По проводам воздушных линий связи, проводникам или «жилам» подземных и подводных кабелей связи передают электрический ток. С помощью тока происходит телефонирование и телеграфирование. Применяют его в связи потому, что он сравнительно просто может быть передан на большие расстояния. Одним из первых устройств, в котором электроэнергия нашла практическое применение, был телеграф.
Передать телеграмму с помощью электрического тока можно двумя способами. Первый — когда применяют специальную телеграфную азбуку — код (например, азбуку Морзе) и пользуясь ею, передают текст телеграммы. Условившись, что короткое включение электрической цепи обозначает букву Е, а короткое и более продолжительное — букву А и т.д., можно, включая и выключая электрическую цепь, передать любой текст.
|
| Передача телеграмм с помощью азбуки Морзе. |
При этом на принимающей станции якорь электромагнита аппарата притягивается к сердечникам или отходит от них. Эти колебания якоря записываются на движущейся бумажной ленте в виде точек и тире. Сейчас применяют телеграфные аппараты, печатающие уже не точки и тире, а буквы.
Второй способ — фототелеграфирование. При нем передают изображение телеграммы — рукописный или машинописный текст, чертеж, фотографию и т. д.
По первому способу телеграфирования текст телеграммы передается последовательно по одному знаку, т. е. так, как читает его человек. Для передачи изображения нужно тоже «разобрать» его на части и преобразовать последовательно каждую часть в электрический ток, а затем на другой станции «собрать» в одно целое. Как же это сделать? Представьте себе, что вам нужно рассмотреть большую картину, но кругом темно, а в руках у вас только маленький электрический фонарик с узким лучом света. Направив фонарик на картину, вы сможете рассмотреть ее только по частям. Если сфотографировать каждую часть, то потом можно сложить всю картину целиком. Этот принцип и применен в фототелеграфии.
|
| Передача изображений по фототелеграфу |
В передающем фототелеграфном аппарате телеграмму закрепляют на вращающемся барабане и освещают узким, диаметром до 0,2 мм, пучком света. За каждый оборот барабана источник света перемещается вдоль оси барабана на величину диаметра пятна. Благодаря совместному движению барабана и светового пятна луч «обходит» последовательно все изображение. Кроме основного луча (падающего), получится еще и отраженный от изображения луч. Любое изображение состоит из большого числа светлых и темных точек (элементов). Во время освещения этих элементов яркость отраженного луча беспрерывно изменяется. Отраженный луч воздействует на фотоэлемент, который изменяет ток в цепи в зависимости от этой яркости.
Больший ток получается при отражении луча от «белого» поля, меньший — от «серого» и еще меньший — от «черного». Ток в цепи фотоэлемента усиливается и, пройдя линию связи, попадает на специальную осветительную лампу в приемном аппарате. В зависимости от величины тока, поступающего с линии, лампа в различной степени освещает (засвечивает) фотобумагу.
Чтобы получаемое изображение не было негативным, в приемном аппарате есть устройство для получения позитива.
По такому принципу работает большинство фототелеграфных аппаратов.
|
| Простейшие схемы телефонирования: вверху — с применением телефонов; внизу — с микрофоном. |
Для передачи речи и музыки звуковые колебания преобразуются при помощи микрофона в электрические импульсы. При приеме получается наоборот: электрические колебания преобразуются телефоном в звуковые.
Итак, при любом виде проводной связи передается электрическая энергия.
Путь телеграммы
Кто из вас не отправлял или не получал телеграммы! Свыше двухсот миллионов телеграмм путешествует ежегодно по нашей стране, и любая из них должна в срок дойти до адресата. В работе телеграфа должна быть особенная четкость. Заметили ли вы, как внимательно читает телеграмму приемщица? Она дает ей «путевку в жизнь»: составляет так называемый служебный заголовок. По этому заголовку и документации телеграфов можно проследить путь телеграммы и даже узнать точно, где она находится в данный момент.
|
| Телеграфный аппарат Морзе. |
Вот телеграмма на пюпитре телеграфного аппарата. Если это аппарат Морзе, то телеграфист передает ее, работая на ключе. Но как бы быстро он ни работал, больше 15-20 телеграмм в час передать нельзя. Поэтому, несмотря на простоту устройства, аппарат Морзе стал редкостью.
Хорошо служит телеграфу аппарат, изобретенный в 1876 г. механиком парижского телеграфа Эмилем Бодо.
При передаче на аппарате Морзе ток по линии проходит лишь тогда, когда нажат ключ. Время же, когда ключ не нажат, не используется, хотя линия свободна. Нельзя ли его заполнить и одновременно «укоротить» сигналы? Оказывается, можно.
Это сделано в аппарате Бодо. Специальное устройство — распределитель — подключает к линии поочередно передатчики и приемники так, что «свободных» промежутков не остается. По одной линии может одновременно действовать несколько аппаратов.
Но такой аппарат неудобен из-за своей громоздкости, сложности устройства и обслуживания. Девятикратный аппарат занимает 20 столов и весит свыше 2 Т. Чтобы научиться на нем работать, надо изучать специальный код. Крупный недостаток аппарата Бодо — необходимость строгой согласованности действия двух аппаратов, работающих друг с другом. Это значит, что механизмы аппарата, например, в Москве должны двигаться совершенно точно так, как и механизмы аппарата, расположенного за тысячи километров.
Поэтому на смену тихоходному аппарату Морзе, громоздкому и сложному аппарату Бодо пришли стартстопные буквопечатающие аппараты типа пишущей машинки. Они в основном и действуют сейчас на телеграфных связях. Телеграммы здесь принимаются на бумажную ленту или на лист бумаги. Практически передать текст на них сможет любой грамотный человек. Эти аппараты длительное время не требуют регулировки, и согласовать их работу значительно проще, чем аппарата Бодо.
|
| Стартстопный телеграфный аппарат типа пишущей машинки |
Но мы оставили свою телеграмму на пюпитре телеграфного аппарата. Скорее всего это пюпитр стартстопного аппарата. Пройдет меньше минуты, и она очутится на другой станции. Конечно, путь ее не всегда так прост. Если нет прямой связи, то телеграмма пройдет через одну или несколько промежуточных станций. А если повреждена линия? Тогда ее придется передавать обходным путем.
Для электрического тока практически «все равно» — пройти 100, 200, 1000 или 10 000 км. Разница во времени составит десятые доли секунды. Задержка обычно происходит потому, что на каждой промежуточной станции телеграмму надо принять и снова передать дальше. Тут возможны и искажения текста.
Как же ускорить переприем и избежать возможных искажений телеграмм?
Как и во всех областях техники, где требуется увеличение скорости, в телеграфии применили автомат. Он принимает электрические сигналы с одной станции и передает на другую. Как же записать электрический сигнал? Обычно переприем производят на специальную бумажную ленту. Сигналы записываются в виде отверстий, по заранее установленному коду. Такая лента называется перфорированной. Пропущенная через специальный передатчик — трансмиттер, она служит как бы переносчиком электрических сигналов на промежуточном пункте.
А нельзя ли вообще обойтись без переприема? Мы уже говорили, что соединить пункты «каждый с каждым» невозможно. Но временно прямую связь между какими-либо двумя пунктами осуществить можно. Такой принцип находит все более широкое распространение в абонентском телеграфе.
Для исключения переприема телеграмм применяют способ прямых соединений. Если, например, телеграмма направляется из Ленинграда в Алма-Ату через Москву, то в Москве соединяют линию, идущую к Ленинграду, с линией, идущей к Алма-Ате. В таких случаях телеграфисты этих городов работают непосредственно друг с другом. Но такой способ требует большого количества линий связи. Ведь если Москва не имеет больше линий к Ленинграду и Алма-Ате, то во время «разговора» этих городов она остается без связи с ними.
Применение переменных токов для телеграфирования позволило лучше решить задачу получения большого количества телеграфных каналов, и способ прямых соединений получает сейчас большое распространение.
|
| Фототелеграфный аппарат. |
Представьте себе какое-либо учреждение. Глубокая ночь, но в одной из комнат слышно характерное постукивание телеграфного аппарата. Около него не видно людей, а лента бежит и бежит. Но вот телеграммы приняты, и аппарат останавливается: он снабжен устройством автоматического пуска и остановки. Разговор по телефону удобен, но содержание его можно позабыть, если своевременно не записать его. А все содержание телеграфного разговора остается на ленте или листе бумаги, его всегда можно восстановить.
Но как бы ни были совершенны телеграфные аппараты и устройства автоматического приема, передача телеграммы на пункте отправления производится вручную. Следовательно, скорость передачи ограниченна. Кроме того, какой бы высокой квалификации ни был работник, ошибку он допустить может.
А вот фототелеграфный метод передачи позволяет полностью автоматизировать связь. «Принято по фототелеграфу» — такую подпись под фотоснимком часто можно увидеть в газетах. Не только фотография, но и любое изображение-чертеж, рисунок, газетная статья, личное письмо, географическая карта — может быть передано по фототелеграфу.
Почему же при всех этих преимуществах громадное большинство телеграмм передается по обычным телеграфным аппаратам? Потому что при современных способах передачи электрических сигналов по проводам целесообразнее бывает организовать 16-18 обычных телеграфных связей, чем одну фототелеграфную: сложна и дорога еще обработка принятых на фотобумагу телеграмм.
Но имеются фототелеграфные аппараты, в которых изображения принимаются на электрохимическую бумагу. Фототелеграмму сразу же, без дополнительной обработки, можно вручать адресату. Создан также аппарат, который записывает текст на обычной бумаге. Подобные аппараты получают распространение в нашей стране.
Беспрерывно — днем и ночью, в любое время года, в любую погоду — несет свою службу телеграф.