Развитие Р‘РР­Рђ Рё средств передачи информации

 

Каждое из направлений развития техники передачи сообщений (телеграфия, телефония, телевидение, звуковое вещание и т.д.) и устройств для их приёма (телеграфные аппараты, телефоны, телевизоры, радиоприёмники и т.д.) имеет свою историю изобретения, создания и эксплуатации. Известны имена многих изобретателей, но в ряде случаев трудно приписать кому-либо одному первенство в изобретении тех или иных технических средств передачи и приёма сообщений. Целесообразно отметить лишь наиболее выдающиеся вехи в развитии этих областей техники [5].

В 1792 году была построена (французские изобретатели братья К. и И. Шапп) первая линия семафорной передачи сигналов, связавшая Париж и Лилль (225 км). Сигнал проходил весь путь за 2 мин. Прибор для передачи сообщений назывался «тахиграф» (буквально «скорописатель»), а позже – «телеграф». Телеграф Шаппа был широко распространен в 19 веке. В 1839–1854 годах действовала самая длинная в мире линия оптического телеграфа Петербург – Варшава (149 станций, 1200 км). По ней телеграмма, содержащая 100 сигналов-символов, передавалась за 35 мин.

Оптический телеграф различных конструкций был РІ эксплуатации около 60 лет, хотя РёР·-Р·Р° погодных условий РЅРµ обеспечивал высокую надёжность Рё достоверность. Открытия РІ области электричества способствовали тому, что постепенно телеграф РёР· оптического превращался РІ электрический. Р’ 1832 РіРѕРґСѓ СЂСѓСЃСЃРєРёР№ ученый Рџ.Р›. Шиллинг продемонстрировал РІ Петербурге первый РІ РјРёСЂРµ практически пригодный электромагнитный телеграф. Первые подобные линии СЃРІСЏР·Рё обеспечивали передачу 30 слов РІ минуту. Существенный вклад РІ эту область внесли американский изобретатель РЎ. РњРѕСЂР·Рµ (РІ 1837 РіРѕРґСѓ предложил РєРѕРґ – азбуку РњРѕСЂР·Рµ), СЂСѓСЃСЃРєРёР№ ученый Р‘. РЎ. РЇРєРѕР±Рё (РІ 1839 РіРѕРґСѓ предложил буквопечатающий аппарат, РІ 1840 РіРѕРґСѓ – электрохимический СЃРїРѕСЃРѕР± записи), английский физик Р”. Юз (РІ 1855 разработал оригинальный вариант электромеханического буквопечатающего аппарата), немецкий электротехник Рё предприниматель Р­. Сименс (РІ 1844 РіРѕРґСѓ усовершенствовал аппарат Р‘.РЎ. РЇРєРѕР±Рё), французский изобретатель Р–. Бодо (РІ 1874 РіРѕРґСѓ предложил метод передачи нескольких сигналов РїРѕ РѕРґРЅРѕР№ физической линии – временное уплотнение; РІ честь заслуг Бодо РІ 1927 РіРѕРґСѓ его именем названа единица скорости телеграфирования – Р±РѕРґ), итальянский физик Дж. Казелли (РІ 1856 РіРѕРґСѓ предложил СЃРїРѕСЃРѕР± фототелеграфирования Рё осуществил его РІ РРѕСЃСЃРёРё РІ 1866 РіРѕРґСѓ РЅР° линии Петербург – РњРѕСЃРєРІР°). Р’ этом же РіРѕРґСѓ была завершена работа РїРѕ прокладке первого кабеля через Атлантический океан. Впоследствии РІСЃРµ материки были соединены несколькими подводными линиями СЃРІСЏР·Рё, РІ том числе РЅР° волоконно-оптическом кабеле.

Р’ 1876 РіРѕРґСѓ американский изобретатель Рђ.Р“. Белл получил патент РЅР° первый практически пригодный телефонный аппарат, Р° РІ 1878 РіРѕРґСѓ РІ РќСЊСЋ-Хейвене (РЎРЁРђ) была введена первая телефонная станция. Р’ РРѕСЃСЃРёРё первые РіРѕСЂРѕРґСЃРєРёРµ телефонные станции появились РІ 1882 РіРѕРґСѓ РІ Петербурге, РњРѕСЃРєРІРµ, Одессе Рё РРёРіРµ. Автоматическая телефонная станция (РђРўРЎ) СЃ шаговым искателем создана РІ 1896 РіРѕРґСѓ РІ Рі. Огаста (РЎРЁРђ). Р’ 1940-С… годах были созданы координатные РђРўРЎ, РІ 1960-С… – квазиэлектронные, Р° РІ 1970-С… появились первые образцы электронных РђРўРЎ. Изобретение усилителя электрических сигналов (РІ 1915 РіРѕРґСѓ СЂСѓСЃСЃРєРёРј инженером Р’.И. Коваленковым) позволило увеличить дальность телефонной СЃРІСЏР·Рё благодаря использованию промежуточных усилителей. Рљ 1940-Рј годам были разработаны высокоселективные электрические фильтры, модуляторы, что открыло путь Рє созданию многоканальных систем передачи СЃ частотным разделением каналов (РґРѕ 10 тысяч Рё более), СЃ использованием кабельных, радиорелейных Рё спутниковых линий СЃРІСЏР·Рё. Р’ 1960-С… годах появились первые цифровые многоканальные системы передачи. Номенклатура РёС… довольно обширна: РѕС‚ ИКМ 15 РґРѕ ИКМ 1920.

Развитие телефонии способствовало введению РїСЂРѕРІРѕРґРЅРѕРіРѕ вещания, РІ котором звуковые программы передаются РїРѕ отдельным РѕС‚ телефонных проводам. Однопрограммное РїСЂРѕРІРѕРґРЅРѕРµ вещание впервые было начато РІ РњРѕСЃРєРІРµ РІ 1925 РіРѕРґСѓ введением узла мощностью 40 Р’С‚, обслуживавшего 50 громкоговорителей, установленных РЅР° улицах. РЎ 1962 РіРѕРґР° внедряется 3-С… программное РїСЂРѕРІРѕРґРЅРѕРµ вещание, РІ котором РґРІРµ дополнительные программы передаются одновременно СЃ первой методом амплитудной модуляции колебаний несущих СЃ частотами 78 Рё 120 кГц. Ведутся опытные передачи дополнительных программ РїРѕ телефонным сетям. Р—Р° рубежом (Германия, Австрия, Италия, Швейцария) системы многопрограммного РїСЂРѕРІРѕРґРЅРѕРіРѕ вещания созданы РІ 1930-С… годах РїРѕ телефонным сетям.

РЎ изобретения радио Рё беспроволочного телеграфа началось использование электромагнитных волн РІСЃРµ более высоких частот для передачи сообщений. Это послужило толчком для организации радиовещания Рё появления радиовещательных приемников – первых бытовых радиоэлектронных аппаратов. Первые радиовещательные передачи начаты РІ 1919–1920-С… годах РёР· Нижегородской радиолаборатории Рё СЃ опытных радиовещательных станций РњРѕСЃРєРІС‹, Казани Рё РґСЂСѓРіРёС… РіРѕСЂРѕРґРѕРІ. Рљ этому же времени относится начало регулярных передач радиовещания РІ 1920 РіРѕРґСѓ РІ РЎРЁРђ Рё Западной Европе, РІ 1922 РіРѕРґСѓ – РІ Лондоне Рё РІ 1924 РіРѕРґСѓ – РІ РњРѕСЃРєРІРµ. Регулярное вещание РњРѕСЃРєРѕРІСЃРєРѕРіРѕ радио РЅР° зарубежные страны началось СЃ 1929 РіРѕРґР° РЅР° длинных, средних Рё коротких волнах методом амплитудной модуляции (РђРњ) СЃ РґРІСѓРјСЏ боковыми полосами Рё РІ РЈРљР’ диапазоне методом частотной модуляции (ЧМ). Р’ последние РіРѕРґС‹ РІ СЃРІСЏР·Рё СЃ теснотой РІ эфире начат постепенный переход Рє радиовещанию СЃ однополосной модуляцией. Ведутся исследования РІ области цифрового радиовещания, часть программ Р·РІСѓРєРѕРІРѕРіРѕ вещания СЃРѕ спутников передается РІ цифровом РІРёРґРµ.

Р’ 1877–1880 годах предложены первые проекты систем механического телевидения Рњ. Санлеком (Франция), РґРµ Пайва (Португалия) Рё Рџ.И. Бахметьевым (РРѕСЃСЃРёСЏ). Созданию телевидения способствовали открытия РјРЅРѕРіРёС… учёных Рё исследователей. Рђ.Р“. Столетов установил РІ 1888–1890 годах основные закономерности фотоэффекта. Рљ. Браун (Германия) изобрел РІ 1897 РіРѕРґСѓ электронно-лучевую трубку, Ли РґРµ Форест (РЎРЁРђ) создал РІ 1906 РіРѕРґСѓ трёхэлектродную лампу, существенный вклад внесли также Дж. Берд (Англия), Р§.Р¤. Дженкинс (РЎРЁРђ) Рё Р›.РЎ. Термен (РЎРЎРЎР), осуществившие первые проекты систем телевидения СЃ механической разверткой РІ течение 1925–1926 РіРѕРґРѕРІ. Началом РўР’-вещания РІ стране РїРѕ системе механического телевидения СЃ РґРёСЃРєРѕРј РќРёРїРєРѕРІР° (30 строк Рё 125 кадров/СЃ) считается 1931 РіРѕРґ. Р’РІРёРґСѓ СѓР·РєРѕР№ полосы частот, занимаемой сигналом этой системы, сигнал передавался СЃ помощью радиовещательных станций РІ диапазонах длинных Рё средних волн. Первые опыты РїРѕ системе электронного телевидения были проведены РІ 1911 РіРѕРґСѓ СЂСѓСЃСЃРєРёРј ученым Р‘.Р›. РРѕР·РёРЅРіРѕРј. Существенный вклад РІ становление электронного телевидения внесли также Рђ.Рђ. Чернышёв, Р§.Р¤. Дженкинс, Рђ.Рџ. Константинов, РЎ.И. Катаев, Р’.Рљ. Зворыкин, Рџ.Р’. Шмаков, Рџ.Р’. Тимофеев Рё Р“.Р’. Брауде, предложившие оригинальные проекты различных передающих трубок. Это позволило создать РІ 1937 РіРѕРґСѓ первые РІ стране телецентры – РІ Ленинграде (РЅР° 240 строк) Рё РњРѕСЃРєРІРµ (РЅР° 343 строки, Р° СЃ 1941 Рі. – РЅР° 441 строку). РЎ 1948 РіРѕРґР° начато вещание РїРѕ системе электронного телевидения СЃ разложением РЅР° 625 строк Рё 50 полей/СЃ, С‚.Рµ. РїРѕ стандарту, который РїСЂРёРЅСЏС‚ сейчас большинством стран РјРёСЂР° (РІ РЎРЁРђ РІ 1940 РіРѕРґСѓ РїСЂРёРЅСЏС‚ стандарт РЅР° 525 строк Рё 60 полей/СЃ).

Работы РјРЅРѕРіРёС… учёных Рё изобретателей РїРѕ передаче цветных изображений (Рђ.Рђ. Полумордвинов предложил РІ 1899 РіРѕРґСѓ первый проект цветной РўР’-системы СЃ последовательной передачей цветов, Р° РІ 1907 РіРѕРґСѓ И.Рђ. Адамян предложил проект системы СЃ одновременной передачей цветов) явились РѕСЃРЅРѕРІРѕР№ для создания различных систем цветного телевидения. Для РўР’-вещания используются только три аналоговые системы цветного телевидения: NTSC (вещание начато РІ РЎРЁРђ РІ конце 1953 Рі.), PAL Рё SECAM (РІ 1967 РіРѕРґСѓ практически одновременно РІРѕ РјРЅРѕРіРёС… странах). РўР’-сигнал длительное время передавался только РІ аналоговом РІРёРґРµ СЃ помощью AM (Р·РІСѓРє – методом ЧМ) РїРѕ открытому пространству или кабелю (РІ кабельном телевидении). Передача РўР’-сигналов РІ цифровом РІРёРґРµ стала возможной СЃ появлением транзисторов Рё интегральных микросхем. Р’ настоящее время РІ СЂСЏРґРµ стран имеются цифровые телецентры, РІ том числе РІ РњРѕСЃРєРІРµ, Санкт-Петербурге Рё Нижнем РќРѕРІРіРѕСЂРѕРґРµ, цифровые же линии РІ РЎРќР“ имеются только РЅР° отдельных опытных участках. Будущее связывают СЃ передачей РўР’-сигнала РІ цифровом РІРёРґРµ РѕС‚ телецентра Рє абонентским цифровым телевизорам РїРѕ распределительной сети РЅР° волоконно-оптическом кабеле.

Опытная система чёрно-белого и цветного стереотелевидения создана в 1960–1970-х годах коллективом под руководством П.В. Шмакова в Ленинграде. Он же впервые предложил использовать летательные аппараты для ретрансляции ТВ-радиосиг-налов. Внедрение стереотелевидения сдерживается в основном созданием эффективного, сравнительно дешёвого и простого устройства отображения (экрана).

Успехи полупроводниковой электроники и в особенности появление интегральных схем предопределили бурное развитие всех технических средств передачи сообщений электрическими средствами и соответствующих бытовых устройств для их приёма. Кроме стационарных радиоприёмников и телевизоров появилась переносная, автомобильная и даже персональная карманная видеоаппаратура (Япония).

С 1969 года начато освоение бытовой магнитной видеозаписи (японский стандарт EIAJ) и выпуск видеомагнитофонов: с 1970 г. – форматов V-Matic, VCR, 1975 г. – Beta, VCR-LR и VHS, 1979 г. – Video-2000, 1981 г. – S-VHS, 1988 г. – Video-8. Появились первые профессиональные цифровые видеомагнитофоны, в том числе и для телевидения высокой чёткости.

Значительные успехи в бытовой звукозаписи связаны с разработкой цифровых аппаратов: в 1977 году фирмами Philips и Sony начата разработка цифровой пластинки – компакт-диска для воспроизведения на лазерном проигрывателе, в 1982 году принят международный стандарт на систему; в 1981 и 1982 годах разработаны (Япония) два стандарта записи для бытовых цифровых магнитофонов R-DAT и S-DAT; в 1984 году разработан (Япония) стандарт Е-DAT для стираемого цифрового звукового диска.

Последнее десятилетие насыщено открытиями новых принципов записи, систем передачи, СЃРїРѕСЃРѕР±РѕРІ повышения качества воспроизведения изображения Рё Р·РІСѓРєР°. Развитие интегральной схемотехники способствовало внедрению спутникового телевидения, цифровых методов, телевидения повышенного качества (РўРџРљ) Рё высокой чёткости (РўР’Р§). Оригинальная система РўРџРљ для передачи сжатых РІРѕ времени аналоговых компонентных сигналов цветного телевидения предложена РІ Англии (стандарт MAC Рё его разновидности) Рё широко используется РІ спутниковом РўР’-вещании. Р’ Европе предлагается вести РўР’Р§-вещание РІ стандарте HD-MAC. Р’ РЇРїРѕРЅРёРё уже ведутся 8-часовые ежедневные передачи через спутник программ РўР’Р§ РїРѕ системе MUSE.

Современная бытовая РР­Рђ РїРѕ достигнутому СѓСЂРѕРІРЅСЋ качества Рё функциональным возможностям весьма совершенна. Так, РџРћ «Горизонт» РІ последнее время разработаны новые модели телевизоров, которые обеспечивают приём сигналов СЃРѕ спутника, цифровую обработку сигналов, стереофоническое звучание, Р° также цветные видеосистемы (например, Horisont 82 VCT-6015 Video Colour Television). Особенностями видеосистемы являются:

· объединение видеомагнитофона и телевизора;

· общее для них дистанционное управление на инфракрасных лучах;

· многостандартность (В, G, D, К, L);

· многосистемность (PAL, SECAM) в метровом, дециметровом диапазонах и кабельном телевидении;

· приём телетекста;

· формирование сигналов «кадр в кадре»;

· процессорное управление с отображением на экране всех выполняемых функций;

· 90 программируемых каналов;

· автопоиск программ;

· автоматическое выключение по окончании вещания и др.

Компания Sony выпустила комплексный аудиовидеоцентр для домашнего пользования La Vue 100. Он включает телевизор для приёма программ ТВЧ, тюнер для приёма спутникового телевидения, видеомагнитофон, многодисковый лазерный проигрыватель, блок аудио- и видеоусилителей, акустическую систему и блок управления.

Подлинная революция произошла и в технике передачи оптических сигналов – началось использование полупроводниковых лазерных диодов и волоконных световодов. Волоконно-оптические системы передачи (ВОСП) открыли новую эру в технике связи по направляющим линиям: экспериментальная ВОСП обеспечивает передачу 32 телевизионных программ в цифровом виде на расстояние более 100 км без единого усилителя.

Развитие информационных сетей идёт РїРѕ пути освоения более высокочастотных диапазонов РІ спутниковом телевидении; перехода РЅР° цифровые методы передачи, приёма, коммутации Рё создания цифровой сети интегрального обслуживания – ЦСИО (Intergrated Service Digital Network – ISDN) Рё даже широкополосной ЦСИО (Broadband ISDN) СЃ волоконно-оптическим кабелем РІ качестве среды передачи. Сигнал Рє абоненту поступает:

· по открытому пространству на радиовещательные приёмники, телевизоры и приёмные установки спутникового телевидения;

· по кабелю (преимущественно коаксикальному) в системах кабельного телевидения;

· по проводным сетям в звуковом вещании;

· по телефонным линиям.

Система же ЦСИО по одному и тому же каналу передаёт речь, данные для ЭВМ, факсимильную информацию, изображения. Кроме того, расширяются виды информационных услуг, предоставляемых абоненту, запрос необходимой информации, а в перспективе и обмен. В развитых странах Европы, в США и Японии внедрение ЦСИО идёт примерно с 1987–1989 гг.

Прогресс РІ развитии средств СЃРІСЏР·Рё Рё вычислительной техники привёл Рє переходу РІ промышленно развитых странах РѕС‚ общества индустриального Рє обществу информационному. Р’ РЇРїРѕРЅРёРё компания NTT сформулировала новый РїРѕРґС…РѕРґ Рє службам СЃРІСЏР·Рё 21 века, получивший название службы VI&P. Её составляющими являются: видеотелефоны Рё РґСЂСѓРіРёРµ визуальные службы СЃРІСЏР·Рё (V), интеллектуальная электронная почта (I) Рё персональные карманные телефоны (Р). NTT планирует обеспечение этой службой всей территории страны аналогично обычной телефонной сети.

Р’ РњРљРљРўРў (Международный консультативный комитет РїРѕ телеграфии Рё телефонии) сформировалось РЅРѕРІРѕРµ понятие – интеллектуальная сеть (ИС) (Intelligent Network), отличительным признаком которой является быстрое, эффективное Рё СЌРєРѕРЅРѕРјРЅРѕРµ предоставление информационных услуг массовому пользователю РІ любой момент времени. Каждый пользователь ИС, обращаясь через коммутируемую сеть СЃРІСЏР·Рё (РљРЎРЎ), заказывает себе ту или РёРЅСѓСЋ услугу РІ базе данных, которая предоставляет ему эту услугу обратно через РљРЎРЎ. Таким образом, бытовая РР­Рђ Рё РџР­Р’Рњ Р±СѓРґСѓС‚ постоянно совершенствоваться, Рё РЅР° РёС… РѕСЃРЅРѕРІРµ, РїРѕ-РІРёРґРёРјРѕРјСѓ, появятся универсальные (многофункциональные) бытовые терминалы.

Развитие телевидения Рё вычислительной техники поставило РЅР° повестку РґРЅСЏ задачу создания РїСЂРёР±РѕСЂР°, объединяющего РІ себе функции телевизора Рё компьютера, так называемого интернет-телевизора, который РІ недалеком будущем может стать универсальным средством представления абоненту информационных услуг.