Телеграфний зв'язок: історія винаходу, принцип роботи, переваги і недоліки

361 0 Новини високих технологій

Телеграфний зв'язок використовується для передачі інформації по проводах, радіолініях і іншим каналам зв'язку. З давніх часів люди намагалися передавати інформацію на відстані. Потерпілі крах моряки розпалювали багаття. Воїни, які бачили ворога на кордонах своїх земель, сповіщали про це командирів димом від вогню. Під час біди різні народи били в бубни, барабани, щоб повідомити про небезпеку. Розвиток телеграфу почалося у XVIII столітті.

Оптичний телеграф

Перший оптичний телеграф передавав інформацію з допомогою світла. Винахідником телеграфного апарата був механік з Франції Клод Шаппа в 1792 році. Через два роки телеграф завоював популярність в Європі, почалося активне будівництво ліній зв'язку. Вважається, що Наполеон здобув ряд перемог завдяки новому винаходу. Передача наказів між великими містами становила 10 хвилин.


Перший телеграф складався з трьох планок, які займали певне положення. Всього таких знаків було 196. Вони позначали літери, знаки пунктуації і деякі слова. Одержувачі сигналу використовували підзорну трубу. Система дозволяла передавати 2 слова у хвилину на значні відстані.
Телеграфний зв'язок: історія винаходу, принцип роботи, переваги і недоліки
Учень винахідника Шаппа удосконалив оптичний прилад. Основна відмінність - можливість працювати вночі. Планки займали 8 різних положень, у яких кодували не тільки букви, слова, але й окремі фрази. Система кодування зазнала змін, видавалися довідники для розшифровки сигналів. Швидкість передачі інформації збільшилася. Оптичний телеграф мав ряд переваг перед іншими засобами зв'язку, використовуваними раніше:
  • точність сигналу;
  • відсутність палива;
  • швидкість передачі інформації.
  • Система мала недоліки:
  • залежність від погодних умов;
  • побудова точок кожні 30 км;
  • наявність операторів.
  • У 1824 році в Росії побудована перша телеграфна лінія між Петербургом і Шліссельбургом. Використовувалася для передачі інформації про судноплавство на річці Неві. У 1833 році відкрили другу лінію. У 1839 році з'явилася остання лінія оптичного телеграфу в Росії протяжністю 1200 км, що зробило її найдовшою в світі. Передача сигналу з Петербурга до Варшави становила не більш півгодини.


    Користь від телеграфу була, але використовувати оптичну телеграфний зв'язок в комерційних цілях було не вигідно. Так тривало до тих пір, поки не винайшли електричний апарат.

    Телеграф Земмеринга

    Оптичний телеграф дозволяв передавати інформацію по території Європи, але між континентами користувалися морський поштою. Вчені билися над створенням електричного телеграфу. Перший зразок такого винаходу був представлений в 1809 році вченим Самуелем Томасом Земмерингом. Їм було помічено, що при проходженні електричного струму через електроліт виділялися бульбашки газу. Струм міг розкласти воду на кисень і водень. Це і лягло в основу телеграфу, який називали електрохімічним. Електричний телеграф мав дроти, подцепленные до кожної букви алфавіту. Перед початком відправлення повідомлення спрацьовував будильник на приймаючій стороні. Після того як оператор був готовий до прийому сигналу, що відправляє особливим чином отсоединял дроти, щоб струм пройшов через всі букви, які були присутні в телеграмі.
    Пізніше даний апарат спростив Швейгер, зменшивши кількість проводів до двох. Він змінив тривалість струму для кожної літери. Працювати з електрохімічним апаратом було складно. Відправка і прийом символів відбувалися повільно, а спостереження за бульбашками газу було стомлюючим. Широкого застосування винахід не отримало.
    Телеграфний зв'язок: історія винаходу, принцип роботи, переваги і недоліки
    У 1820 році Швейгер винайшов гальваноскоп, завдяки якому вивчалася взаємодія струму і магнітних полів. У 1833 році вченим Нервандером був спроектований гальванометр. На основі відхилення стрілки оцінювалася сила струму. Ці винаходи лягли в основу електромагнітного телеграфу. Сигнал змінювався в залежності від сили струму.

    Електромагнітний апарат

    Перший апарат для передачі даних, заснований на дії електромагнітних полів, створив російський барон Павло Львович Шилінг. Телеграф він продемонстрував на зустрічі випробувачів в 1835 році. Прилад для передачі даних складався з клавіатури, що замикає ланцюг. Кожній букві алфавіту відповідала особлива комбінація клавіш. Перед початком відправки повідомлення на приймаючій стороні спрацьовував будильник. Прилад складався з 7 проводів, 6 з яких використовувалися для сигналу. Один дріт був потрібний для виклику оператора. Зворотним провідником служила земля. Сам апарат був громіздким і не застосовувався масово. Телеграфом Шилінга зацікавився англійський винахідник Уільям Кук. Через два роки прилад вдосконалили, але використовувати широко не стали. Оператору потрібно на око вловлювати коливання гальванометра, що призводило до помилок і швидкому стомленню. Також неможливо було встигнути записувати отриману інформацію, тому про достовірності мови не йшло.
    Найдовша лінія з електромагнітним телеграфом була побудована у Мюнхені і становила довжину 5 км. Вчений Штейнгель проводив досліди і з'ясував, що для передачі даних зворотний провід не потрібно. Достатньо заземлити кабель. На одній станції заземляли позитивний полюс батареї, а на інший - негативний. Деякий час електромагнітний апарат користувався для передачі повідомлень на великі відстані. Але для розвитку телеграфного зв'язку потрібний прилад, здатний записувати отриману інформацію. Над цим продовжували працювати винахідники всього світу.

    Телеграф Морзе

    Художник Семюель Морзе був першим винахідником, хто створив телеграф на основі азбуки Морзе. Під час подорожі до Америки він познайомився з электромагнетизмом. Прилад для передачі даних на відстань зацікавив художника, у нього народилася ідея створити апарат, який буде заносити дані на папір.
    Телеграфний зв'язок: історія винаходу, принцип роботи, переваги і недоліки
    Винахід побачило світ через кілька років. Незважаючи на те що проект відразу виникло в голові Семюеля Морзе, телеграф швидко створити не вдавалося. В Англії не було електричних приладів, потрібні запчастини доводилося везти здалеку або створювати самому. У Морзе були соратники, які допомагали у зборі телеграфу.

    За задумом Семюеля новий телеграфний апарат повинен був передавати інформацію у вигляді крапок і тире. Код Морзе був вже відомий світу. Саме перше розчарування спіткало винахідника під час створення ізольованого дроту. Намагнічування було недостатнім, довелося продовжити експеримент. Вивчаючи літературу відомих вчених, Морзе виправив помилки і досяг перших успіхів. Прилад під дією електромагнітного струму розгойдував маятник. Прив'язаний олівець креслив на папері задані знаки. Для телеграфного зв'язку досягнення Семюеля було величезним проривом. Під час експерименту з'ясувалося, що електромагнітного поля вистачає на невеликі відстані, значить, прилад марний для передачі інформації між містами. Морзе розробив електромагнітне реле, яке реагувало на незначні відхилення струму, що надходив по проводах. При кожному символі замикалось реле, і струм надходив на пишучий прилад. Закінчення роботи над основними частинами приладу відбулося в 1837 році. Але уряду нова розробка була не цікава. Більше 6 років пішло у Морзе, щоб отримати фінансування на проведення телеграфної лінії довжиною 64 км. При цьому знову з'явилися складнощі. З'ясувалося, що вогкість робить згубний вплив на дроти. Лінію стали вести над землею. У 1844 році була відправлена перша в світі телеграма з використанням коду Морзе. Через 4 роки телеграфні стовпи з'явилися в багатьох штатах США, а потім і в інших країнах.

    Пишучий прилад телеграфу Морзе

    Загальну популярність телеграф Морзе отримав завдяки простоті. Основною частиною апарату був телеграфний ключ, а у приймаючої сторони - пишучий прилад. Ключ складався з металевого важеля, який обертався навколо осі. При надходженні телеграми, він замикався таким чином, щоб струм йшов на пишучий прилад. Оператор, який надсилав телеграму, замикав телеграфний ключ. Натискав один раз - йшов короткий сигнал, довго тримав - сигнал приходив довгий.
    Пишучий прилад перетворював сигнали у вигляді крапок і тире. Азбука Морзе стала популярною, але перетворювати шифр могли тільки професіонали, знайомі з кодом Морзе. Щоб виключити цей недолік, вчені почали розробляти телеграфи, здатні перетворювати інформацію в літери. На основі телеграфу Морзе в 1855 році винахідник Юз створив апарат, який мав 28 клавіш і міг надрукувати 52 літери та символу.

    Розвиток телеграфу

    Перший апарат, здатний записувати літери, приводився в рух гирею вагою 60 кг Електричний струм миттєво доходив до приймаючої сторони, де прилад піднімав папір, що рухається з постійною швидкістю, до потрібної літери. Таким чином на папері віддруковується повідомлення. Незважаючи на деякі складності, повідомлення відправлялися і приймалися швидко. Навчати операторів було легко.
    Телеграфний зв'язок: історія винаходу, принцип роботи, переваги і недоліки
    Перша телеграфна лінія між Петербургом і Варшавою проіснувала недовго. Оптичний телеграф був незручний, повільний і дорогий. У 1852 році в Росії побудована перша телеграфна лінія між Москвою і Петербургом на основі електромагнітів. У 1854 році оптична лінія припинила своє існування. Після появи приладу телеграфний зв'язок Морзе почала активно розвиватися. Перші апарати могли тільки передавати або приймати сигнал, потім ці дії відбувалися одночасно. Така схема обробки даних була запропонована російським винахідником Слонімським. Сигнали не змішувалися, але потрібно дотримуватися дві умови: апарати повинні завжди бути на зв'язку і не впливати один на одного при передачі. У 1872 році під Франції Жан-Моріс Бодо створює телеграф, який здатний одночасно відправляти і приймати кілька повідомлень. Швидкість надсилання інформації збільшилася в рази. При цьому апарат працював на основі телеграфу Юза, який відправляв і отримував повідомлення, минаючи код Морзе. Через два роки апарат вдосконалили. Його пропускна здатність становила 360 знаків в хвилину. Трохи пізніше швидкість збільшилася ще в 25 рази. Масове застосування у Франції телеграфу Бодо почалося в 1877 році. Також Бодо створив телеграфний код, який в подальшому отримав назву Міжнародний телеграфний код № 1. В цей же час прокладали перші підводні лінії. Так, з'явилася телеграфний зв'язок між Францією і Англією, Англією і Голландією та іншими країнами. У 1855 році проклали перший підводний кабель між Англією і США, але в 1858 році обірвався кабель. Відновили його через кілька років. Розвиток телеграфного зв'язку тривало стрімко. Новини між континентами та країнами передавалися протягом декількох годин або хвилин. У 1930 році був винайдений телеграф з дисковим набирателем. Таким чином виходило швидко ідентифікувати одержувача і прискорити процес з'єднання з ним. В цей же час в Англії та Німеччині з'являються перші оператори телеграфного зв'язку TELEXS. З 50-х років XX століття передавати за допомогою телеграфу стали не тільки букви, але і картинки. По суті, це були перші факси. Особливою популярністю фототелеграфы користувалися у журналістів. Новини з інших країн і фотографії передавалися швидко і тут же друкувалися в газетах. При цьому крім телеграфу розвивалася телефонний та факсимільний зв'язок. Більша частина розробок велася для передачі інформації на латинською мовою. У 1963 році в СРСР придумали новий телеграфний код, який включав в себе літери російського алфавіту, латиницю та цифри. Але при цьому не були задіяні російські букви Е, Ч Ъ. Замість Ч писали цифру 4. Такий код використовувався на перших мобільних телефонах в Росії. З розвитком у 80-х роках факсимільного зв'язку телеграф почав здавати свої позиції. Незважаючи на те що зв'язок об'єднувала більше 100 країн світу, можливість відправити не тільки коротке послання, але і іншу інформацію зацікавила людей. Зручні апарати для передачі факсу змінили життя телеграфу.
    Телеграфний зв'язок: історія винаходу, принцип роботи, переваги і недоліки
    У XXI столітті деякі країни відмовилися від назовсім телеграфного зв'язку. У 2004 році телеграф припинив існувати в Нідерландах, трохи пізніше - у США, в 2013 році відмовилася від нього Індія. У Росії телеграфний зв'язок ще існує. Це пов'язано з віддаленістю окремих регіонів і великою площею країни. Інтернет та інші засоби передачі інформації з'явилися завдяки телеграфу і знищили його.

    Бездротовий телеграф

    Засновником бездротового телеграфу став російський вчений Олександр Степанович Попов. Вперше він був представлений на зустрічі фізико-хімічного товариства. Прилад міг передавати інформацію на основі радіохвиль. Через два роки бездротовий прилад був випробуваний в реальних умовах. Перша радиотелеграмма була відправлена з берега на морський корабель. Трохи пізніше прилад був вдосконалений і передавав сигнали за допомогою коду Морзе. Таким чином, зв'язок через телеграф стала доступна не тільки на суші, але і на воді. Радіохвилі лежать в основі радіо - і телефонного зв'язку. Перше випробування серйозними умовами бездротовий телеграф пройшов на військово-морській базі. Морський корабель "Генерал-адмірал Апраксин" біля берегів фінської затоки сів на мілину. Завдяки радіозв'язку інформація надійшла в штаб. Під керівництвом А. С. Попова пройшла рятувальна операція. Вчений при цьому відповідав за працездатність зв'язку. Криголам Єрмак зміг звільнити корабель, який майже 4 місяці пробув на льоду. Підривники і капітан криголама мали постійний зв'язок, тому операція пройшла успішно. Врятувався корабель брав участь у військових битвах у 1904-1905 роках. Засновником радіозв'язку в Росії вважається А. С. Попов, в цей же час англієць Марконі створив радіоприймач і отримав на нього патент. Варто відзначити, що його прилад дуже скидався на винахід Попова, опис якого кілька разів друкувався у відомих журналах.

    Принцип роботи

    Повідомлення телеграфного зв'язку передаються з певною швидкістю. За одиницю швидкості телеграфування взяли Бод. Вона визначає кількість переданих телеграфних посилок за 1 с.
    Телеграфний зв'язок: історія винаходу, принцип роботи, переваги і недоліки
    Принцип роботи телеграфного зв'язку заснований на дії електромагніта, по якому протікає струм. Енергія електричного поля перетворюється в механічну. Струм протікає по обмотці з'являється магнітне поле, яке притягує якір. Сердечник, з'єднавшись з якорем обертається навколо своєї осі. Якщо струм не надходить, то магнітне поле зникає, і якір повертається у вихідну позицію. Лінійне реле може використовуватися для підвищення надійності апарату. У цьому випадку він реагує на найменше коливання. Для передачі кодової інформації може використовуватися постійний або змінний струм. Якщо струм постійний, то посилка може передаватися одно - або двополюсним способом. При появі в лінії струму одного напрямку говорять про однополюсної передачі даних. Якщо при передачі повідомлення відбувається подача струму одного напрямку, а при паузі - іншого, то працює двополюсний спосіб. Синхронний метод працює за умови одночасної передачі і отримання інформації. Стартостопный метод має три виду відправлення - сама інформація, старт і стоп. Передача здійснюється циклами, які починаються після подачі сигналу "старт" і закінчується при появі сигналу "стоп". Постійний струм не використовують на далекі відстані. Для збільшення відстані силу струму роблять більше або підключають імпульсну трансляцію. Але у цих способів є недоліки. Збільшити силу струму не завжди виходить з-за технічних зволікань. А імпульсна передача може спотворювати інформацію. Найбільше застосування отримала частотне телеграфирование. Змінний струм дозволяє відправляти інформацію без обмеження по дальності. Збільшується кількість одночасно переданих телеграм. Під дальністю телеграфного зв'язку розуміють максимальну відстань, при якому не відбувається спотворення інформації і не потрібна проміжна станція. Телеграф використовується для передачі повідомлень між різними абонентами. Передача може здійснюватися через оператора чи самостійно, якщо абонент включений в телеграфний зв'язок.
    Телеграфний зв'язок: історія винаходу, принцип роботи, переваги і недоліки

    Переваги

    Після появи телеграфу та масової популярності перед простими обивателями виднілися тільки позитивні сторони зв'язку. Порівняно з іншими засобами комунікації, телеграф володіє перевагами. З цих причин він досі живий у Росії і користується популярністю в державних установах та у віддалених регіонах, де провести Інтернет не представляється можливим. Характеристика телеграфного зв'язку:
  • координація дій служб поліції;
  • організація розшукових заходів;
  • прийом повідомлень від громадян;
  • прийом інформації на об'єкті позавідомчої охорони;
  • передача документальної інформації;
  • власна зв'язок на державних і приватних підприємствах.
  • Основними позитивними якостями телеграфу є:
  • Документування прийому і вихідної інформації.
  • Висока завадостійкість.
  • Можливість відправити завірену телеграму.
  • Достовірність і якість передачі.
  • Телеграма доходить до адресата.
  • Мінімальний час передачі.
  • Складно проникнути в локальну телеграфну лінію, тому затребуване в держструктурах.
  • Телеграфний апарат може записувати повідомлення або факс без допомоги оператора.
  • Недоліки

    Недоліки телеграфного зв'язку, які особливо помітні після появи інших засобів зв'язку:
  • Інформація може бути недостовірною, якщо оператор, який набирає текст, припустився помилки.
  • До інформації мають доступ працівники, які займаються відправленням або прийомом телеграми.
  • Доставка до адресата здійснюється працівниками пошти, це збільшує час отримання повідомлення.
  • Не можна відправити інформацію в країни, де телеграф був ліквідований.
  • Телеграфний зв'язок знижує своє колишнє значення. З появою Інтернету, персональних комп'ютерів, смартфонів з'явилася безліч інших способів відправити повідомлення. Телеграф втрачає свою актуальність.

    Популярі новини
    Загрузка...