Dezvoltarea comunicațiilor: de la telegraf la rețea globală. Rezumat: Dezvoltarea comunicaţiilor

MESAJ PE SUBIECTUL: FIZICA
Pe tema: Mijloace moderne de comunicare

Întocmit de: Yakubov Abdu-Askar
Verificat de: Genadi Ivanovici
Un mijloc modern de comunicare.

Celular.
În prezent, multe țări implementează în mod activ rețele publice de comunicații celulare (CCN). Astfel de rețele sunt concepute pentru a furniza obiectelor mobile și staționare comunicații telefonice și transmisie de date. În SSS, obiectele în mișcare sunt fie vehicule terestre, fie o persoană care este în mișcare și are o stație portabilă de abonat (abonat mobil). Capacitatea de a transmite date către un abonat mobil își extinde dramatic capacitățile, deoarece pe lângă mesajele telefonice, acesta poate primi mesaje telex și fax, diferite tipuri de informații grafice (planuri de teren, orare de trafic etc.), informații medicale și multe altele . SSS sunt de o importanță deosebită în legătură cu introducerea activă a calculatoarelor personale, a diferitelor baze de date și a rețelelor de calculatoare în toate sferele activității umane. Accesul la acestea prin SSS va permite abonatului mobil să obțină rapid și fiabil informațiile necesare. În consecință, rolul sistemelor de comunicații va crește, iar cerințele pentru calitatea transmiterii informațiilor, debitul și fiabilitatea operațională vor crește.
O creștere a volumului de informații va necesita o reducere a timpului de livrare și abonatul să primească informațiile necesare. De aceea, există deja o creștere constantă a comunicațiilor radio mobile (mașini și radiotelefoane portabile), care permit unui angajat al unui anumit serviciu să rezolve rapid problemele de producție în afara locului de muncă. Radiotelefonul a încetat să mai fie un simbol al prestigiului și a devenit un instrument de lucru care vă permite să utilizați mai eficient timpul de lucru, să gestionați rapid producția și să monitorizați în mod constant progresul proceselor tehnologice, ceea ce oferă venituri suplimentare atunci când utilizați radiotelefonul în producție.
Introducerea SSS în multe sectoare ale economiei naționale va crește dramatic productivitatea muncii la obiectele în mișcare, va realiza economii de resurse materiale și de muncă, va asigura controlul automat al proceselor tehnologice, va crea un sistem de control fiabil pentru vehicule sau roboți mobili distribuiti pe o suprafață mare. și incluse în managementul flexibil al sistemelor automatizate.
Utilizarea unui sistem de comunicații radio cu obiecte în mișcare poate fi împărțită în următoarele clase:
sisteme de comunicații mobile departamentale (sau private) (MSMS);
sisteme de comunicații mobile celulare (CMSS);
sisteme personale de apeluri radio (PRC).
Din punct de vedere istoric, VSPS a apărut pentru prima dată în funcțiune, deoarece în condițiile restricțiilor privind utilizarea comunicațiilor radio, posibilitatea de utilizare a acestuia pentru comunicarea cu abonații de telefonie mobilă era oferită guvernului, departamentelor sau organizațiilor private mari (poliție, pompieri, taxi). , etc.). Pentru a apela un abonat de telefonie mobilă (într-o zonă de serviciu limitată), au început să fie utilizate PRV-uri. JSPS, care a apărut destul de recent, este un tip fundamental nou de sisteme de comunicații, deoarece sunt construite în conformitate cu principiul celular al distribuției de frecvență pe teritoriul serviciului (planificarea teritorială a frecvenței) și sunt destinate să furnizeze comunicații radio unui număr mare de abonați de telefonie mobilă cu acces la rețeaua publică de telefonie (PSTN) . Dacă VSPS au fost create (și sunt create) în interesul unui cerc restrâns de abonați, atunci JSPS în străinătate a început să fie utilizat în interesul unor cercuri largi ale populației.
CCC-urile și-au primit numele în conformitate cu principiul celular de organizare a comunicațiilor, conform căruia zona de serviciu (teritoriul unui oraș sau al unei regiuni) este împărțită într-un număr mare de zone mici de lucru sau celule sub formă de hexagoane. În centrul fiecărei zone de lucru se află o stație de bază (BS), care comunică prin canale radio cu multe stații de abonat (SS) instalate pe obiecte mobile situate în zona sa de lucru. Stațiile de bază sunt conectate prin linii telefonice cu fir la o stație centrală (CS) a unei anumite regiuni, care asigură conectarea abonaților de telefonie mobilă la orice abonat al rețelei telefonice publice comutate (PSTN) folosind
dispozitive de comutare. Când un abonat mobil se deplasează dintr-o zonă în alta, canalul de comunicație radio este comutat automat la o nouă stație de bază, predând astfel abonatul mobil de la stația de bază care transmite la următoarea stație de bază (învecinată). Gestionarea și monitorizarea funcționării stațiilor de bază și de abonat este realizată de un sistem de control central, în memoria computerului, a căruia sunt concentrate atât date statice, cât și dinamice despre obiectele în mișcare și starea rețelei în ansamblu.
Spre deosebire de rețelele de comunicații mobile centralizate din rețelele celulare, comunicația radio între stația de bază și stația de abonat se realizează într-o zonă mică de operare, ceea ce permite reutilizarea acelorași frecvențe în zona de serviciu. Numărul de abonați în rețea este determinat de debitul și numărul de BS, egal cu numărul de zone de lucru, care crește conform unei legi pătratice cu rază descrescătoare
zona de lucru R la o rază constantă a zonei de serviciu R0. Dacă în urmă cu zece ani raza zonei de lucru în SSS era egală cu 5-15 km, acum este egală cu 200 m. Astfel, reducerea razei zonei de lucru de la 30 la 0,5 km va crește de 3600 de ori numărul a abonaților de telefonie mobilă dotați cu comunicații radio și având Posibilitate de acces la PSTN. În consecință, eficiența utilizării spectrului de frecvență radio în SSS este de multe ori mai mare decât în ​​sistemele de comunicații mobile centralizate, ceea ce va face posibilă în viitor asigurarea controlului unui număr mare de obiecte mobile terestre.
Odată cu scăderea razei zonei de lucru, devine posibilă reducerea puterii emițătorilor și a sensibilității receptoarelor, ceea ce va îmbunătăți semnificativ compatibilitatea electromagnetică (EMC) a abonaților din SSS și EMC între SSS și alte sisteme care utilizează anumite spectre de frecvență radio și, de asemenea, va reduce costul și dimensiunile generale ale stației de abonat, va asigura accesul la baze de date și calculatoare.
Avantajele remarcate fac acum posibilă creșterea eficienței managementului și controlului în activitatea întreprinderilor și organizațiilor subordonate, îmbunătățirea calității proceselor tehnologice în sistemele cu un număr mare de vehicule.
Creșterea rapidă a volumului de informații transmise necesită o reducere semnificativă a timpului de livrare și prelucrare a informațiilor necesare de către abonat. Acesta este unul dintre motivele creșterii rapide a comunicațiilor mobile bazate pe SSS.
Introducerea SSS înseamnă apariția unui tip fundamental nou de comunicații - radio și telecomunicații de masă, adică. un nou tip de serviciu. Deja acum, terminalul de abonat CCC - un radiotelefon celular (CRT) - este recunoscut de mulți experți străini drept terminalul principal, pe care abonatul îl folosește atât în ​​stare staționară (acasă, la serviciu), cât și în mișcare. Introducerea pe scară largă a SPT-urilor portabile în viitor va face posibilă furnizarea fiecărei persoane cu un telefon personal cu propriul număr individual.
Crearea sistemelor de telecomunicații radio în masă cu un număr mare de abonați de telefonie mobilă, debit mare și calitate înaltă a recepției mesajelor este posibilă numai prin utilizarea principiului celular al construirii unui sistem de comunicații. Aceasta explică interesul crescut pentru JCSS.
Sistemele de rețele străine care operează în prezent au următoarele avantaje în comparație cu rețelele centralizate:
- un număr mare de abonați;
- calitate înaltă a mesajelor telefonice și a transmisiei de date;
- capacitatea de a comunica cu calculatoare și baze de date;
- eficiență ridicată de utilizare a spectrului de frecvențe radio și compatibilitate electromagnetică mai bună cu alte sisteme radio.
Utilizarea SSS de către o gamă largă de consumatori din sectoarele de transport, comunicații, energie, construcții, servicii, reparații etc. aduce un efect economic semnificativ. Potrivit experților americani, veniturile anuale din implementarea și operarea SSS în Statele Unite ajung la 2 miliarde de dolari. Experții străini notează posibilitatea creării unui SSS fără costuri de capital inițiale semnificative. În primul rând, SSN-urile sunt create cu zone de lucru mari (raza zonei de aproximativ 10 km) și un număr relativ mic de abonați. Pe măsură ce se încasează venituri și crește numărul de cereri pentru CPT, dimensiunea zonelor scade și numărul de abonați crește. În același timp, volumul echipamentelor standard pentru stațiile de bază, centralele telefonice automate și stațiile centrale este în continuă creștere datorită veniturilor din utilizarea SSS de către abonații existenți. Prin urmare, costurile de capital inițiale pot fi semnificativ mai mici decât costurile totale atribuibile
numărul maxim de abonați.

Media de internet

E-mail.

În țara noastră se creează un sistem unificat de comunicații automatizate. În acest scop, se dezvoltă, se îmbunătățesc și se găsesc noi domenii de aplicare diverse mijloace tehnice de comunicare.

Până de curând, comunicațiile telefonice la distanță lungă se făceau exclusiv prin linii aeriene; În același timp, fiabilitatea comunicării a fost afectată de furtuni și de posibilitatea de înghețare a firelor. În prezent, liniile de cablu și relee radio sunt din ce în ce mai utilizate, iar nivelul de automatizare a comunicațiilor este în creștere.

Întreaga varietate de sisteme de comunicații utilizate în tehnologie și viața de zi cu zi, în principal comunicațiile radio, pot fi reduse la trei tipuri, care diferă prin metodele de transmitere a unui semnal de la un emițător la un receptor. În primul caz, comunicația radio nedirecțională este utilizată de la emițător la receptor, tipică pentru difuzarea radio și televiziune. Această metodă de comunicare radio are avantajul că vă permite să ajungeți la un număr aproape nelimitat de abonați - consumatori de informații. Dezavantajele acestei metode sunt utilizarea neeconomică a puterii emițătorului și efectul de interferență asupra altor sisteme radio similare. În cazurile în care numărul de abonați este limitat și nu este nevoie de difuzare, transmisia semnalului este utilizată folosind antene cu radiație direcțională, precum și folosind dispozitive speciale numite linii de transmisie a semnalului.

În comunicarea prin difuzare, se utilizează de obicei transmisia unidirecțională a semnalului de la stația radio către consumator, în timp ce în comunicarea direcțională, de regulă, se utilizează comunicația bidirecțională, adică la fiecare capăt al sistemului de comunicație există atât un transmițător, cât și un receptor (transceiver - PP). Comunicația direcțională nu necesită transmițătoare de mare putere și poate fi instalată la ambele capete ale sistemului. Atunci când comunicarea în coloana vertebrală este direcționată pe distanțe lungi în spații și în liniile de transmisie, se folosesc repetoare, care sunt plasate de-a lungul traseului. Ele amplifică semnalul, îl eliberează de interferențe și îl transmit mai departe. Să luăm în considerare principiile de funcționare ale principalelor tipuri de linii de transmisie a semnalului, pornind de la o linie cu două fire, care a început să fie folosită la începutul acestui secol și este încă folosită în unele locuri din mediul rural pentru transmiterea telegrafică și telefonică. semnale și terminând cu o linie modernă de fibră optică, care, alături de comunicațiile spațiale (satelit), vor constitui fără îndoială comunicațiile viitorului.

Linie cu două fire: firele sunt suspendate pe stâlpi, distanța dintre care este de aproximativ un metru. Este folosit pentru a transmite semnale la unde de ordinul a sute sau mai mult de metri, ceea ce corespunde frecvențelor în intervalul de aproape 0 până la 1 MHz. Folosit pentru a difuza emisiuni radio locale.

Cablu electric.

E-mail taxi. sunt împărțite în joasă frecvență și înaltă frecvență, single-core și multi-core. Cablurile sunt folosite pentru a transmite semnale la frecvențe de până la 1 GHz, ceea ce corespunde unor lungimi de undă de 30 cm sau mai mult. Un exemplu ar fi un cablu de televiziune care conectează o antenă la un receptor de televiziune.

Un ghid de undă metric este un tub metalic gol cu ​​secțiune transversală rotundă sau dreptunghiulară. Electr. undele se pot propaga de-a lungul ghidului de undă fiind reflectate de pereți. Metal. ghidurile de undă sunt folosite ca linii de transmisie pentru unde centimetrice și milimetrice. Ghidul de undă circular nu a fost folosit pentru comunicații pe distanțe lungi, deoarece este necesară rectitudinea traseului. Acest lucru s-a dovedit a fi foarte scump.

Un ghid de undă dielectric este o tijă din material dielectric în care undele electromagnetice se pot propaga cu pierderi mici. Sunt folosite pentru transmiterea semnalelor la unde milimetrice pe distanțe relativ scurte (metri, zeci de metri). S-au dovedit a fi extrem de promițătoare pentru utilizare în domeniul undelor luminoase, mai precis, în domeniul undelor infraroșii cu o lungime de undă de ordinul unui micrometru.

Linie de releu radio.

Pentru a asigura transmiterea semnalului dincolo de linia de vedere, antene cu repetoare au fost amplasate pe obiecte care zboară înalt: avioane și sateliți, precum și pe catarge speciale de până la 100 de metri înălțime, instalate de-a lungul traseului la o distanță de 40-50 km de reciproc. Liniile de releu radio sunt acum utilizate pe scară largă. Ele pot fi văzute de-a lungul principalelor autostrăzi și linii de cale ferată.

Linia fasciculului.

În partea cu unde scurte a domeniului undelor milimetrice, domeniul submilimetric și până la domeniul luminii, sunt utilizate linii de transmisie a fasciculului. Sunt o serie de lentile pe suporturi în spațiu liber sau plasate într-o țeavă care acționează ca protecție mecanică. Ca și ghidajele de undă, liniile de ghidare a fasciculului nu au găsit o utilizare pe scară largă ca linii trunchi pe distanțe lungi, în primul rând din motive economice. Instalarea unor astfel de linii este prea costisitoare din cauza cerințelor de precizie pentru instalarea lentilelor sau oglinzilor. Pământul „respiră” și lentilele se schimbă.

Linie de fibră optică. Baza fibrei opt. Linia constă dintr-un cablu de fibră optică, al cărui element principal este un ghidaj de lumină cu fibră - fibră de sticlă din sticlă optică de înaltă calitate. Ochelarii s-au dovedit a fi mai transparenți în domeniul infraroșu.

În prezent, rețelele de calculatoare au început să se dezvolte profund. Cu ajutorul lor, puteți implementa aproape orice metodă de transmitere a informațiilor.

Este abia la inceput...

Din cele mai vechi timpuri, omenirea a căutat și a îmbunătățit mijloacele de schimb de informații. Mesajele erau transmise pe distanțe scurte prin gesturi și vorbire și pe distanțe lungi folosind focuri de tabără situate în raza vizuală unul față de celălalt. Uneori se construia un lanț de oameni între puncte și știrile erau transmise prin voce de-a lungul acestui lanț de la un punct la altul. În Africa centrală, tobele tam-tom erau utilizate pe scară largă pentru comunicarea între triburi.

Ideile despre posibilitatea transmiterii sarcinilor electrice la distanțe și implementarea comunicației telegrafice în acest mod au fost exprimate încă de la mijlocul secolului al XVIII-lea. Profesor al Universității din Leipzin Johann Winkler - el a fost cel care a îmbunătățit mașina electrostatică, propunând să frece un disc de sticlă nu cu mâinile, ci cu tampoane din mătase și piele - în 1744 scria: „Cu ajutorul unui conductor suspendat izolat este posibil să se transmită electricitate până la capătul lumii cu viteza unui glonț.” . În revista scoțiană „The Scot’s Magazine” de la 1 februarie 1753 a apărut un articol, semnat doar de C.M. pentru prima dată s-a propus să atârne între două puncte atâtea fire neizolate câte litere există în alfabet.În ambele puncte, atașați firele de suporturi de sticlă, astfel încât capetele lor să atârne în jos și să se termine cu bile de soc, sub care să se așeze litere scrise pe bucăți de hârtie la o distanță de 3-4 mm.La atingerea în punctul de transmitere de către conductorul mașinii electrostatice a capătului firului corespunzător literei cerute, la punctul de primire bila electrificată de soc ar atrage o bucată de hârtie cu această scrisoare.

În 1792, fizicianul genevan Georges Louis Lesage a descris proiectul său pentru o linie de comunicație electrică bazată pe așezarea a 24 de fire de cupru goale într-o țeavă de lut, în interiorul căreia ar fi instalate pereți despărțitori din lut glazurat sau sticlă cu găuri la fiecare 1,5...2 m pentru fire Acestea din urmă ar menține astfel un aranjament paralel fără a se atinge unul de celălalt. Potrivit unei versiuni neconfirmate, dar foarte probabile, Lesange în 1774, acasă, a efectuat mai multe experimente de succes în telegrafie conform schemei Morison - cu electrificarea bilelor de soc care atrag litere. Transmiterea unui cuvânt a durat 10...15 minute, iar frazele 2...3 ore.

Profesorul I. Beckmann din Karlsruhe scria în 1794: „Costul monstruos și alte obstacole nu vor permite niciodată să se recomande serios folosirea telegrafului electric.

Și la doar doi ani după acest notoriu „niciodată”, conform proiectului medicului spaniol Francisco Savva, inginerul militar Augustin Betancourt a construit prima linie telegrafică electrică din lume, cu o lungime de 42 km, între Madrid și Aranjuez.

Situația s-a repetat un sfert de secol mai târziu. Din 1794, mai întâi în Europa și apoi în America, așa-numitul telegraf cu semafor, inventat de inginerul francez Claude Chappe și chiar descris de Alexandre Dumas în romanul „Contele de Montecristo”, s-a răspândit. De-a lungul traseului liniei s-au construit turnuri înalte cu stâlpi ca antene moderne cu bare transversale mobile, la distanță de linie de vedere (8...10 km), a căror poziție relativă indica o literă, silabă sau chiar un cuvânt întreg. La postul de transmisie, mesajul a fost codificat, iar barele transversale au fost instalate una câte una în pozițiile cerute. Operatorii telegrafici de la stațiile ulterioare au duplicat aceste prevederi. La fiecare turn erau de serviciu doi oameni în ture: unul a primit semnalul de la stația anterioară, celălalt l-a transmis la stația următoare.

Deși acest telegraf a servit omenirii timp de mai bine de jumătate de secol, nu a satisfăcut nevoile societății de comunicare rapidă. A durat în medie 30 de minute pentru a transmite o trimitere. Inevitabil au existat întreruperi de comunicare din cauza ploii, a ceții și a viscolului. Desigur, „excentricii” au căutat mijloace de comunicare mai avansate. Fizicianul și astronomul londonez Francis Ronalds a început să efectueze experimente cu telegraful electrostatic în 1816. În grădina lui, în suburbiile Londrei, a construit o linie de 13 kilometri de 39 de fire goale, care au fost suspendate cu fire de mătase pe rame de lemn instalate la fiecare 20 m. O parte a liniei era subterană - într-un șanț de 1,2 m. adânc și lung de 150 m s-a așezat un șanț din lemn gudronat, la fundul căruia erau trecute tuburi de sticlă cu fire de cupru trecute prin ele.

În 1823, Ronalds a publicat un pamflet care prezintă rezultatele sale. Apropo, aceasta a fost prima lucrare tipărită din lume în domeniul comunicațiilor electrice. Dar când a propus autorităților sistemul său de telegraf, Amiraalitatea Britanică a declarat: „Domniile lor sunt destul de mulțumite de sistemul telegrafic existent (sistemul de semafor descris mai sus) și nu intenționează să-l înlocuiască cu altul”.

Literal, la câteva luni după descoperirea de către Oersted a efectului curentului electric asupra unui ac magnetic, ștafeta dezvoltării ulterioare a electromagnetismului a fost preluată de celebrul fizician și teoretician francez Andre Ampère, fondatorul electrodinamicii. Într-una dintre comunicările sale către Academia de Științe din octombrie 1820, el a fost primul care a prezentat ideea unui telegraf electromagnetic. „S-a confirmat posibilitatea”, a scris el, „de a face un ac magnetizat, situat la o distanță mare de baterie, să se miște folosind un fir foarte lung.” Și mai departe: „Ar fi posibil... să se transmită mesaje trimițând pe rând semnale telegrafice de-a lungul firelor corespunzătoare. În acest caz, numărul de fire și săgeți ar trebui luat egal cu numărul de litere din alfabet. La La capătul de recepție ar trebui să existe un operator care să noteze literele transmise, observând săgețile care deviază.Dacă firele de la baterie erau conectate la o tastatură, ale cărei taste erau marcate cu litere, atunci telegrafierea putea fi efectuată apăsând butonul tastele. Transmiterea fiecărei litere ar dura doar timpul necesar pentru a apăsa tastele pe de o parte și a citi scrisoarea pe celelalte părți."

Neacceptand ideea inovatoare, fizicianul englez P. Barlow a scris în 1824: „În stadiul foarte incipient al experimentelor cu electromagnetism, Ampere a propus crearea unui telegraf instantaneu folosind fire și busole. Cu toate acestea, afirmația... că ar fi posibilă. pentru a realiza acest proiect cu sârmă de până la patru mile (6,5 km) lungime. Experimentele mele au descoperit că o slăbire vizibilă a acțiunii are loc deja cu o lungime a sârmei de 200 de picioare (61 de metri), iar acest lucru m-a convins de impracticabilitatea un astfel de proiect”.

Și doar opt ani mai târziu, membru corespondent al Academiei Ruse de Științe, Pavel Lvovich Schilling, a întruchipat ideea lui Ampere într-un design real.

Inventatorul telegrafului electromagnetic, P. L. Schilling, a fost primul care a înțeles dificultatea fabricării cablurilor subterane fiabile în zorii ingineriei electrice și a propus partea de sol proiectată în 1835-1836. faceți linia telegrafică deasupra capului atârnând fir neizolat pe stâlpi de-a lungul drumului Peterhof. Acesta a fost primul proiect de linie de comunicații aeriene din lume. Dar membrii „Comitetului de examinare a telegrafului electromagnetic” guvernului au respins proiectul lui Schilling, care li s-a părut fantastic. Propunerea lui a fost primită cu exclamații neprietenoase și batjocoritoare.

Și 30 de ani mai târziu, în 1865, când lungimea liniilor telegrafice în țările europene se ridica la 150.000 km, 97% dintre acestea erau linii aeriene.

Telefon.

Invenția telefonului îi aparține unui scoțian de 29 de ani, Alexander Graham Bell. Încercările de a transmite informații sonore prin intermediul energiei electrice au fost făcute încă de la mijlocul secolului al XIX-lea. Aproape primul în 1849 - 1854. Ideea de telefonie a fost dezvoltată de mecanicul telegrafic parizian Charles Boursel. Cu toate acestea, nu și-a tradus ideea într-un dispozitiv funcțional.

Din 1873, Bell a încercat să construiască un telegraf armonic, obținând capacitatea de a transmite simultan șapte telegrame (în funcție de numărul de note dintr-o octavă) pe un fir. El a folosit șapte perechi de plăci metalice flexibile, similare cu un diapazon, fiecare pereche reglată la o frecvență diferită. În timpul experimentelor din 2 iunie 1875, capătul liber al uneia dintre plăcile de pe partea de transmisie a liniei a fost sudat la contact. Asistentul mecanic al lui Bell, Thomas Watson, încercând fără succes să rezolve problema, a înjurat, poate chiar folosind un vocabular nu în întregime normativ. Bell, care se afla într-o altă cameră și manipula plăcile de recepție, cu urechea sa sensibilă și antrenată, a captat sunetul care venea prin fir. Placa, fixată spontan la ambele capete, s-a transformat într-un fel de membrană flexibilă și, fiind deasupra polului magnetului, și-a schimbat fluxul magnetic. Ca urmare, curentul electric care intră în linie s-a schimbat în funcție de vibrațiile aerului provocate de mormăitul lui Watson. Aceasta a fost nașterea telefonului.

Dispozitivul se numea un tub Bell. Trebuia aplicat alternativ pe gură și ureche, sau să folosească două tuburi în același timp.

Radio.

La 7 mai (25 aprilie, stil vechi), 1895, a avut loc un eveniment istoric, care a fost apreciat abia câțiva ani mai târziu. La o întâlnire a departamentului de fizică al Societății Ruse de Fizico-Chimie (RFCS), profesorul clasei de ofițeri de mine, Alexander Stepanovici Popov, a vorbit cu un raport „Despre relația pulberilor metalice cu vibrațiile electrice”. În cadrul raportului A.S. Popov a demonstrat funcționarea unui dispozitiv creat de el, conceput pentru a primi și înregistra unde electromagnetice. A fost primul receptor radio din lume. El a răspuns sensibil cu un sonerie electrică la trimiterea de oscilații electromagnetice care au fost generate de vibratorul Hertz.

Schema primului receptor A. S. Popov.

Iată ce scria ziarul „Buletinul Kronstadt” la 30 aprilie (12 mai 1895) despre aceasta: Dragă profesor A.S.Popov... a combinat un dispozitiv portabil special care răspunde la vibrațiile electrice cu un clopoțel electric obișnuit și este sensibil la undele hertziene. în aer liber la o distanță de până la 30 de brazi.

Invenția radioului de către Popov a fost un rezultat natural al cercetării sale intenționate asupra oscilațiilor electromagnetice.

În 1894, în experimentele sale, A. S. Popov a început să folosească cohererul omului de știință francez E. Branly (un tub de sticlă umplut cu pilitură de metal), folosit pentru prima dată în aceste scopuri de cercetătorul englez O. Lodge, ca indicator al radiației electromagnetice. . Alexander Stepanovici a lucrat din greu pentru a crește sensibilitatea cohererului la razele hertziene și a restabili capacitatea acestuia de a se înregistra pentru noi impulsuri de radiație electromagnetică după expunerea la mesajul electromagnetic anterior. Ca urmare, Popov a ajuns la designul original al unui dispozitiv pentru recepția undelor electromagnetice, făcând astfel un pas decisiv către crearea unui sistem de transmitere și recepție a semnalelor la distanță.

De la experimentele în interiorul zidurilor Clasei Minelor, Alexander Stepanovici a trecut la experimente în aer liber. Aici a implementat o idee nouă: pentru a crește sensibilitatea, a atașat un fir subțire de cupru - o antenă - la dispozitivul de recepție. Intervalul de semnalizare de la generatorul de oscilații (vibratorul Hertz) până la dispozitivul de recepție a atins deja câteva zeci de metri. A fost un succes total.

Aceste experimente privind semnalizarea la distanta, i.e. în esență comunicații radio, au fost efectuate la începutul anului 1895. Până la sfârșitul lunii aprilie, Popov a considerat posibil să le facă publice în cadrul unei reuniuni a departamentului de fizică al Societății Federale de Chimie din Rusia. Așa că 7 mai 1895 a devenit ziua de naștere a radioului - una dintre cele mai mari invenții ale secolului al XIX-lea.

O televiziune.

Televiziunea electronică modernă a apărut în Sankt Petersburg în proiectul unui profesor de la Institutul Tehnologic, Boris Lvovich Rosing. În 1907, a depus cereri de brevet în Rusia, Germania și Anglia pentru inventarea unui dispozitiv de televiziune cu tub catodic (prototip de kinescop), iar la 9 mai 1911, a demonstrat o imagine pe un ecran de kinescop.

„...Profesorul Rosing”, a scris mai târziu V.K. Zvorykin), l-a asistat pe Rosing, iar în 1918 a emigrat în SUA, devenind un om de știință celebru în domeniul televiziunii și al electronicii medicale), „a descoperit o abordare fundamental nouă a televiziunii, cu ajutor al căruia spera să depășească limitările sistemelor mecanice de scanare...”.

Într-adevăr, în 1928-1930. În SUA și într-o serie de țări europene, difuzarea TV a început să utilizeze sisteme nu electronice, ci mecanice care au făcut posibilă transmiterea cu claritate doar a imaginilor elementare (30-48 de linii). Transmisii regulate de la Moscova conform standardului de 30 de linii, 12,5 cadre au fost efectuate pe unde medii de la 1 octombrie 1931. Echipamentul a fost dezvoltat la Institutul Electrotehnic All-Union de P. V. Shmakov și V. I. Arkhangelsky.

La începutul anilor 30, televizoarele CRT au început să apară la expozițiile străine și apoi în magazine. Cu toate acestea, claritatea imaginii a rămas slabă deoarece scanerele mecanice erau încă folosite pe partea de transmisie.

O sarcină importantă pe ordinea de zi este crearea unui sistem care acumulează energie luminoasă din imaginea transmisă. Primul care a rezolvat practic această problemă a fost V.K. Zvorykin, care a lucrat la Radio Corporation of America (RCA). A reușit să creeze, pe lângă cinescop, un tub de transmisie cu acumulare de încărcături, pe care l-a îngrămădit cu un iconoscop (în greacă, „observă imaginea”). Zworykin a realizat un raport despre dezvoltarea unui sistem TV complet electronic cu un grup de angajați, cu o claritate de aproximativ 300 de linii, la 26 iunie 1933, la conferința Societății americane de ingineri radio. Și la o lună și jumătate după aceea, a citit raportul său senzațional oamenilor de știință și inginerilor din Leningrad și Moscova.

În discursul profesorului G.V.Braude, s-a remarcat că în țara noastră A.P.Konstantinov a realizat un tub emițător cu acumulare de sarcini, similar în principiu tubului Zvorykin. A.P. Konstantinov a considerat necesar să clarifice: „În dispozitivul meu, practic, se folosește același principiu, dar dr. Zvorykin a făcut-o nemăsurat mai elegant și mai practic...”

Sateliți artificiali ai Pământului.

Pe 4 octombrie 1957, în URSS a fost lansat primul satelit artificial de pe Pământ din lume. Vehiculul de lansare a livrat satelitul pe o anumită orbită, cel mai înalt punct al căruia se află la o altitudine de aproximativ 1000 km. Acest satelit avea forma unei mingi cu diametrul de 58 cm și cântărea 83,6 kg. Era echipat cu 4 antene și 2 transmițătoare radio cu surse de alimentare. Sateliții Pământului artificial pot fi utilizați ca: stație de releu pentru televiziune, extinzând semnificativ gama de emisiuni de televiziune; radiofar de navigație.

Mic de statura...

Sistemele celulare au fost create pentru a oferi servicii de comunicații radiotelefonice fără fir în beneficiul unui număr mare de abonați (zece mii sau mai mulți într-un oraș), ele permit utilizarea foarte eficientă a resurselor de frecvență. Anul acesta va marca cea de-a 27-a aniversare a comunicațiilor celulare - este destul de mult pentru tehnologia avansată.

Sistemele de paginare sunt concepute pentru a oferi comunicare unidirecțională cu abonații prin transmiterea de mesaje scurte în formă digitală sau alfanumerică.

Linii de comunicații prin fibră optică. Infrastructura globală de informații este în construcție de mult timp. Baza sa sunt liniile de cablu cu fibră optică, care au câștigat poziții dominante în rețelele de comunicații globale în ultimul sfert de secol. Astfel de autostrăzi au încurcat deja cea mai mare parte a Pământului; trec atât prin teritoriul Rusiei, cât și prin teritoriul fostei Uniuni Sovietice. Liniile de comunicație prin fibră optică cu lățime de bandă mare asigură transmisia de semnale de toate tipurile (analogice și digitale).

Internet este o colecție mondială de rețele care conectează milioane de computere. Embrionul a fost rețeaua distribuită ARPAnet, care a fost creată la sfârșitul anilor ’60 din ordinul Departamentului de Apărare al SUA pentru a comunica între calculatoarele acestui minister. Principiile dezvoltate pentru organizarea acestei rețele s-au dovedit a fi atât de reușite încât multe alte organizații au început să-și creeze propriile rețele pe baza acelorași principii. Aceste rețele au început să fuzioneze unele cu altele, formând o singură rețea cu un spațiu de adrese comun. Această rețea a devenit cunoscută sub numele de Internet.

Referinte:

1) Revista „Radio”: 1998 Nr. 3, 1997 Nr. 7, 1998 Nr. 11, 1998 nr. 2.

2) Anuarul Radio 1985.

4) Marea Enciclopedie Sovietică.

„Această nouă dezvoltare a tehnologiei aduce posibilități nelimitate pentru bine și rău”

Este abia la inceput...

Din cele mai vechi timpuri, omenirea a căutat și a îmbunătățit mijloacele de schimb de informații. Mesajele erau transmise pe distanțe scurte prin gesturi și vorbire și pe distanțe lungi folosind focuri de tabără situate în raza vizuală unul față de celălalt. Uneori se construia un lanț de oameni între puncte și știrile erau transmise prin voce de-a lungul acestui lanț de la un punct la altul. În Africa centrală, tobele tam-tom erau utilizate pe scară largă pentru comunicarea între triburi.

Ideile despre posibilitatea transmiterii sarcinilor electrice la distanțe și implementarea comunicației telegrafice în acest mod au fost exprimate încă de la mijlocul secolului al XVIII-lea. Profesor al Universității din Leipzin Johann Winkler - el a fost cel care a îmbunătățit mașina electrostatică, propunând să frece un disc de sticlă nu cu mâinile, ci cu tampoane din mătase și piele - în 1744 scria: „Cu ajutorul unui conductor suspendat izolat este posibil să se transmită electricitate până la capătul lumii cu viteza unui glonț.” . În revista scoțiană „The Scot’s Magazine” de la 1 februarie 1753 a apărut un articol, semnat doar de C.M. pentru prima dată s-a propus să atârne între două puncte atâtea fire neizolate câte litere există în alfabet.În ambele puncte, atașați firele de suporturi de sticlă, astfel încât capetele lor să atârne în jos și să se termine cu bile de soc, sub care să se așeze litere scrise pe bucăți de hârtie la o distanță de 3-4 mm.La atingerea în punctul de transmitere de către conductorul mașinii electrostatice a capătului firului corespunzător literei cerute, la punctul de primire bila electrificată de soc ar atrage o bucată de hârtie cu această scrisoare.

În 1792, fizicianul genevan Georges Louis Lesage a descris proiectul său pentru o linie de comunicație electrică bazată pe așezarea a 24 de fire de cupru goale într-o țeavă de lut, în interiorul căreia ar fi instalate pereți despărțitori din lut glazurat sau sticlă cu găuri la fiecare 1,5...2 m pentru fire Acestea din urmă ar menține astfel un aranjament paralel fără a se atinge unul de celălalt. Potrivit unei versiuni neconfirmate, dar foarte probabile, Lesange în 1774, acasă, a efectuat mai multe experimente de succes în telegrafie conform schemei Morison - cu electrificarea bilelor de soc care atrag litere. Transmiterea unui cuvânt a durat 10...15 minute, iar frazele 2...3 ore.

Profesorul I. Beckmann din Karlsruhe scria în 1794: „Costul monstruos și alte obstacole nu vor permite niciodată să se recomande serios folosirea telegrafului electric.

Și la doar doi ani după acest notoriu „niciodată”, conform proiectului medicului spaniol Francisco Savva, inginerul militar Augustin Betancourt a construit prima linie telegrafică electrică din lume, cu o lungime de 42 km, între Madrid și Aranjuez.

Situația s-a repetat un sfert de secol mai târziu. Din 1794, mai întâi în Europa și apoi în America, așa-numitul telegraf cu semafor, inventat de inginerul francez Claude Chappe și chiar descris de Alexandre Dumas în romanul „Contele de Montecristo”, s-a răspândit. De-a lungul traseului liniei s-au construit turnuri înalte cu stâlpi ca antene moderne cu bare transversale mobile, la distanță de linie de vedere (8...10 km), a căror poziție relativă indica o literă, silabă sau chiar un cuvânt întreg. La postul de transmisie, mesajul a fost codificat, iar barele transversale au fost instalate una câte una în pozițiile cerute. Operatorii telegrafici de la stațiile ulterioare au duplicat aceste prevederi. La fiecare turn erau de serviciu doi oameni în ture: unul a primit semnalul de la stația anterioară, celălalt l-a transmis la stația următoare.

Deși acest telegraf a servit omenirii timp de mai bine de jumătate de secol, nu a satisfăcut nevoile societății de comunicare rapidă. A durat în medie 30 de minute pentru a transmite o trimitere. Inevitabil au existat întreruperi de comunicare din cauza ploii, a ceții și a viscolului. Desigur, „excentricii” au căutat mijloace de comunicare mai avansate. Fizicianul și astronomul londonez Francis Ronalds a început să efectueze experimente cu telegraful electrostatic în 1816. În grădina lui, în suburbiile Londrei, a construit o linie de 13 kilometri de 39 de fire goale, care au fost suspendate cu fire de mătase pe rame de lemn instalate la fiecare 20 m. O parte a liniei era subterană - într-un șanț de 1,2 m. adânc și lung de 150 m s-a așezat un șanț din lemn gudronat, la fundul căruia erau trecute tuburi de sticlă cu fire de cupru trecute prin ele.

În 1823, Ronalds a publicat un pamflet care prezintă rezultatele sale. Apropo, aceasta a fost prima lucrare tipărită din lume în domeniul comunicațiilor electrice. Dar când a propus autorităților sistemul său de telegraf, Amiraalitatea Britanică a declarat: „Domniile lor sunt destul de mulțumite de sistemul telegrafic existent (sistemul de semafor descris mai sus) și nu intenționează să-l înlocuiască cu altul”.

Literal, la câteva luni după descoperirea de către Oersted a efectului curentului electric asupra unui ac magnetic, ștafeta dezvoltării ulterioare a electromagnetismului a fost preluată de celebrul fizician și teoretician francez Andre Ampère, fondatorul electrodinamicii. Într-una dintre comunicările sale către Academia de Științe din octombrie 1820, el a fost primul care a prezentat ideea unui telegraf electromagnetic. „S-a confirmat posibilitatea”, a scris el, „de a face un ac magnetizat, situat la o distanță mare de baterie, să se miște folosind un fir foarte lung.” Și mai departe: „Ar fi posibil... să se transmită mesaje trimițând pe rând semnale telegrafice de-a lungul firelor corespunzătoare. În acest caz, numărul de fire și săgeți ar trebui luat egal cu numărul de litere din alfabet. La La capătul de recepție ar trebui să existe un operator care să noteze literele transmise, observând săgețile care deviază.Dacă firele de la baterie erau conectate la o tastatură, ale cărei taste erau marcate cu litere, atunci telegrafierea putea fi efectuată apăsând butonul tastele. Transmiterea fiecărei litere ar dura doar timpul necesar pentru a apăsa tastele pe de o parte și a citi scrisoarea pe celelalte părți."

Neacceptand ideea inovatoare, fizicianul englez P. Barlow a scris în 1824: „În stadiul foarte incipient al experimentelor cu electromagnetism, Ampere a propus crearea unui telegraf instantaneu folosind fire și busole. Cu toate acestea, afirmația... că ar fi posibilă. pentru a realiza acest proiect cu sârmă de până la patru mile (6,5 km) lungime. Experimentele mele au descoperit că o slăbire vizibilă a acțiunii are loc deja cu o lungime a sârmei de 200 de picioare (61 de metri), iar acest lucru m-a convins de impracticabilitatea un astfel de proiect”.

Și doar opt ani mai târziu, membru corespondent al Academiei Ruse de Științe, Pavel Lvovich Schilling, a întruchipat ideea lui Ampere într-un design real.

Inventatorul telegrafului electromagnetic, P. L. Schilling, a fost primul care a înțeles dificultatea fabricării cablurilor subterane fiabile în zorii ingineriei electrice și a propus partea de sol proiectată în 1835-1836. faceți linia telegrafică deasupra capului atârnând fir neizolat pe stâlpi de-a lungul drumului Peterhof. Acesta a fost primul proiect de linie de comunicații aeriene din lume. Dar membrii „Comitetului de examinare a telegrafului electromagnetic” guvernului au respins proiectul lui Schilling, care li s-a părut fantastic. Propunerea lui a fost primită cu exclamații neprietenoase și batjocoritoare.

Și 30 de ani mai târziu, în 1865, când lungimea liniilor telegrafice în țările europene se ridica la 150.000 km, 97% dintre acestea erau linii aeriene.

Telefon.

Invenția telefonului îi aparține unui scoțian de 29 de ani, Alexander Graham Bell. Încercările de a transmite informații sonore prin intermediul energiei electrice au fost făcute încă de la mijlocul secolului al XIX-lea. Aproape primul în 1849 - 1854. Ideea de telefonie a fost dezvoltată de mecanicul telegrafic parizian Charles Boursel. Cu toate acestea, nu și-a tradus ideea într-un dispozitiv funcțional.

Din 1873, Bell a încercat să construiască un telegraf armonic, obținând capacitatea de a transmite simultan șapte telegrame (în funcție de numărul de note dintr-o octavă) pe un fir. El a folosit șapte perechi de plăci metalice flexibile, similare cu un diapazon, fiecare pereche reglată la o frecvență diferită. În timpul experimentelor din 2 iunie 1875, capătul liber al uneia dintre plăcile de pe partea de transmisie a liniei a fost sudat la contact. Asistentul mecanic al lui Bell, Thomas Watson, încercând fără succes să rezolve problema, a înjurat, poate chiar folosind un vocabular nu în întregime normativ. Bell, care se afla într-o altă cameră și manipula plăcile de recepție, cu urechea sa sensibilă și antrenată, a captat sunetul care venea prin fir. Placa, fixată spontan la ambele capete, s-a transformat într-un fel de membrană flexibilă și, fiind deasupra polului magnetului, și-a schimbat fluxul magnetic. Ca urmare, curentul electric care intră în linie s-a schimbat în funcție de vibrațiile aerului provocate de mormăitul lui Watson. Aceasta a fost nașterea telefonului.

Dispozitivul se numea un tub Bell. Trebuia aplicat alternativ pe gură și ureche, sau să folosească două tuburi în același timp.

Radio.

La 7 mai (25 aprilie, stil vechi), 1895, a avut loc un eveniment istoric, care a fost apreciat abia câțiva ani mai târziu. La o întâlnire a departamentului de fizică al Societății Ruse de Fizico-Chimie (RFCS), profesorul clasei de ofițeri de mine, Alexander Stepanovici Popov, a vorbit cu un raport „Despre relația pulberilor metalice cu vibrațiile electrice”. În cadrul raportului A.S. Popov a demonstrat funcționarea unui dispozitiv creat de el, conceput pentru a primi și înregistra unde electromagnetice. A fost primul receptor radio din lume. El a răspuns sensibil cu un sonerie electrică la trimiterea de oscilații electromagnetice care au fost generate de vibratorul Hertz.

Mijloacele tehnice utilizate pentru a furniza informații includ o varietate de comunicări. Ele presupun utilizarea de faxuri, telefoane, calculatoare dotate cu modemuri etc. Toate aceste dispozitive fac posibilă organizarea diferitelor tipuri de comunicare. Utilizatorul nu cunoaște metodele utilizate pentru implementarea sesiunii.

Tipurile tradiționale de comunicare sunt împărțite în:

Poștă (care poartă informații grafice și alfanumerice);

Telefoane (transmite vorbire);

Telegraf (conceput pentru a transporta mesaje alfanumerice);

Facsimil (facilitarea transmiterii de informații grafice și alfanumerice);

Releu radio și tipuri de comunicații prin satelit.

În acest caz, acestea pot fi prin cablu (telegraf, telefon etc.), precum și wireless. În cel de-al doilea tip de comunicare, la rândul său, sunt clasificate grupuri separate (radio, releu radio și transmisie vocală, de exemplu, este posibilă prin aproape oricare dintre aceste tipuri.

Tipurile moderne de comunicare sunt împărțite în:

Telefon;

Telefonie pe calculator;

Radiotelefon;

Sisteme de comunicații celulare radiotelefonice;

Sisteme incluse în standardul Wi-Fi.

Acest tip de comunicare, precum telefonul, este cel mai utilizat și răspândit. Este folosit nu numai pentru contactele între oameni, ci și pentru întreprinderi, clădiri administrative, precum și pentru desfășurarea de activități financiare și economice. În funcție de tipul de utilizare a telefonului, comunicarea este împărțită în două tipuri principale:

Pentru uz general (internațional, interurban și oraș);

Intern, aplicat în cadrul unei singure organizații.

În tehnologia de telefonie computerizată, rolul principal este jucat.Utilizarea acestui tip de comunicare ajută la accelerarea semnificativă a procesului de management operațional al unei întreprinderi, sporind în același timp calitatea și eficiența administrației cu o sumă minimă de costuri. Utilizarea tehnologiilor informatice moderne face posibilă reducerea sumei de bani cheltuite pentru negocieri la distanță și internaționale.

Tipuri de comunicații precum radiotelefonia folosesc sisteme fără fir în procesul de transmitere a informațiilor. Acest lucru vă permite să reduceți semnificativ costurile de instalare a comunicațiilor costisitoare și întreținerea ulterioară a acestora. Acest tip de comunicare este foarte mobil și poate fi organizat rapid în orice locație. În prezent, radiotelefonia este o alternativă excelentă la telefonia prin cablu.

Motivul apariției comunicațiilor celulare este necesitatea creării unei rețele extinse de comunicații mobile radiotelefonice. În prezent, această metodă de transmitere a informațiilor este folosită în peste o sută patruzeci de țări de pe toate continentele.

Tehnologiile wireless moderne includ Wi-Fi. Principiul transferului de informații în acest tip de comunicare se bazează pe conectarea unui număr de calculatoare într-o rețea sau conectarea acestora la Internet.