowa XX wieku charakteryzowało się doskonaleniem sprzętu radiowego, rozwojem cyfrowych metod radiokomunikacji, a także wykorzystaniem satelitarnych systemów radiokomunikacji.
Dotyczący telewizja („radio z obrazem”), już w latach 70. wyrażane były pomysły stworzenia elektrycznego układu do przesyłania ruchomego obrazu na odległość.
XIX wiek Idee te opierały się na wnioskach czysto teoretycznych, ponieważ możliwości eksperymentów fizycznych w tamtym czasie były znikome. Jednak w połowie lat 20. XX wiek Baza przemysłowa i techniczna rozwinęła się tak bardzo, że po raz pierwszy stało się możliwe praktyczne wdrożenie teoretycznych zasad telewizji.
Pomysły i eksperymenty dotyczące przesyłania ruchomego obrazu na odległość zostały poprzedzone pomysłami i eksperymentami dotyczącymi przesyłania nieruchomego obrazu.
W latach 20 XX wiek Rozwój telewizji elektronicznej nastąpił w walce z opozycją zwolenników telewizji mechanicznej (wykorzystującej mechanizmy obrotowe w celu uzyskania skanu na ekranie), którzy pesymistycznie patrzyli na perspektywy systemów elektronicznych ze względu na duże trudności techniczne związane z ich tworzeniem . Jednak idea telewizji elektronicznej, jako najbardziej postępowej, okazała się najważniejsza.
Ojcem współczesnej telewizji elektronicznej był V.K. Zvorykin, który po wojnie secesyjnej wyemigrował do Stanów Zjednoczonych. W 1931 roku wynalazł lampę elektronopromieniową, którą nazwał ikonoskopem. Wynalezienie ikonoskopu stanowiło punkt zwrotny w historii telewizji, wyznaczając kierunek jej dalszego rozwoju; zapewniał transmisje telewizyjne o dużej liczbie linii.
Pierwsze transmisje obrazów telewizyjnych drogą radiową w ZSRR miały miejsce w kwietniu-maju 1931 roku. Przeprowadzano je jednak z obrazem rozłożonym na linie według układu mechanicznego, tj. Obraz zeskanowano na elementy za pomocą obracającego się dysku.
Badania w dziedzinie nadawczo-odbiorczych lamp elektronopromieniowych, obwodów urządzeń skanujących, wzmacniaczy, nadajników i odbiorników telewizyjnych oraz postęp w dziedzinie elektroniki radiowej przygotowały przejście na elektroniczne systemy telewizyjne.
W ZSRR latem 1938 r. jako pierwszy rozpoczął działalność doświadczony ośrodek telewizyjny w Leningradzie, a w Moskwie, na Szabołowce, zbudowano specjalny budynek; sprzęt telewizyjny i nadajnik zamówiono w USA, gdzie przeszkolono czołowych specjalistów. W rezultacie w kraju pojawił się pierwszy moskiewski ośrodek telewizyjny, przyjęty do stałej pracy w grudniu 1938 r.
W 1953 roku w Stanach Zjednoczonych rozpoczęto regularne nadawanie telewizji kolorowej, ale ze względu na wysoki koszt telewizorów kolorowych upowszechniło się ono dopiero po 12-15 latach (pierwsze 10 milionów telewizorów sprzedano do 1966 roku). W ZSRR regularne nadawanie w kolorze rozpoczęło się dopiero w 1967 r., programy Telewizji Centralnej stały się kolorowe w 1977 r., a peryferyjne ośrodki telewizyjne otrzymały sprzęt kolorowy w 1987 r.
Na początku lat 90. XX wiek Rozpoczęto badania nad transmisją sygnałów cyfrowych za pośrednictwem naziemnych kanałów komunikacyjnych. Technologia ta w krótkim czasie zyskała uznanie. Obecnie korzysta z niego ponad 300 firm produkujących elektronikę telewizyjną.
Wraz z telewizją naziemną na całym świecie prowadzono prace nad stworzeniem systemów telewizja kablowa . Pierwszy system telewizji kablowej w Stanach Zjednoczonych został zbudowany w 1952 roku w Lunsford w celu odbioru programów z pobliskiego centrum telewizyjnego w Filadelfii. Przyczyną pojawienia się telewizji kablowej w Stanach Zjednoczonych w 1948 roku było zawieszenie na prawie cztery lata wydawania licencji dla nowych stacji nadawczych telewizji. Jednak ze względu na wysoką jakość i odporność na zakłócenia telewizja kablowa stała się głównym rodzajem telewizji w dużych miastach.
W latach 60-tych - 70-tych. W ZSRR, zgodnie z koncepcjami rozwoju radiofonii i telewizji, stworzono ogromny, niemal całkowity system zbiorowego odbioru telewizji - prawie 80% telewidzów w miastach odbierało telewizję za pomocą kabla koncentrycznego.
Telewizja kablowa stała się w ostatnich latach jednym z najdynamiczniej rozwijających się obszarów sieci telekomunikacyjnych. Zaletą telewizyjnych sieci kablowych jest to, że można za ich pomocą uzyskać dostęp do ogólnoświatowego Internetu lub przesyłać informacje z liczników energii i wody.
Omówione powyżej systemy radiowo-telewizyjne wykorzystujące kanały radiowe do transmisji danych są głównymi elementami systemów telekomunikacji bezprzewodowej, do których zaliczają się systemy satelitarne oraz systemy mobilnej łączności komórkowej.
Historia rozwoju sieci komputerowych
Sieci komputerowe są logicznym wynikiem ewolucji technologii komputerowej. Stale rosnące potrzeby użytkowników w zakresie zasobów obliczeniowych doprowadziły do podejmowania przez specjalistów technologii komputerowych prób łączenia poszczególnych komputerów w jeden system.
Przyjrzyjmy się najpierw komputerowemu korzeniowi sieci komputerowych. Pierwsze komputery lata 50 - duże, nieporęczne i drogie - przeznaczone dla bardzo małej liczby wybranych użytkowników. Często te potwory zajmowały całe budynki. Takie komputery nie były przeznaczone do interaktywnej pracy użytkownika, ale były używane w trybie przetwarzania wsadowego.
systemy przetwarzania wsadowego, Z reguły budowano je w oparciu o komputer typu mainframe - mocny i niezawodny komputer ogólnego przeznaczenia. Użytkownicy przygotowywali karty perforowane zawierające dane i polecenia programowe i przesyłali je do centrum komputerowego (ryc.).
Operatorzy wprowadzali te karty do komputera, a użytkownicy zwykle otrzymywali wydruki wyników dopiero następnego dnia. Zatem jedna błędnie wypełniona karta oznaczała co najmniej jednodniowe opóźnienie. Oczywiście dla użytkowników wygodniejszy byłby interaktywny tryb działania, w którym mogą szybko zarządzać przetwarzaniem swoich danych z poziomu terminala. Jednak interesy użytkowników zostały w dużej mierze zaniedbane na wczesnych etapach rozwoju systemów komputerowych. Skupiono się na wydajności najdroższego urządzenia w komputerze – procesorze, nawet kosztem wydajności korzystających z niego specjalistów.
Na początku lat 60. XX wiek Zaczęły się rozwijać interaktywne (z interwencją użytkownika w procesie obliczeniowym) wieloterminalowe systemy współdzielenia czasu. W takich systemach do dyspozycji kilku użytkowników oddano potężny komputer centralny (mainframe). Każdy użytkownik otrzymał do swojej dyspozycji terminal (monitor z klawiaturą bez jednostki systemowej), za pomocą którego mógł prowadzić dialog z komputerem. Komputer po kolei przetwarzał programy i dane przychodzące z każdego terminala. Ponieważ czas reakcji komputera na żądanie każdego terminala był dość krótki, użytkownicy praktycznie nie zauważyli równoległego działania kilku terminali i stworzyli iluzję wyłącznego korzystania z komputera. Terminale z reguły były rozproszone po całym przedsiębiorstwie, a funkcje wprowadzania i wyprowadzania informacji były rozproszone, ale przetwarzanie informacji odbywało się wyłącznie przez komputer centralny.
Takie wieloterminalowe, scentralizowane systemy z pozoru przypominały lokalne sieci komputerowe, do powstania których w rzeczywistości była jeszcze daleka droga. Czynnikiem ograniczającym rozwój sieci komputerowych był przede wszystkim czynnik ekonomiczny. Ze względu na wysokie koszty w tamtym czasie przedsiębiorstwa nie mogły kupić kilku komputerów na raz, co oznaczało, że nie było co podłączać do sieci komputerowej.
Pierwsze sieci mają charakter globalny
Rozwój sieci komputerowych rozpoczął się od rozwiązania prostszego problemu - dostępu do komputera z terminali oddalonych od niego o wiele setek, a nawet tysięcy kilometrów. W tym przypadku terminale podłączano do komputera za pośrednictwem sieci telefonicznych za pomocą specjalnych urządzeń - modemów. Kolejnym etapem rozwoju sieci komputerowych były połączenia modemowe nie tylko „terminal-komputer”, ale także „komputer-komputer”. Komputery mają możliwość automatycznej wymiany danych, co jest podstawowym mechanizmem każdej sieci komputerowej. Wtedy po raz pierwszy w sieci pojawiła się możliwość wymiany plików, synchronizacji baz danych, korzystania z poczty elektronicznej, czyli tzw. usług, które są obecnie tradycyjnymi usługami sieciowymi. Takie sieci komputerowe nazywane są globalnymi sieciami komputerowymi.
Sieci globalne ( Szeroki Obszar Sieci , BLADY ) – sieci łączące komputery rozproszone geograficznie, ewentualnie zlokalizowane w różnych miastach i krajach.
To właśnie podczas budowy sieci globalnych po raz pierwszy zaproponowano i rozwinięto wiele podstawowych idei leżących u podstaw współczesnych sieci komputerowych. Takie jak na przykład wielopoziomowa konstrukcja protokołów komunikacyjnych, koncepcje przełączania i routingu pakietów.
Globalne sieci komputerowe odziedziczyły wiele po innych, znacznie starszych i bardziej rozpowszechnionych sieciach globalnych - sieciach telefonicznych. Główną innowacją technologiczną, jaką przyniosły ze sobą pierwsze światowe sieci komputerowe, była rezygnacja z zasady komutacji obwodów, która od wielu dziesięcioleci z powodzeniem stosowana jest w sieciach telefonicznych.
Złożony kanał telefoniczny przydzielony na cały czas trwania sesji komunikacyjnej, przesyłający informacje ze stałą szybkością, nie mógł być efektywnie wykorzystany przy pulsującym komputerowym ruchu danych, w którym okresy intensywnej wymiany przeplatają się z długimi przerwami. Eksperymenty terenowe i modelowanie matematyczne wykazały, że pulsujący i w dużej mierze niewrażliwy na opóźnienia ruch komputerowy jest przesyłany znacznie efektywniej w sieciach działających na zasadzie komutacji pakietów, gdy dane są dzielone na małe porcje – pakiety – które niezależnie przemieszczają się w sieci dzięki obecność adresu węzła końcowego w nagłówku pakietu.
Ponieważ układanie wysokiej jakości linii komunikacyjnych na duże odległości jest bardzo drogie, pierwsze globalne sieci często wykorzystywały istniejące kanały komunikacji, które pierwotnie były przeznaczone do zupełnie innych celów. Na przykład przez wiele lat sieci globalne budowano w oparciu o kanały telefoniczne o częstotliwości głosowej, które mogły jednocześnie prowadzić tylko jedną rozmowę w formie analogowej. Ponieważ prędkość transmisji dyskretnych danych komputerowych tymi kanałami była bardzo mała (kilkadziesiąt kilobitów na sekundę), zakres usług świadczonych w tego typu sieciach rozległych ograniczał się zwykle do przesyłania plików, głównie w tle, oraz poczty elektronicznej. . Oprócz małej prędkości takie kanały mają jeszcze jedną wadę - wprowadzają znaczne zniekształcenia do przesyłanych sygnałów. Dlatego protokoły sieci globalnych zbudowane przy użyciu kanałów komunikacyjnych niskiej jakości charakteryzują się skomplikowanymi procedurami monitorowania i odzyskiwania danych.
Historycznie rzecz biorąc, pierwsze sieci komputerowe tworzyła agencja ochrony zaawansowanych projektów badawczych DARPA na zlecenie Departamentu Wojskowego USA. W 1964 roku opracowano koncepcję i architekturę pierwszej na świecie sieci komputerowej ARPAnet (z angielskiego: Advanced Research Projects Agency Network), a w 1967 roku po raz pierwszy wprowadzono pojęcie „protokołu sieci komputerowej”. We wrześniu 1969 roku pomiędzy węzłami komputerowymi na uniwersytetach w Kalifornii i Stanford została przesłana pierwsza wiadomość komputerowa. W 1977 r. sieć ARPANET liczyła 111 węzłów, w 1983 r. – 4 tys.. Sieć zrzeszała komputery różnego typu, posiadające różne systemy operacyjne, z dodatkowymi modułami realizującymi wspólne dla wszystkich komputerów w sieci protokoły komunikacyjne. Takie systemy operacyjne są uważane za pierwsze sieciowe systemy operacyjne. ARPANET przestał istnieć w 1989 r.
Rozwój globalnych sieci komputerowych był w dużej mierze zdeterminowany postępem sieci telefonicznych.
Od końca lat 60. sieci telefoniczne coraz częściej wykorzystują cyfrową transmisję głosu.
Doprowadziło to do pojawienia się szybkich kanałów cyfrowych łączących automatyczne centrale telefoniczne (PBX) i umożliwiających jednoczesną transmisję dziesiątek i setek rozmów. Opracowano specjalną technologię pozwalającą na stworzenie tzw podstawowy, Lub sieci wsparcia. Sieci takie nie świadczą usług użytkownikom końcowym, stanowią fundament, na którym budowane są szybkie kanały cyfrowe typu punkt-punkt, łączące sprzęt innych, tzw. sieci nakładkowe, które już działają dla użytkownika końcowego.
Początkowo podstawowa technologia sieciowa była wyłącznie technologią wewnętrzną firm telekomunikacyjnych. Jednak z biegiem czasu firmy te zaczęły dzierżawić część swoich kanałów cyfrowych powstałych w sieciach podstawowych przedsiębiorstwom, które wykorzystywały je do tworzenia własnych sieci telefonicznych i globalnych sieci komputerowych. Obecnie sieci podstawowe zapewniają prędkość transmisji danych dochodzącą do setek gigabitów (a w niektórych przypadkach nawet do kilku terabajtów) na sekundę i gęsto pokrywają terytoria wszystkich krajów rozwiniętych.
Pod koniec lat 70. sieć APRAnet obejmowała już około 200 systemów końcowych. Po 10 latach liczba hostów w Internecie, które zjednoczyły już wiele innych sieci komputerowych, sięgnęła 100 tys. Lata 80. charakteryzują się zatem szybkim upowszechnieniem stworzonych wcześniej technologii sieciowych.
Na początku lat 80. miała miejsce aktywna konsolidacja lokalnych sieci uniwersyteckich w duże sieci regionalne. Przykładami są sieć B1TNET, która zapewniała wymianę plików i poczty elektronicznej pomiędzy uniwersytetami w północno-zachodnich Stanach Zjednoczonych, CSNET, która zrzeszała badaczy w dziedzinie technologii sieciowych niezależnie od APRAnet itp. W 1986 roku rozwinęła się sieć NSFNET, która umożliwiła dostęp do zasobów obliczeniowych superkomputerów. Początkowa prędkość łącza, która wynosiła 56 Kb/s, pod koniec dekady wzrosła do 1,5 Mb/s. Szkielet NSFNET umożliwił połączenie regionalnych sieci komputerowych w Stanach Zjednoczonych.
W latach 80. APRAnet zawierał już wiele komponentów stanowiących podstawę współczesnego Internetu. 1 stycznia 1983 roku standardowy protokół NCP do wymiany danych pomiędzy hostami został zastąpiony stosem protokołów TCP/IP (RFC 801). Od tego czasu stos TCP/IP jest używany przez wszystkie hosty internetowe. Pod koniec lat 80. wprowadzono znaczące ulepszenia protokołu TCP, aby zapewnić systemom końcowym kontrolę przeciążenia. Ponadto opracowano system nazw domen (DNS), aby powiązać mnemoniczne nazwy zasobów internetowych z ich 32-bitowymi adresami (RFC 1034).
Równolegle z rozwojem APRAnet w Stanach Zjednoczonych, na początku lat 80-tych we Francji powstał projekt Minitel, który przy wsparciu rządu francuskiego postawił sobie ambitny cel połączenia wszystkich sieci w jedną sieć komputerową. System opracowany przez firmę Minitel był otwartą siecią komputerową z komutacją pakietów (protokół X.25 z obsługą kanałów wirtualnych), składającą się z serwerów Minitel i tanich terminali użytkowników z wbudowanymi modemami o niskiej prędkości. Wielki sukces projektu Minitel nastąpił po tym, jak rząd francuski ogłosił dystrybucję bezpłatnych terminali do użytku domowego dla wszystkich. W sieci Minitel dostępne były zarówno bezpłatne, jak i płatne zasoby informacyjne. W szczytowym okresie swojej popularności w połowie ostatniej dekady Minitel obsługiwał ponad 20 000 rodzajów usług – od bankowości zdalnej po udostępnianie specjalistycznych baz badawczych.