История развития систем связи. История создания электрических сетей и систем

На заре становления человеческого общества общение между людьми было весьма скудным. Воткнутая в землю ветка указывала, в каком направлении, и на какое расстояние ушли люди; особо положенные камни предупреждали о появлении врагов; зарубки на палках или деревьях сообщали об охотничьей добыче и пр. Существовала и примитивная передача сигналов на расстояние. Сообщения, закодированные в виде определенного числа выкриков либо ударов барабана с изменяющимся ритмом, содержали ту или иную информацию.

В десятом томе “Всеобщей истории” древнегреческого историка Полибия (ок. 201–120 г. до н.э.) описан способ передачи сообщений на расстояние с помощью факелов (факельный телеграф), изобретенный александрийскими учеными Клеоксеном и Демоклитом.

В 1800 г. итальянский ученый А. Вольта создал первый химический источник тока. Это изобретение дало возможность немецкому ученому С. Земмерингу построить и представить в 1809 г. Мюнхенской академии наук проект электрохимического телеграфа. В октябре 1832 г. состоялась первая публичная демонстрация электромагнитного телеграфа русского ученого П.Л. Шиллинга. В том же году с помощью телеграфа Шиллинга была налажена связь между Зимним дворцом и Министерством путей сообщения.

Подлинную революцию в деле электросвязи по проводам произвели русский академик Б.С. Якоби и американский ученый С. Морзе, предложившие независимо друг от друга пишущий телеграф.

В 1841 г. Б.С. Якоби ввел в эксплуатацию линию, оборудованную пишущим телеграфом и соединявшую Зимний дворец с Главным штабом. Через два года аналогичная линия протяженностью 25 км была построена между Петербургом и Царским Селом. В 1850 г. Б.С. Якоби сконструировал первый буквопечатающий аппарат. В июне 1866 г. была осуществлена прокладка кабеля через Атлантический океан. Европа и Америка оказались связанными телеграфом.

Рождение телеграфа дало толчок к появлению телефона. Начиная уже с 1837 г. многие изобретатели пытались передать на расстояние человеческую речь с помощью электричества. В 1876 г. американский изобретатель А.Г. Белл запатентовал устройство для передачи речи по проводам – телефон. В 1878 г. русский ученый М. Махальский сконструировал первый чувствительный микрофон с угольным порошком.

На первых порах для телефонной связи использовались телеграфные линии. Специальная двухпроводная телефонная линия была спроектирована в 1895 г. профессором П.Д. Войнаровским и построена в 1898 г. между Петербургом и Москвой.

В 1886 г. русский физик П.М. Голубицкий разработал новую схему телефонной связи. Согласно этой схеме микрофоны абонентских телефонных аппаратов получали питание от одной (центральной) батареи, расположенной на телефонной станции. Первые телефонные станции в России были построены в 1882–1883 гг. в Москве, Петербурге, Одессе.

Первая публичная демонстрация устройства А.С. Попова для приема электромагнитных волн состоялась 7 мая 1895 г. Этот день вошел в историю как день изобретения радио.

Сотрудники созданной в 1918 г. Нижнегородской лаборатории (ее возглавил М.А. Бонч-Бруевич) уже в 1922 г. построили в Москве первую в мире радиовещательную станцию мощностью 12 кВт.

В 1935 г. между Нью-Йорком и Филадельфией вступила в строй радиолиния на ультракоротких волнах, которая впоследствии была названа “радиорелейной линией”.

Отныне во все концы земного шара протянулись цепочки радиорелейных линий. Строительство первой радиорелейной линии в нашей стране было осуществлено в 1953 г. между Москвой и Рязанью.

“Бип...бип... бип”. Эти сигналы услышал 4 октября 1957 г. весь мир. Наступила эра освоения космоса. Совсем небольшой срок отделяет нас от этой даты, а на космические орбиты уже запущены тысячи искусственных спутников, исправно служащих человеку.

23 апреля 1965 г. в СССР был запущен искусственный спутник Земли “Молния-1”, на борту которого находилась приемопередающая ретрансляционная станция.

В 1960 г. в Америке был создан первый в мире лазер. Это стало возможным после появления работ советских ученых В.А. Фабриканта, Н.Г. Басова и A.M. Прохорова и американского ученого Ч. Таунса, получивших Нобелевскую премию.

“Обучать” лазеры передаче на расстояние информации стали вскоре после их изобретения. Первые лазерные линии связи появились в начале 60-х годов этого столетия. В нашей стране первая такая линия была построена в 1964 г. в Ленинграде.

Москвичам хорошо знакомы такие уголки столицы, как Ленинские горы и Зубовская площадь. В 1966 г. между ними засветилась красная нить лазерного света. Связывала она две городские АТС, находящиеся на расстоянии 5 км друг от друга.

В 1970 г. в американской фирме “Corning Glass Company” было получено сверхчистое стекло. Это дало возможность создать и внедрить повсеместно оптические кабели связи.

В 1947 г. появилось первое упоминание о разработанной фирмой “Белл” системе с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ). Система оказалась громоздкой и неработоспособной. И только в 1962 г. была внедрена в эксплуатацию первая коммерческая система передачи ИКМ-24.

Современные тенденции развития электросвязи

В последующие годы связь развивалась по пути цифровизации всех видов информации. Это стало генеральным направлением, обеспечивающим экономичные методы не только ее передачи, но и распределения, хранения и обработки.

Интенсивное развитие цифровых систем передачи объясняется существенными достоинствами этих систем по сравнению с аналоговыми системами передачи: высокой помехоустойчивостью; слабой зависимостью качества передачи от длины линии связи; стабильностью электрических параметров каналов связи; эффективностью использования пропускной способности при передаче дискретных сообщений и др.

В 2002 году развитие местной телефонной связи осуществлялось в основном на базе современных цифровых АТС, что позволило повысить качество и расширить спектр предоставляемых услуг. Коэффициент емкости цифровых станций от общей монтированной емкости местной телефонной сети в 2002г. составил порядка 40% против 36,2% в 2001 году. На 1.01.2003 г. на сетях России действовало порядка 195 тыс. единиц междугородних и местных таксофонов, в том числе 63 тыс. универсальных. Количество таксофонов увеличилось на 13% и составило 127,5 тыс. штук. Прирост числа основных телефонных аппаратов местной телефонной сети составил 1.8 млн. единиц, в основном за счет телефонных аппаратов, установленных у населения. Общее количество абоненнтов сотовой подвижной связи России на конец 2002 года составило 17,7 млн., прирост абонентской базы по отношению к 2001 году – 2,3 раза. В 2002 году за год компьютерный парк России увеличился по сравнению с 2001-м на 20%. Количество постоянных интернет-пользователей увеличилось на 39% и достигло 6 млн. человек. Объём отечественного ИТ-рынка вырос на 9% и составил более 4 млд. долларов. В 2002 году введено в эксплуатацию более 50 тыс. км какбельных и радиорелейных линий связи, 3 млн. номеров автоматических телефонных станций, более 13 млн. номеров подвижной телефонной связи, а также свыше 70 тыс. междугородних и международних каналов.

Особенно быстрыми темпами в мире и у нас в стране идет развитие сети мобильной радиосвязи. По числу абонентов системы мобильной связи уже можно судить об уровне и качестве жизни в данной стране. В этом смысле темпы роста абонентов мобильной связи в России (почти 200 % в год) являются показателем роста благосостояния общества.

Исходя из макроэкономических показателей развития Российской Федерации, определенных в Основных направлениях социально-экономической политики Правительства Российской Федерации на долгосрочную перспективу, рынок телекоммуникационных услуг к 2010 году будет характеризоваться следующим образом (табл. 1).

Таблица 1. Показатели развития телекоммуникаций России на период до 2010 года

Человечество движется по пути создания Глобального информационного общества. Его основой станет Глобальная информационная инфраструктура, составляющей которой будут мощные транспортные сети связи и распределенные сети доступа, предоставляющие информацию пользователям. Глобализация связи и ее персонализация (доведение услуг связи до каждого пользователя) – вот две взаимосвязанные проблемы, успешно решаемые на данном этапе развития человечества специалистами электросвязи.

Дальнейшая эволюция телекоммуникационных технологий будет идти в направлениях увеличения скорости передачи информации, интеллектуализации сетей и обеспечения мобильности пользователей.

Высокие скорости . Необходимы для передачи изображений, в том числе телевизионных, интеграции различных видов информации в мультимедийных приложениях, организации связи локальных, городских и территориальных сетей.

Интеллектуальность . Позволит увеличить гибкость и надежность сети, сделает более легким управление глобальными сетями. Благодаря интеллектуализации сетей пользователь перестает быть пассивным потребителем услуг, превращаясь в активного клиента – клиента, который сможет сам активно управлять сетью, заказывая необходимые ему услуги.

Мобильность . Успехи в области миниатюризации электронных устройств, снижение их стоимости создают предпосылки к глобальному распространению мобильных оконечных устройств. Это делает реальной задачу предоставления услуг связи каждому в любое время и в любом месте.

В заключение отметим, что объем информации, передаваемой через информационно-телекоммуникационную инфраструктуру мира, удваивается каждые 2-3 года. Появляются и успешно развиваются новые отрасли информационной индустрии, существенно возрастает информационная составляющая экономической активности субъектов рынка и влияние информационных технологий на научно-технический, интеллектуальный потенциал и здоровье наций. Начало XXI века рассматривается как эра информационного общества, требующего для своего эффективного развития создания глобальной информационно-телекоммуникационной инфраструктуры, темпы развития которой должны быть опережающими по отношению к темпам развития экономики в целом. При этом создание российской информационно-телекоммуникационной инфраструктуры следует рассматривать как важнейший фактор подъема национальной экономики, роста деловой и интеллектуальной активности общества, укрепления авторитета страны в международном сообществе.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Кафедра Гражданского права

курсовая работа по ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОМУ ПРАВУ

«Развитие сетей электросвязи»

Выполнила:

_____________________

Проверил(а): Научный руководитель

_____________________

МОСКВА 2010

Введение

1. История развития сетей электросвязи

1. Начало истории телефонии

2. Развитие дальней телефонной связи

3. Реконструкция и автоматизация телефонных сетей

1. Классификация сетей электросвязи

2. Принципы построения междугородней телефонной связи

3. Принципы построения внутризоновой телефонной связи

2.6 Построение сети проводного вещания

Заключение

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

С изобретением в 1835 году электрического телеграфа в истории человечества началась новая эпоха – эпоха электросвязи. Менее чем за 200 лет телекоммуникационные технологии прошли огромный путь – от громоздких и неуклюжих устройств, которыми могли пользоваться лишь государственные организации и немногие наиболее обеспеченные частные лица, до глобальной инфраструктуры, обеспечивающей связь на всем земном шаре между самыми отдаленными его уголками. Огромная скорость, с которой распространяются электромагнитные волны, позволяет за ничтожные доли секунды преодолевать расстояния в десятки тысяч километров, передавая все виды информации: звук, неподвижные и подвижные изображения, компьютерные данные и т. д.

Изначально электрическая связь была проводной. Лишь в конце XIX века была открыта и использована возможность связи без проводов, посредством электромагнитных волн, распространяющихся в свободном пространстве. К настоящему времени беспроводные технологии получили исключительно широкое распространение. Однако, несмотря на использование самых современных средств и методов обработки сигналов, беспроводные средства связи проигрывают по пропускной способности кабельным линиям и вряд ли когда-нибудь их превзойдут. Это связано с тем, что электромагнитный сигнал, распространяющийся в закрытой направляющей системе (в кабеле), находится в гораздо более выгодных условиях, чем радиосигнал в открытом пространстве. На него практически не оказывают воздействия сигналы других линий, он не подвержен влиянию погодных условий, искажениям за счет многолучевого распространения и т. д.

Вместе с тем, оборудование кабельной линии связи – чрезвычайно трудоемкое и дорогостоящее мероприятие. Многие километры кабеля необходимо закопать в землю либо проложить по каналам кабельной канализации. Дополнительные трудности возникают при преодолении водных преград, автомобильных и железных дорог. Также следует учесть, что на протяжении большей части истории электросвязи использовались исключительно металлические кабели, для изготовления которых применялись такие дорогостоящие металлы, как медь и свинец.

Все эти проблемы уже на самых ранних этапах развития средств проводной связи привели к необходимости повышать эффективность использования линейно-кабельных сооружений за счет передачи одновременно нескольких сигналов по одной паре проводов. Разработка таких способов положила начало созданию аппаратуры уплотнения, или мультиплексирования. Технологии уплотнения в ходе своего развития прошли несколько этапов и к настоящему времени обеспечили создание мощной глобальной сети типовых каналов и трактов, то есть так называемой первичной, или транспортной, сети.

1. История развития сетей связи

Начало истории телефонии

Появление телефона впервые открыло возможности непосредственных переговоров между абонентами. Однако это достоинство было оценено не сразу. Во-первых, телефонную связь разрекламировали еще до того, как выпустили надежные телефоны и микрофоны. А во-вторых, потенциальные абоненты - деловые люди - успешно пользовались другим видом связи - телеграфом, ценя его за возможность передачи документальных записей. Поэтому приход телефонии в Россию несколько замедлился. Первые мелкие частные телефонные станции начали действовать только в 1880 г., спустя два года после изобретения трубки Белла. [ 1 ] Однако уже тогда стали думать и о создании городских телефонных сетей.

25 сентября 1881 года русское правительство утвердило "Основные условия устройства и эксплуатации городских телефонных сообщений в России". Согласно документу право на строительство и эксплуатацию предоставлялось предпринимателю на срок 20 лет, по истечении которого телефонные сооружения должны были безвозмездно передаваться правительству. Первый контракт был заключен 1 ноября 1881 г. между Министерством внутренних дел, в ведении которого находились средства связи, с одной стороны, и частным предпринимателем, инженером фон-Барановым, с другой. Однако строить сеть фон-Баранов не стал, а продал свои права Международной компании телефонов Белла. С ней связана вся начальная история телефонии в России. Компания Белла многие годы была монополистом в эксплуатации телефонных станций в крупных городах.

Ввод в строй первых станций состоялся в 1882 г. почти одновременно в Петербурге, Москве, Одессе и Риге. Через несколько лет, в 1885-1886 гг., были оборудованы и открыты телефонные сети в Нижнем Новгороде, Либаве, Ревеле, Ростове-на-Дону и Баку. [ 2 ]

Первые телефонные станции компании Белла в России работали с однопроводными абонентскими линиями и выполнялись с использованием досок системы Гилеланда емкостью 50 номеров каждая. Это устройство представляло собой ручной коммутатор с вертикальной панелью и горизонтальным столом, на котором располагались продольные и поперечные латунные полосы толщиной 0,5 мм. Эти полосы соединялись вставным штепселем. Между вертикальной доской и горизонтальным столом размещались 50 (по одному на каждый номер) вызывных клапанов, расположенных в два ряда. Абонентские линии подключались к клеммам на обратной стороне коммутаторной доски. Каждая из них соединялась с электромагнитом соответствующего вызывного клапана и соответствующими полосами на горизонтальном столе и вертикальной панели. По мере расширения станции в каждую доску Гилеланда включались соединительные линии для связи с другими досками станции. Например, московская станция к концу XIX века имела 16 досок с 90 соединительными линиями в каждой.

Абонентские устройства в то время состояли из трубки Белла, микрофона Блейка, индуктора и звонка Гилеланда и батареи элементов Лекланше. Эти телефонные аппараты, получившие название Белла - Блека, вызывали массу нареканий, в частности, из-за неудобства размещения микрофона (он был вмонтирован в корпус аппарата, и говорящему приходилось наклоняться), а также из-за большой взаимной индукции однопроводных абонентских линий и несовершенной рычажной системы, которая зачастую давала сбои.

Пользуясь своим монопольным правом, компания Белла установила небывало высокую плату за пользование телефоном - 250 руб. в год и, обеспечив себя сверхвысокой прибылью, не стремилась вкладывать средства в усовершенствование построенной системы, даже несмотря на многочисленные жалобы. Нередко абонент не мог соединиться с вызываемым лицом в течение нескольких часов.

На каждой станции работали одновременно несколько телефонисток. Одна из них, получив сигнал вызова, спрашивала абонента, с кем он желает установить связь. Если требуемый номер был включен в другой коммутатор, первая телефонистка громко оповещала об этом другую. Та в свою очередь, убедившись, что номер не занят, соединяла его со свободной соединительной линией, ведущей к первому коммутатору, и громко оповещала об этом его телефонистку. И только после этого получившая вызывной сигнал телефонистка соединяла абонента. Вследствие громких разговоров телефонисток, создававших на станции шум и неразбериху, часто возникали ошибки в соединении.

За 20-летний срок концессии компания лишь установила грозозащитные устройства и произвела замену устаревших досок Гилеланда коммутаторами шкафного типа. Они были оборудованы индивидуальными абонентскими гнездами и вызывными бленкерами. Каждый коммутатор был рассчитан на 200 однопроводных абонентских линий, что давало возможность расширить станцию и уменьшить число телефонисток. Осенью 1901 г., к окончанию срока концессии компании Белла, Петербургская сеть обслуживала 3,8 тыс. абонентов, Московская - 2,86 тыс.

Развитие дальней телефонной связи

Понятие дальняя телефонная связь используется для обозначения телефонной связи между абонентами разных зон нумерации, и таким образом включает в себя понятия междугородней и международной связи. [ 3 ]

Развитие междугородной телефонной связи в нашей стране началось в 80-х годах XIX века, раньше, чем в некоторых других странах Европы. Первая междугородная линия была устроена между Петербургом и резиденциями царя в Гатчине (1882г.), Петергофе (1883 г.) и Царском Селе (1885 г.). В 1885 г. московские промышленники профинансировали строительство однопроводных стальных телефонных линий между Москвой и Богородском, Пушкином, Химками, Одинцовом, Коломной, Подольском и Серпуховом. Тогда связь с этими городами называли "загородной". Эксплуатация же подлинной междугородной связи началась после усовершенствования методов одновременного телеграфирования и телефонирования. Заслуга в этом принадлежит телеграфному специалисту Г. Г. Игнатьеву и инженеру Е. И. Гвоздеву.

Г. Г. Игнатьев изобрел устройство, разделяющее телеграфные и телефонные токи с помощью включенных в цепь конденсаторов и катушек индуктивности. Его система была введена в опытную эксплуатацию в 1881 г. на воздушной линии протяженностью 14,5 км, соединявшей лагеря Киевского военного округа.

Е. И. Гвоздев предложил сосредоточить на станциях наборы емкостей и индуктивностей разных параметров и разработал схемы параллельного и последовательного включения их в различных случаях. Созданное им Телефонное товарищество в 1888-1889 гг. на Рыбинско-Бологоевской железной дороге успешно провело испытания приборов Гвоздева для одновременного телеграфирования и телефонирования на расстояние 295 км.

В 1898 г. под руководством инженера А. А. Новицкого была построена телефонная магистраль Петербург - Москва. В то время она была самой длинной в Европе. Коммутаторы для первой междугородной станции были закуплены в Бельгии. Аналогичные станции в последующие 20 лет появились в Одессе, Варшаве, Риге и Лодзи. [ 4 ]

К 1913 г. телефонная связь по медным двухпроводным линиям была установлена между Москвой и Харьковом, Рязанью, Нижним Новгородом и Костромой, между Петербургом и Ревелем, Гельсингфорсом и между Баку и Тифлисом. Всего же тогда действовало 87 междугородных телефонных линий.

До 1917 г. единственным видом коммутаторного оборудования дальней связи, производимого в России, были "земские" коммутаторы русского акционерного общества "Л. М. Эриксон и компания".

В настоящее время междугородная телефонная сеть является аналоговой и построена по иерархическому принципу и имеет два уровня иерархии. Первый уровень - оконечные АМТС, второй - узлы автоматической коммутации (УАК). Стратегической основой развития междугородной связи в России является создание цифровой неиерархической междугородной сети. Планируется переход с иерархической структуры сети к неиерархической структуре с динамическим управлением трафика. В новой структуре предполагается, что каждая АМТС будет иметь минимум два направления к транзитным узлам УАК, и, как максимум, может быть связана со всеми транзитными узлами УАК сети. Предполагается, что в распределении трафика в часы наибольшей нагрузки (ЧНН) для какого-либо района страны будет участвовать вся междугородняя сеть. Поскольку на территории России находится 11 часовых поясов, то ЧНН, например, в Центральном районе будут совпадать со временем наименьшей нагрузки для Дальнего Востока и Восточно-Сибирского районов. В результате для снижения нагрузки можно будет задействовать и сеть в отдаленных районах.

Реконструкция и автоматизация телефонных сетей

Срок концессии на строительство и эксплуатацию телефонных сетей в России Международной компании телефонов Белла закончился в 1901 г. Правительство объявило торги на новый 18-летний период, выставив одним из обязательных условий низкую абонентскую плату. В результате торгов концессию в Петербурге получила городская управа, в Москве - Шведско-датско-русское акционерное общество, а в других городах - частные предприниматели.

Эксплуатацию сетей новые хозяева начали с их реконструкции. Со времени создания первого телефона был разработан ряд технических новинок, которые игнорировала компания Белла, что задерживало развитие сетей. В частности, ранее телефонные сети городского типа использовали системы с местными батареями (МБ). С ростом емкости городских станций все более затруднялось наблюдение за состоянием источников питания. В 1886 г. Павел Михайлович Голубицкий, изучив возможность организации питания всех абонентских аппаратов от единого источника на телефонной станции, изобрел систему микротелефонного сообщения с батареями, сосредоточенными в центральном бюро. Эта система впервые была применена в Париже. В России она была введена в эксплуатацию в 1904 г. в Москве и Петербурге на новых телефонных станциях. [ 5 ]

В 1901 г. Русским обществом электриков был выполнен проект реконструкции петербургской телефонной сети. Он предусматривал монтаж на новой станции коммутаторов двухгрупповой системы с возможностью включения в каждую группу до 20 тыс. абонентов. Строительством новой станции и поставкой для нее оборудования занялась фирма "Н. К. Гейслер и компания".

Проект реконструкции московской городской сети, строительство новой станции и поставку оборудования осуществляла шведская фирма "Л. М. Эриксон", действовавшая через Шведско-датско-русское акционерное общество. Проект предусматривал монтаж на новой станции коммутаторов распределительной системы с возможностью включения в поле многократных коммутаторов до 60 тыс. гнезд.

К началу 1914 г. емкость петербургской телефонной сети была доведена до 49 860 номеров, московской - 44 293. К 1917 г. на Москву и Петербург приходилась половина всех действовавших телефонов в России - 232 тыс.

Телефонные сети России до 30-х годов ХХ века были оборудованы телефонными станциями ручного обслуживания. На первоначальном этапе развития телефонии они вполне отвечали необходимым требованиям. Но с ростом числа абонентов началось районирование телефонных сетей - устройство станций в каждом районе города. Использование так называемых "ручных" станций плохо вписывалось в этот процесс из-за ряда значительных недостатков. При каждом внешнем соединении задействовались две телефонистки, что отражалось на качестве обслуживания. Кроме того, станции соединялись по принципу "каждая с каждой", и при большом числе районных станций снижалось использование оборудования межстанционных соединительных линий. К этому следует добавить и большие расходы кабеля, а следовательно, и финансовых средств. Исключить эти и некоторые другие недостатки можно было только за счет автоматизации телефонной связи.

Опыты по автоматизации связи велись с самого начала распространения телефона. Первый патент на простейшую автоматическую телефонную станцию (АТС) был получен в 1879 г. группой американских изобретателей. Через два года авторы усовершенствовали свою систему импульсным реле для трансляции импульсов. Значительный вклад в автоматизацию телефонной связи внесли русские изобретатели К. А. Мосцицкий, М. Ф. Фрейденберг, американец А. Б. Строуджер.

К. А. Мосцицкий впервые выдвинул идею релейной (без искателей) АТС в 1887 г. и разработал схему станции на шесть номеров. Но это еще не была АТС в современном понимании, поскольку коммутация соединений, хотя и выполнялась без телефонисток, но управлялась абонентами. Вызывающий абонент посылал через станцию позывные вызываемого абонента, и этот сигнал поступал во все телефонные аппараты, включенные в станцию. [ 6 ]

А. Б. Строуджер в 1889 г. запатентовал искатель с двумя движениями контактных щеток - подъемным и вращательным - прообраз шагового телефонного искателя.

Основой же для проектирования автоматических телефонных станций явились созданный в 1895 г. М. Ф. Фрейденбергом предыскатель и его принцип свободного искания. Русский изобретатель, работая над автоматизацией связи, стремился найти решение, делающее АТС рентабельнее ручной станции такой же емкости. Этому мешало применение громоздких и дорогостоящих искателей с многократными полями. Фрейденберг пришел к выводу, что в системе, состоящей из 10 тыс. абонентов, достаточно обеспечить одновременную возможность общаться друг с другом любым 500 парам абонентов вместо 5000 пар, как это предусматривалось для ранее запатентованной аппаратуры. Он писал: "В данном моем изобретении я соответствующим образом предусмотрел использование указанной возможности и, таким образом, достиг весьма значительного снижения стоимости устройства" (Рогинский В. Н. Изобретатель системы автоматической телефонной связи. Вестник связи. Техника связи, 1950, №№ 7, 8).

В 1896 г. М. Ф. Фрейденберг создал линейный искатель на 1 тыс. линий с общим многократным полем для группы искателей, а затем ввел групповые искатели. Макет АТС последней системы, так называемой машинной, прошел успешные испытания в Париже в 1898 г.

Первая АТС была создана в 1900 г. в США. В России автоматические телефонные станции с машинным искателем начали распространяться только с 1929 г., с открытием в Ростове-на-Дону первой АТС емкостью 6 тыс. номеров. В 1930 г. в Москве были введены в эксплуатацию Замоскворецкая АТС емкостью 8 тыс. номеров и Бауманская АТС на 7 тыс. номеров. Строительство этих станций осуществлял Ленинградский завод "Красная заря" по технической и технологической документации шведской фирмы "Л. М. Эриксон". Она также принимала участие в разработке проектов и строительстве. В этот же период открылись АТС в Новосибирске, Ташкенте, Смоленске, Ленинграде и других городах. [ 7 ]

В годы Великой Отечественной войны автоматизация телефонных сетей в России была приостановлена. Одной из причин явилось то, что оборудование единственного в стране завода по изготовлению АТС - "Красной зари" - значительно пострадало при эвакуации. Новые автоматические телефонные станции не строились, а действующие не получали запасных деталей.

Следующий этап совершенствования автоматических телефонных станций в России начался в 1947 г., когда отечественные специалисты разработали новую систему АТС - декадно-шаговую (АТС-47). Ее внедрение в эксплуатацию состоялось в 1949 г. Основными коммутационными элементами АТС декадно-шаговой системы стали столинейные подъемно-вращательные искатели (ДШИ-100), вращательные искатели (ШИ-11) и плоские телефонные реле (РПН).

А мировая телефонная индустрия в это время работала над созданием более совершенных АТС. Для управления АТС применялись бесконтактные коммутационные элементы - электронные и ионные лампы, электронно-лучевые трубки, полупроводниковые приборы и т. д. В 1954 г. в Осло было введена в эксплуатацию механо-электронная АТС на 2 тыс. номеров, предложенная бельгийскими инженерами. В своем проекте они использовали координатный соединитель типа Кроссбар, разработанный в 1913 г. американцем Дж. Рейнольдсом и в 1919 г. усовершенствованный шведским инженером Г. Бетуландером.

В том же 1954 г. в Англии был испытан макет АТС, полностью построенной на электронных приборах. Так начиналась новая эра телефонии - электронная.

1. Классификация сетей связи

   1. Сети связи как часть инфраструктуры

Основой развития электросвязи СССР была Общегосударственная единая автоматизированная сеть связи (ЕАСС), обеспечивающая функционирование телефонной, телеграфной передачи и прием газетных полос, передачу данных радиовещания и телевидения. [ 8 ]

В период перестройки были проведены работы по преобразованию сети ЕАСС во Взаимоувязанную сеть связи Российской Федерации (ВСС РФ) с учетом структурных преобразований страны и развития новейших технических средств.

Связь Российской Федерации как часть инфраструктуры страны представляет собой совокупность сетей, служб и оборудования связи, расположенных и функционирующих на территории страны. Она предназначена для удовлетворения потребностей населения, органов государственной власти и управления, обороны, безопасности, правопорядка, а также, пользователей всех категорий в услугах электросвязи.

Структурно ВСС РФ является иерархической системой и включает в себя три уровня. Первый уровень - первичная сеть, второй уровень - вторичная сеть, третий уровень образуют системы (службы) электросвязи определенного вида в зависимости от предоставляемых абонентам услуг.

Первичная сеть ВСС представляет собой совокупность узлов, линий передачи, типовых физических цепей, типовых каналов передачи и сетевых трактов ВСС. Первичная сеть представляет вторичным сетям каналы передачи и физические цепи.

На основе типовых каналов передачи и физических цепей первичной сети с помощью узлов и станций коммутаций организуются различные вторичные сети (телефонная, телеграфная, передачи данных, передачи газет, сети распределения программ ТВ и ЗВ). Вторичные сети обеспечивают транспортировку, коммутацию, распределение сигналов в службах электросвязи.

На базе вторичных цепей организуются системы электросвязи, представляющие собой комплекс технических средств, осуществляющих электросвязь определенного вида и включающие в себя соответствующую вторичную сеть. Система электросвязи может включать в себя одну или несколько служб электросвязи и одну или несколько сетей электросвязи.

Служба электросвязи представляет собой организационно-техническую структуру иа базе сети связи (или совокупности сетей связи), обеспечивающую обслуживание связью пользователей с целью удовлетворения их потребностей в определенном наборе услуг электросвязи. Различают два вида служб электросвязи: службы переноса и телеслужбы (службы предоставления связи).

Служба переноса обеспечивает только возможность передачи сигналов между стыками сети. Оконечные устройства не входят в службы переноса.

Телеслужба обеспечивает полную реализацию (включая функцию оконечных устройств) возможностей определенного вида связи между пользователями. Телеслужба организуется на базе службы переноса и оконечных устройств. Примерами телеслужб являются службы телефонной связи, телекса, бюрофакса. В качестве составной части соответствующей телеслужбы в архитектуру входят оконечные устройства, располагающиеся у пользователя.

Помимо принятого разделения сетей ВСС на первичные и вторичные возможно другое двухуровневое разделение: на транспортную сеть и сеть доступа.

Транспортная сеть связи состоит из междугородной и зоновых (региональных) сетей связи. Сеть доступа (абонентская сеть или сеть абонентского доступа) является местной сетью. Транспортная сеть предназначена для передачи высокоскоростных (широкополосных) потоков сообщения и их накопления.

Сеть доступа состоит из абонентских линий (на металлических или оптических кабелях или радиоканалах) с подключенными к ним абонентскими оконечными устройствами местных станций коммутаций, соединяющих их линии передачи и линии передачи к узлам транспортной сети.

Использование технических средств на первичной сети общего пользования

Основным средством цифровизации первичной сети должны быть цифровые СП, обеспечивающие образование следующих цифровых каналов и групповых цифровых трактов:

Основных цифровых каналов 64 кбит/с;

Первичных цифровых каналов и цифровых групповых трактов 2048 кбит/с;

Вторичных цифровых каналов и цифровых трактов 8448 кбит/с;

Третичных цифровых каналов и цифровых групповых трактов 34368 кбит/с;

Четвертичных цифровых каналов и цифровых групповых трактов 139264 кбит/с;

Групповых цифровых трактов СЦИ первого уровня 155520 кбит/с;

Групповых цифровых трактов СЦИ четвертого уровня 622080 кбит/с;

Групповых цифровых трактов СЦИ шестнадцатого уровня 2488320 кбит/с.

По территориальному признаку и назначению первичные и вторичные сети подразделяются на магистральную (междугородную - для вторичных сетей), внутризоновые (зоновые) и местные сети, а также международные сети.

Магистральные сети связи - технологически сопряженные междугородные сети электросвязи, образуемые между центром Российской Федерации и центрами субъектов Федерации, а также центрами субъектов Федерации между собой.

Зоновые (региональные) сети связи - технологически сопряженные сети электросвязи, образуемые в пределах территории одного или нескольких субъектов Федерации.

Местные сети связи - технологически сопряженные сети электросвязи, образуемые в пределах административной или определенной по иному принципу территорий, не относящиеся к региональным сетям связи. Местные сети подразделяются на городские и сельские.

Международные сети связи - технологически сопряженные с сетями связи иностранных государств сети электросвязи, находящиеся в ведении хозяйствующих субъектов, которым предоставлены права международных операторов.

В настоящее время в структуру ВСС входят следующие системы электросвязи общего пользования: телефонной связи (СТфС), телеграфной связи (СТгС), факсимильной связи (СФС), передачи газет (СПГ), передачи данных (СПД), распределения программ звукового вещания (СРПЗВ), распределения программ телевизионного вещания (СРПТВ).

Развитие сетей ВСС РФ предусматривает постепенный переход на двухуровневую структуру организации связи: транспортную сеть и сеть доступа (абонентскую сеть).

Магистральные, внутризоновые и часть местных цифровых наложенных первичных сетей являются основой транспортной цифровой сети связи России. Местные и первичные сети на участке "местный узел - оконечное устройство" в соответствии с новой терминологией является сетью доступа. [ 9 ]

2.2 Принципы построения междугородной телефонной сети

Междугородная телефонная сеть представляет собой совокупность междугородных станций оконечных и оконечно-транзитных узлов автоматической коммутации и каналов связи между ними.

В основу построения междугородной телефонной сети положен принцип территориального деления, учитывающий:

Границы территорий и структуру магистральной первичной сети;

Административное деление территории:

Технико-экономические показатели.

Этот принцип, при необходимости, может быть изменен при появлении новых административных образований, создании экономических зон и др.

Междугородная телефонная сеть строится по следующим принципам:

Страна делится на телефонные территории. В каждой территории организуется узел автоматической коммутации - УАК или оконечная транзитная станция - ОТС, выполняющая роль УАК. На УАК и ОТС осуществляются транзитные соединения телефонных каналов. Все УАК и ОТС должны соединяться друг с другом пучками телефонных каналов по принципу "каждый с каждым";

Телефонная территория имеет несколько зон нумерации. В зоне устанавливается одна или несколько АМТС;

Каждая АМТС по исходящей и входящей связи должна опираться на два УАК, на УАК своей территории и УАК смежной территории;

Междугородная телефонная сеть строится с обходами, т.е. с организацией между АМТС прямых путей на базе пучков каналов высокого использования (ПП) и со сбросом избыточной нагрузки на обходные пути - промежуточные (ОПП) и последнего выбора (ППВ) к УАК;

Междугородная телефонная сеть строится по иерархическому принципу и имеет два уровня иерархии - АМТС-УАК (ОТС).

Расчет междугородной сети производится для нормальных условии работы сети, и каждая пара АМТС имеет оптимальный (самый дешевый) ППВ, который проходит через свой УАК (ОТС), или межсмежный. Все участки ППВ должны содержать пучки каналов высокого качества обслуживания, рассчитанные с вероятностью потерь 0,01. [ 10 ]

Организация междугородной связи с использованием спутниковых каналов возможна на прямых пучках между АМТС, а также на пучках ОПП к чужим УАК. При этом по каналу необходима передача информации о наличии спутникового канала в соединении. В соединении не должно быть более одного участка с использованием спутниковых каналов.

При междугородном и международном соединении, когда расстояние между АМТС превышает 8000 км, для обеспечения заданного качества передачи необходимо включение оборудования для подавления эха.

Число коммутационных участков при междугородном соединении - не более 5. Наращивание емкости телефонной сети должно осуществляться путем установки цифрового коммутационного оборудования и прокладки каналов (линий) с цифровыми системами передачи.

На базе работающего цифрового оборудования ТфОП (в основном междугородной сети) и вновь устанавливаемого цифрового оборудования коммутации и систем передачи

должна формироваться цифровая сеть связи общего пользования (ЦСС ОП). Абонентам этой сети должен предоставляться сквозной цифровой тракт от абонента до абонента или от концентратора (АТС) до концентратора (АТС) и будут предоставляться услуги ISDN (ЦСИС) и интеллектуальной сети. На начальном этапе эта возможность предоставляется ограниченному числу потребителей на ограниченное число направлений с последующим наращиванием и абонентской и сетевой емкости.

В параллель с наращиванием емкости междугородной телефонной сети должна производиться замена оборудования на местных телефонных сетях, выработавшего свой ресурс, на цифровое оборудование.

Все цифровые местные сети должны включаться в электронные АМТС по цифровым системам передачи, создавая, таким образом, элементы будущей цифровой сети общего пользования.

1. Принципы построения внутризоновой телефонной сети

Внутризоновая телефонная сеть представляет собой совокупность автоматических междугородных телефонных станций (АМТС), входящую одновременно в междугородную сеть, заказно-соединительных линий (ЗСЛ) и соединительных линий (СЛМ), связывающих местные сети с АМТС, соединительных линий между различными местными сетями в зоне при наличии электронных АТС, а также каналов между АМТС, если в зоне несколько АМТС.

На внутризоновой сети может быть установлена одна или несколько АМТС.

Организация внутризоновой сети с одной АМТС в зоне строится по радиальном принципу, т.е. каждая местная сеть включается в АМТС для исходящей связи по ЗСЛ для входящей связи по СЛМ. При установке на местных сетях станций с программным управлением возможна организация прямых путей между различными местными сетям зоны, если между ними имеется тяготение.

При наличии в зоне нескольких АМТС внутризоновая сеть может строиться с обходами, при этом возможны различные варианты построения сети. [ 11 ]

При размещении нескольких АМТС в разных городах зоны рекомендуется вариант построения сети, при котором местные сети разделены по АМТС, т.е. каждая местная сеть связана пучками ЗСЛ и СЛМ высокого качества обслуживания с опорной АМТС. С другими АМТС эти местные сети могут быть связаны при наличии достаточного тяготения и технических возможностей АМТС пучками СЛМ высокого использования. Все АМТС зоны должны связываться между собой по принципу "каждая с каждой" пучками каналов высокого качества обслуживания.

При размещении нескольких АМТС зоны в одном городе рекомендуется вариант построения внутризоновой сети, при котором все местные сети должны быть соединены с одной АМТС пучками СЛМ высокого качества, а с другими АМТС города местная сеть может либо соединяться пучками СЛМ высокого качества обслуживания, либо пучками СЛМ высокого использования, либо ни иметь связи.

Каждая местная сеть включается пучками ЗСЛ, как правило, в одну АМТС.

Все АМТС города должны быть связаны между собой пучками каналов высокого качества обслуживания. Варианты организации внутризоновой связи представлены на рис. 6 и 7. Организация полуавтоматической связи от РЦ и городов зоны осуществляется через телефонистку переговорного пункта. При наличии в зоне АМТС электронной системы эта связь организуется по пучку ЗСЛ, при этом на переговорных пунктах устанавливаются дисплейные рабочие места. Допускается организация полуавтоматической связи по прямым каналам от коммутатора РЦ к АМТС координатного типа.

На внутризоновых сетях могут быть использованы, наряду с кабельными, радиорелейными и оптоволоконными линиями передачи, спутниковые системы. Спутниковые каналы могут быть использованы на прямых пучках между местными сетями, а также при связи с АМТС для внутризоновой связи. При использовании спутникового канала необходимо включение оборудования эхоподавления.

1. Принципы построения городских телефонных сетей

Городские телефонные сети должны строиться с использованием преимущественно цифрового электронного (цифрового) коммутационного оборудования и линейных трактов цифровых систем передачи ИКМ. Декадно-шаговые АТС и узлы должны быть до 2005 г. сняты с эксплуатации и демонтированы. Замена координатных АТС осуществляется по мере износа оборудования.

Абонентские оконечные устройства должны включаться в коммутационное оборудование городской сети следующими способами:

Непосредственно в АТС с помощью двухпроводных абонентских линий (АЛ);

Непосредственно в АТС с помощью АЛ, оборудованных системам передачи при условии обеспечения работы телефаксов и установки передачи данных (ПД);

По цифровым абонентским линиям с использованием оборудования мультиплексирования и цифровых систем передачи;

В подстанции (ПС), включаемые в АТС;

В учрежденческо-производственные телефонные станции (УПТС).

На вновь вводимых АТС не допускается спаренное включение телефонных аппаратов. В качестве основного способа включения должно использоваться включение терминалов непосредственно в АТС по двухпроводным абонентским линиям.

Связь станций ГТС между собой, а также с АМТС в настоящее время осуществляется по односторонним СЛ. С внедрением на ГТС ОКС рекомендуется между цифровыми станциями использовать двусторонние СЛ.

По структурному признаку ГТС классифицируются следующим образом:

Не районированные;

Районированные без узлообразования;

Районированные с узлами входящих сообщений (УВС);

Районированные с узлами исходящих и входящих сообщений (с УИС и УВС).

Нерайонированная ГТС имеет одну АТС, в которую абонентские оконечные устройства включаются непосредственно или через УПАТС и подстанции. На аналоговой ГТС такая структура экономически целесообразна при емкости сети до 8 тыс. номеров. На цифровой ГТС в условиях широкого применения подстанций нерайонированная структура может быть экономически целесообразна при емкости сети в несколько десятков тысяч номеров.

Районированные ГТС без узлообразования имеют несколько районных АТС, которые на аналоговой сети связываются между собой по полносвязной схеме, а на цифровой сети - по полносвязной схеме с обходными направлениями.

Районированная структура на аналоговой ГТС экономически целесообразна при емкости сети до 80 тыс. номеров, а на цифровой сети - до нескольких сотен тысяч номеров.

Районированные ГТС с узлами входящих сообщении делятся на узловые районы, в каждом из которых для концентрации нагрузки к АТС узлового района устанавливаются УВС. Связь между АТС разных районов, как правило, осуществляется по схеме АТС- УВС-АТС через коммутационное оборудование узла входящих сообщений, расположенного в узловом районе, в котором находится входящая АТС. Все АТС узлового района имеют общий стотысячный (двухсоттысячный) индекс. Аналоговые районированные ГТС с УВС могут иметь емкость до 800 тыс. номеров, а цифровые ГТС - до нескольких миллионов номеров.[ 12 ]

Коммутационное оборудование УИС располагается вблизи АТС, от которых осуществляется концентрация исходящей телефонной нагрузки. Один УИС может обслуживать АТС одного или нескольких узловых районов. Как правило, через каждый УИС проходит связь от заданной группы станций к станциям одной миллионной зоны.

Коммутационное оборудование УВС размещается в узловом районе, для АТС которого УВС объединяют входящую нагрузку. Районные АТС, расположенные в пределах одного узлового района, связываются по таким же схемам как на ГТС с УВС. Для аналоговых станций предельная номерная емкость АТС (в конце этапа развития) должна быть, как правило, кратна 10 тыс. номеров, а реальная номерная емкость узлового района - 100 тыс. номеров.

Вышеприведенные принципы построения ГТС реализованы в аналоговых ГТС и не будут видоизменяться при связи между аналоговыми АТС на весь оставшийся срок эксплуатации этих АТС. Внедрение цифровых АТС должно осуществляться методом "наложенной сети" АТС. Основные правила создания "наложенной сети":

Все связи между цифровыми АТС должны осуществляться только через цифровые АТС и узлы;

При связи между цифровыми АТС должны использоваться линейные тракты цифровых систем передачи, удовлетворяющие рекомендациям МККТТ серии G при согласовании интерфейсов;

В пределах одной местной сети при любых соединениях допускается, как правило, только один переход между "наложенной" и существующими сетями;

Вновь вводимые цифровые АТС должны включаться только в "наложенную сеть";

Связь между цифровыми и аналоговыми АТС должна осуществляться по линейным трактам цифровых систем передачи, удовлетворяющим рекомендациям МККТТ серии G с установкой оборудования аналого-цифрового преобразования и согласования систем сигнализации на стороне аналоговых АТС;

Цифровые станции и узлы могут размещаться на одной территории ГТС или даже в одних зданиях с аналоговыми АТС и узлами.

Внедрение цифровых систем коммутации и передачи на аналоговой сети не должно требовать установки на существующих станциях и узлах специальных устройств сопряжения кроме оборудования, включающего в себя устройства аналого-цифрового преобразования (АЦП) и устройства согласования систем сигнализации. При этом переделки существующего оборудования не допускаются.

Все функции по сопряжению должны быть предусмотрены во внедряемых системах.

Структура действующих и строящихся наложенных сетей цифровых станций, как правило, соответствует принципам построения ГТС.

Сеть линий, связывающая абонентов с узлами коммутации (абонентская сеть), строится в основном по шкафной системе. При этом АЛ подразделяются на:

Магистральные (от АТС до распределительного шкафа РШ);

Распределительные (от распределительного шкафа РШ до распределительной коробки РК);

Абонентскую проводку (от распределительной коробки до аппарата абонента).

Таким образом, кабели, прокладываемые на соответствующем участке сети, носят название соединительных, магистральных, распределительных и абонентских. Перспективным направлением является создание цифровых сетей абонентского доступа. Первый элемент телекоммуникационной системы представляет собой совокупность терминального и иного оборудования, которое устанавливается в помещении абонента (пользователя). В англоязычной технической литературе этот элемент соответствует термину Customer Premises Equipment (CPE). Второй элемент телекоммуникационной системы - сеть абонентского доступа. Ее роль состоит в том, чтобы обеспечить взаимодействие между оборудованием, установленным в помещении абонента, и транзитной сетью. Обычно в точке сопряжения сети абонентского доступа с транзитной сетью устанавливается коммутационная станция. Пространство, покрываемое сетью абонентского доступа, лежит между оборудованием, размещенным в помещении у абонента, и этой коммутационной станцией. В ряде работ сеть абонентского доступа делится на два участка:

Абонентские линии АЛ (Loop Network), которые рассматриваются как индивидуальные средства подключения терминального оборудования;

Сеть переноса (Transfer Network), служащую для повышения эффективности средств абонентского доступа. Этот фрагмент сети доступа реализуется на базе систем передачи, в ряде случаев используются и устройства концентрации нагрузки.

Третий элемент телекоммуникационной системы - транспортная сеть (Transet Network). Ее функции состоят в установлении соединений между терминалами, включенными в различные сети абонентского доступа, или между терминалом и средствами поддержки каких-либо услуг. Транзитная сеть может покрывать территорию, лежащую как в пределах одного города или села, так и между сетями абонентского доступа двух различных стран.

Четвертый элемент телекоммуникационной системы обеспечивает средства доступа к различным услугам электросвязи (Service Nodes): узлы, поддерживающие услуги. Примером таких узлов могут быть рабочие места телефонистов-операторов и серверы, в которых хранится информация.

Таким образом, сеть доступа в общем плане может включать как абонентские участки, так и соединительные линии между АТС. [ 13 ]

1. Принципы построения сельских телефонных сетей

На СТС следует использовать радиальное (одноступенчатая схема) и радиально-узловое (одно- и двухступенчатая схема) построение сети с возможностью использования прямых и обходных путей.

По назначению и месту расположения на сети телефонные станции СТС делятся на следующие виды:

ЦС, расположенные в районном центре, выполняющие одновременно функции телефонной станции райцентра и транзитного узла СТС. В ЦС включаются соединительные линии (СЛ) узловых станций (УС) (при двухступенчатой схеме построения) и СЛ оконечных станций (ОС) (при одноступенчатой схеме построения). Через ЦС осуществляется связь со спецслужбами, МТС райцентра и с АМТС;

УС, расположенные в любых населенных пунктах сельского района. УС предусматривают абонентскую сеть и представляют собой оконечно-транзитные станции, в которые включаются СЛ от ЦС, ОС и других УС. Через УС осуществляется транзитная связь между включенными в нее ОС, а также между этими ОС и ЦС или другими УС (при использовании прямых путей на уровне УС);

ОС, расположенные в любых населенных пунктах сельского района.

Соединительные линии ОС (в зависимости от схемы построения сети) включаются в ЦС или УС, а также в другие ОС или УС (при использовании прямых путей между ОС или между ОС и другими УС).

Выбор схемы построения СТС (одноступенчатой или двухступенчатой) производится при проектировании на основе технико-экономического сравнения вариантов построения СТС. Узловые и центральные станции СТС должны обеспечивать четырехпроводный транзит разговорного тракта. Все сельские АТС должны быть оборудованы аппаратурой автоматического определения категории и номера телефона вызывающего абонента (АОН). Связь станций СТС между собой может осуществляться по односторонним, двусторонним, раздельным или общим для местной и междугородской связи (универсальным) СЛ, а ЦС с городскими АТС МТС и АМТС - по односторонним соединительным линиям. Соединительные линии аналоговых станций СТС организуются, как правило, на базе каналов тональной частоты (ТЧ). При технико-экономическом обосновании и соблюдении установленных норм по затуханию разговорного тракта для организации СЛ можно использовать физические цепи.

Создание на СТС наложенной цифровой сети начинается с установки новой цифровой ЦС, аналоговая ЦС переводится в ранг узловой. Все существующие аналоговые станции, а также цифровые, подключенные к бывшей ЦС по аналоговым трактам, остаются включенными в нее. Все цифровые станции, подключенные к бывшей ЦС по стандартным трактам ИКМ, переключаются на новую цифровую ЦС. Существующие УС при внедрении новой цифровой ЦС переводятся в ранг ОС, а для обеспечения связи ОС, включенных ранее в них, с бывшей ЦС на бывшей УС организуется также сетевой узел.

Все последующее развитее СТС района на базе цифровых систем связи (АТС, системы передачи), включаемых по радиальному принципу в цифровую ЦС района, осуществляется в рамках "наложенной" цифровой сети. Включение цифровой ЦС в цифровую зоновую АМТС должно происходить только по цифровым каналам цифровых систем передачи. В случае включения цифровой ЦС в аналоговую АМТС допускается ее включение по аналоговым каналам.

На аналоговых станциях СТС могут включаться:

Индивидуальные двухпроводные абонентские линии (АЛ);

Абонентские линии, включаемые в аппаратуру систем передачи;

Концентраторы;

Линии радиотелефонной связи, радиоудлинители;

Таксофоны местной исходящей связи;

Таксофоны местной исходящей и входящей связи;

Таксофоны междугородной исходящей связи;

Переговорные пункты для ведения исходящих и входящих междугородных переговоров.

Цифровые станции СТС должны предусматривать включение:

Индивидуальных аналоговых двухпроводных АЛ непосредственно в АТС или через подстанции и мультиплексоры;

Цифровых АЛ (для АТС с функциями ЦСИС]

Линий радиотелефонной связи;

Таксофонов местной исходящей связи, местной исходящей и входящей связи, междугородной исходящей связи;

Переговорных пунктов для ведения исходящих и входящих междугородных переговоров.

Специфическая проблема СТС - включение мелких населенных пунктов и отдельных домов, разнесенных на большие расстояния. Один из путей решения данной проблемы -включение в один или два тракта ИКМ последовательно нескольких АТС Э малой емкости. Для телефонизации удаленных, малонаселенных и труднодоступных абонентских пунктов сельской местности рекомендуется использовать АЛ по системам передачи, телефонные концентраторы, системы малоканальной радиотелефонной связи и радиоудлинители, малоканальную радиорелейную аппаратуру.

При наличии рассредоточенных групп абонентов может использоваться кольцевая распределительная цифровая система передачи (ЦСПР), обеспечивающая выделение каналов в промежуточных пунктах через блоки подключения терминалов абонентов к АТС.

Выбор совокупности вариантов построения абонентской сети должен определяться при конкретном ее проектировании.

1. Построение сети проводного вещания

Сетью проводного вещания (ПВ) называется комплекс сооружений и устройств, предназначенных для приема сигналов программ звукового вещания, усиления их мощности, распределения с помощью проводной сети и доведения до широкого круга слушателей. Сети ПВ состоят из станционных и линейных сооружений.

Станционные сооружения представляют собой комплекс различных устройств: усилителей мощности, аппаратуры управления, контроля и коммутации. Линейные сооружения сети ПВ или радиотрансляционные сети (РТС) - это совокупность различных фидерных и абонентских линий, домовой проводки, трансформаторов и других линейных устройств, служащих для передачи программы вещания от усилителей до розеток, установленных у абонентов. Подача программ звукового вещания на радиотрансляционный узел осуществляется по радио- или проводным каналам.

Сеть ПВ строится по административно-территориальному признаку: населенный пункт, сельский район.

Организационно-технической единицей сети является радиотрансляционный узел РТУ, или узел ПВ. В состав РТУ входят станционные и линейные сооружения, а также абонентские устройства. Станционные сооружения служат для приема, усиления и распределения по линиям программ звукового вещания и управления автоматизированными узлами ПВ. Линейные сооружения являются элементами тракта, соединяющего усилитель с абонентской установкой. Комплекс линейных сооружений РТУ называется распределительной сетью (PC). Система построения, при которой программы звукового вещания подаются от одной станции, называется сетью РТУ с централизованным питанием нагрузки. Система построения, при которой программы подаются от центральной станции проводного вещания (ЦСПВ) на несколько опорных усилительных станций (ОУС) и далее распределяются по абонентской сети, называется сетью РТУ с децентрализованным питанием. [ 14 ]

В сельской местности применяется в основном система с централизованной подачей программ вещания.

Цепи распределительной сети подразделяются на абонентские и фидерные. Абонентская цепь (АЦ) питает абонентские устройства. В ее состав входит также внутридомовая распределительная проводка. Фидерные цепи подразделяются на распределительные и магистральные. Распределительный фидер (РФ) питает абонентские цепи, магистральный фидер (МФ) - цепь распределительного фидера. На сельской сети ПВ допускается подключение АЦ непосредственно к МФ.

Сети проводного вещания подразделяются на однозвенные, двухзвенные и трехзвен-ные. Однозвенная - сеть, состоящая из АЦ, подключенных непосредственно к станции РТУ применяется в небольших населенных пунктах, обслуживаемых маломощными узлами. В двухзвенной сети абонентские цепи (звено I) подключаются к распределительным фидерам (звено II). Двухзвенные сети используются в крупных сельских населенных пунктах, а также для подключения к РТУ распределительных сетей близлежащих населенных пунктов. Трехзвенная сеть состоит из магистрального фидера, подключаемого к станции РТУ (звено III), распределительных фидеров (звено II), питаемых магистральным фидером, и АЦ. Трехзвенную сеть целесообразно организовать в случае подключения к станции узла крупных населенных пунктов. Такое построение сети применяется для организации проводного вещания в отдельных сельскохозяйственных производствах при обслуживании двух-трех хозяйств одним узлом.

Одним из элементов сети проводного вещания являются линейные трансформаторы, которые преобразуют напряжение линейного тракта. Они подразделяются на абонентские и фидерные. Абонентский трансформатор служит для согласования низкого входного сопротивления АЦ с высоким сопротивлением фидера (РФ или МФ), или выхода усилителя и понижения напряжения до требуемого значения.

Фидерные трансформаторы предназначены для согласования исходного сопротивления усилителя с входным сопротивлением подключаемых к нему цепей и согласования стыков фидеров с разными входными сопротивлениями, а также понижения или повышения напряжения до требуемого значения.

В зависимости от выполняемых функций ФТ подразделяются на:

Повышающий трансформатор магистрального фидера (ТМФ), устанавливаемый между выходом усилителя и входом МФ для повышения напряжения, согласования выходного сопротивления усилителя с входным сопротивлением МФ и устранения гальванической связи между проводами цепей, подключенных к выходу одного усилителя;

Понижающий трансформатор магистрального фидера (ТПМФ), устанавливаемый на конце МФ для понижения напряжения и подключения РФ. Комплект из понижающего трансформатора, защитных, коммутационных и контрольно-измерительных устройств, устройств автоматики и резервного питания называется трансформаторной подстанцией (ТП) и применяется на городской сети проводного вещания. На сельской сети используется упрощенная трансформаторная подстанция (УТП), состоящая из понижающего трансформатора, устройств защиты и неоперативной коммутации;

Трансформатор распределительного фидера (ТРФ), устанавливаемого между выходом усилителя (или МФ) и входом электрически длинного РФ для повышения или понижения напряжения, устранения гальванической связи между проводами электрически длинных цепей, подключенных к выходу одного усилителя (или выходу МФ), и согласования сопротивлений стыкуемых электрических цепей;

Трансформатор согласующий (ТС), устанавливаемый на стыках цепей разнородных конструкций и материалов - для согласования их сопротивлений;

Трансформатор разделительный (TP), устанавливаемый на фидере, подвешенном иа опорах совместно с цепями СТС, для гальванического отделения участка совместной подвески от остальных участков или на цепях проводного вещания на участках, подверженных опасному влиянию высоковольтных линий, а также для снижения уровня индуктируемых опасных напряжений;

Трансформатор корректирующий (ТК), устанавливаемый на электрически длинных РФ для выравнивания частотной характеристики линейного тракта;

Трансформатор отвода (ТО), устанавливаемый между фидером и отводом от него для согласования их сопротивлений, а также согласования стыков разнородных конструкций цепей фидера и отвода.

Сети звукового вещания в городах и сельской местности имеют систему трехпрограммного проводного вещания (ТПВ). За основу сельского многопрограммного проводного вещания принята система ТПВ, применяемая в городах. Предусматривается сохранение первой основной низкочастотной программы по существующей системе организации сети ПВ. Вторая и третья программы передаются с помощью оборудования систем передачи с частотным разделением каналов, двумя боковыми полосами частот и несущими 78 и 120 кГц.[ 15 ]

Система построения сети ТПВ предусматривает установку в РТУ двух передатчиков. С помощью устройств подключения передатчиков амплитудно-модулированные высокочастотные сигналы передаются в магистральные или распределительные фидерные линии. Трансформаторная подстанция оборудуется устройством подключения трансформаторной подстанции. На распределительных фидерах установлены обходные устройства абонентских трансформаторов. Для обеспечения согласованного режима работы высокочастотных каналов звукового вещания на сети необходимо устанавливать согласующие устройства на кабельных вставках, автотрансформаторы отводов на входе фидерных отводов, согласующие нагрузки, включаемые в конце РФ и отводов. В качестве приемных устройств используются в основном индивидуальные трехпрограммные приемники, а в ряде случаев групповые - для общественных зданий.

Передающее устройство системы сельского ТПВ выполнено на транзисторах. Управление им осуществляется устройствами, согласованными с оборудованием автоматизированного узла однопрограммного вещания. Работа передающего устройства контролируется аппаратурой контроля и резервного управления (АКРУ).

Заключение

Подводя итог данной курсовой работы, хотелось бы отметить перспективы дальнейшего развития телефонной связи в России.

За последние десять лет отрасль телекоммуникаций в России претерпела очень большие преобразования, связанные с переходом всей экономики к рыночным отношениям. В результате приватизации была разрушена монополия государства на развитие отрасли и управление предприятиями. Государство перестало быть главным источником финансирования отрасли. Вместе с тем, оно сохранило за собой ряд важных регулирующих функций, таких, как лицензирование, контроль над уровнем тарифов на местных телефонных линиях связи, контрольный пакет акций в холдинге «Связьинвест», который, в свою очередь, контролирует семь объединенных региональных компаний связи. Заметную роль в развитии отрасли стали играть рыночные силы. Это особенно характерно для появившихся в последние годы совершенно новых направлений телекоммуникационного бизнеса, в частности таких, как мобильная связь и передача данных. Появился ряд новых телекоммуникационных предприятий, в том числе созданных в форме альянсов с зарубежными партнерами. Международное сотрудничество явилось в эти годы одним из основных факторов, способствовавших технологическому развитию и модернизации телекоммуникационной отрасли в России. Оно обеспечило российским предприятиям в новых экономических условиях дополнительные прямые инвестиции и товарные кредиты на закупку современного оборудования.

На данный момент можно говорить о недостаточном потоке инвестиций в телекоммуникационную отрасль России. Наряду с необходимостью улучшения инвестиционного климата телекоммуникационного рынка, принципиально важное воздействие на рынок имеет тип регулирующего агентства. Лишь наличие независимого регулирующего агентства позволяет не только ощутимо снизить цены, но и значительно увеличить спектр предлагаемых услуг. В России такого агентства нет. Все регулирующие структуры жестко связаны с правительственными органами. Это не исключает принятия регулирующего решения, имеющего политическую окраску, позволяющего повысить престиж власти, но не отвечающего интересам рынка и благосостояния общества. В этом случае не следует путать (или подменять) координирующие действия государства (например, препятствующие операторам злоупотреблять правом устанавливать цены на предоставляемые услуги, защищающие национального производителя, и т. д.) и желание воздействовать на рынок, используя административный ресурс (принимать регулирующие решения, позволяющие определенным группам иметь преимущества на рынке, лоббировать интересы «своих» производителей и т. д.).

Суммируя все вышесказанное, можно отметить, что, несмотря на динамичное развитие национальной телекоммуникационной отрасли в целом, имеющей одни из самых высоких темпов развития среди телекоммуникационных рынков мира, у отечественного телекоммуникационного рынка есть следующие особенности:

различные сегменты рынка развиваются неравномерно;

объем инвестиций недостаточен для ведения полномасштабной телекоммуникационной деятельности;

регулирующие органы являются составной частью правительства и имеют четко выраженные протекционистские наклонности;

отсутствует научно обоснованная долгосрочная федеральная программа создания, развития и совершенствования национальной телекоммуникационной инфраструктуры.

Сектор телекоммуникационного рынка, к которому относится телефонная связь, принадлежит к группе динамично развивающихся, капиталоемких, социально значимых и приносящих львиную долю (около 80%) прибыли всей отрасли секторов. По количеству пользователей телефонная связь в настоящее время является второй, уступая лишь сегменту телерадиовещания. Общие доходы в секторе телефонной связи России по прогнозам к 2011 г. возрастут более чем в три раза.

Создание российской информационно-телекоммуникационной инфраструктуры следует рассматривать как важнейший фактор подъема национальной экономики, роста деловой и интеллектуальной активности общества, укрепления авторитета страны в международном сообществе. [ 16 ]

Список использованной литературы

1. Конституция Российской Федерации: принята всенар. голосованием 12 дек. 1993 г. - М. : Юрид. лит., 2000. - 61 с.

2. Гражданский кодекс Российской Федерации. Часть первая от 30 ноября 1994 г. N 51-ФЗ (в ред. от 4.11.2007 г.) // СЗ РФ. - 1994. - № 32. - Ст. 3301.

3. О связи: Федер. закон Росс. Федерации от 07.07.2003 N 126-ФЗ

5. В помощь радиолюбителям: электронные узлы / А. П. Кашкаров. - 2004. - N 4-5. - С. 82 - 89.

6. ГОСТ 19472-88 «Система автоматизированной телефонной связи общегосударственная. Термины и определения».

7. История открытия первой линии связи Санкт-Петербург – Москва в документах // Электросвязь. – 1998. – № 10– 25 с.

8. Коммутация в системах и сетях связи /А. Н. Берлин. - М., 2001.- 444 с.

10. Основы радиоэлектроники и связи: Учеб. пособие для вузов / В. И. Каганов, В. К. Битюгов.

11. Опыты исследования распространения переменного тока по длинным проводам. Применение к телефонированию на большие расстояния // Войцеховский П.Д.// ПТЖ. – 1896, май, с. 709-726; июнь, с. 847-854

12. Отечественные телекоммуникационные системы: Учеб. пособие для вузов / Ю. К. Шарипов, В. К. Кобляков.

13. От плазменного телевизора до мини-диска: Экспертиза //"Известия" №215, 1997г.

14. Развитие российской отрасли телекоммуникаций, Корнеев И., опубликовано в журнале "CIO" №1 от 28 января 2005 года

15. Российский государственный исторический архив – РГИА, ф. 1289, оп. 2, д. 1618, л. 233.

16. Телеграфные аппараты: [Из собрания Политехн. музея: Каталог] / С.В. Делибаш, Г.А. Галустян, Л.В. Гурская; Науч. ред. Г.Г. Григорян.

1 Российский государственный исторический архив – РГИА, ф. 1289, оп. 2, д. 1618, л. 233.

АО электросвязи невозможно без оценки достигнутого уровня развития электросвязи в регионе, ... ТП является интегральным показателем развития электросвязи , отражающим состояние сети в целом, и в условиях отсутствия данных...

До изобретения в XIX в. систем и механизмов связи сам процесс связи был весьма трудным и медленным. Люди посылали письма друг другу с гонцами или передавали сигналы с помощью барабанов, дыма, костров, церковных колоколов, зеркал. Эти способы были хороши лишь для связи на коротких рас­стояниях, до дальних пунктов сообщения шли очень долго. Даже после появ­ления пароходов для доставки письма, например, из Европы в Австралию тре­бовалось несколько месяцев.

Француз Клод Шапп (1763 - 1805) изобрел систему связи, названную телегра­фом, что означает «пишу издалека». Она работала следующим образом. На вершинах холмов строили специальные башни. На каждой башне устанавли­вали особую конструкцию с двумя длинными планками, которые могли прини­мать 49 положений. Каждое положение соответствовало букве или цифре. Операторы передавали сообщения с одной башни на другую. Эта система работала очень успешно. К середине XIX в. протяженность ее линий только во Франции составляла около 4828 км.

Первый электрический телеграф создали в 1837 г. английские изобретатели Уильям Кук (1806-1879) и Чарлз Уитстон (1802- 1875). Электрические сигна­лы посылались по проводам в приемник. Они приводили в действие стрелки, которые указывали на разные буквы. Таким образом передавалось сообщение.

В 1843 г. американский художник Сэмюэл Морзе (1791 - 1872) изобрел но­вый телеграфный код, заменивший код Кука и Уитстона. Он разработал для каждой буквы знаки, состоящие из точек и тире. При передаче сообщения долгие сигналы соответствовали тире, короткие - точкам. Морзе устроил демонстрацию своего кода, проложив телеграфный провод длиной 6 км от Балтимора до Вашингтона и передавая по нему новости о президентс­ких выборах. Код Морзе используется и в наши дни.

В 1858 г. Чарлз Уитстон создал систему, в которой оператор с помощью кода Морзе набивал сообщения на длинной бумажной ленте, поступавшей в те­леграфный аппарат. На другом конце провода самописец набивал принятое сообщение на другую бумажную ленту.

Впоследствии самописец заменили сигнализатором, преобразовывавшим точ­ки и тире в длинные и короткие звуки. Операторы слушали их и записывали текст сообщения.

Сегодня невозможно представить себе жизнь без телефона. Он используется повсюду, и жизнь людей в значительной степени зависит от этого прибора. Трудно поверить, что телефон увидел свет чуть раньше начала века. Офици­альной датой его изобретения обычно считается 1876 г. Естественно, как и в случаях с другими техническими изобретениями, исследования и экспери­менты, связанные с телефоном, начались намного раньше.

Интересно, что в действительности телефон был изобретен одновременно двумя исследователями - Беллом и Греем - независимо друг от друга. Александр Грэхем Белл, которому обычно приписывается изобретение теле­фона, оказался более удачлив, опередив Грея с заявкой на патент, который он получил 7 марта 1876 г.

Рассказывают, что когда в 1876 г. главный инженер британских почт и теле­графов сэр Вильям Прис услыхал об изобретении телефона, он воскликнул: «Возможно, американцам и нужен телефон, у нас же, к счастью, хватает пока посыльных!» Восклицание это оказалось чересчур поспешным. Ни одно изобретение в мире не было признано так быстро и не развивалось так стремительно, как телефон.

Подобно многим важным изобретениям в истории, телефон появился по ошибке. Он возник в результате попыток разработать прибор для передачи по одному проводу нескольких сигналов кода Морзе. Сегодня этот способ известен как уплотнение, или мультиплексирование сигналов. Легенда гласит, что Белл экспериментировал с многоканальным телеграфным передатчиком, в то время как его помощник Томас Ватсон наблюдал за прием­ником в другой комнате. Случайно пролив на свои брюки кислоту, Белл позвал ассистента: «Мистер Ватсон, скорее помогите мне!» В пылу события он забыл о том, что Ватсон не мог его слышать. Но, к его большому удивлению, Ватсон появился очень быстро: он услышал призыв Белла из приемника. Как на идею телефона натолкнулся Грей, история умалчивает, но основные прин­ципы его изобретения очень напоминают принципы Белла. Нет необходимости прослеживать в деталях незначительные различия между телефонами Белла и Грея. Ясно одно: телефон стал тем изобретением, время которого пришло. Первый телефон, сделанный Беллом случайно, работал плохо, но он все-таки работал, и это было замечательно. В своем изначальном виде телефон Белла был мало пригоден для широкого применения. Но перспектива этого изобретения, которое могло посылать по проводам звуковые сообщения, была оче­видна, поэтому вскоре начались активные работы по усовершенствованию те­лефона. Уже в 1878 г. в Нью-Хевене, штат Коннектикут, была построена пер­вая коммерческая телефонная станция.

Телефон удовлетворил вполне определенную общественную потребность, сделав возможной связь на большие расстояния без использования проме­жуточных кодов и громоздких телеграфных аппаратов. Общаться по телефону было просто, привычно и удобно. Именно поэтому телефон очень быстро получил широкое признание во всем мире и его внедрение и развитие стало большим бизнесом.

Специально для этой новой и важной отрасли индустрии связи была создана одна из самых крупных корпораций двадцатого столетия - Американская телеграфная и телефонная компания (AT&T - American Telegraph and Telephone Company). Она была зарегистрирована как юридическое лицо в марте 1885 г. и вскоре стала контролировать практически всю быстро растущую телефонную сеть на территории Соединенных Штатов. С самого начала своей деятельности AT&T находилась в исключительно благоприятных условиях как легальная государственная монополия.

Из-за необъятного размера корпорации она могла позволить себе роскошь- большие исследовательские лаборатории. AT&T оставалась в авангарде тех­нологии просто потому, что никто, кроме нее, не располагал средствами для проведения необходимых разработок на уровне Bell Laboratories - исследо­вательского подразделения AT&T.

В России, в Петербурге, начали пользоваться телефонными аппаратами бо­лее ста лет назад, в 1882 г. Тогда в столице открылась первая телефонная стан­ция на 128 абонентов. Через год в Петербурге насчитывалось уже 604 теле­фонных аппарата, в 1890 г. - 1829, а спустя еще пять лет - 2858 аппаратов, и число их быстро увеличивалось.

Скоро телефонные линии соединили Петербург с Гатчиной, затем - с Петер­гофом и Царским Селом. Телефонизировалась Москва и другие города России. Но прошло более полутора десятков лет, прежде чем телефонные провода пролегли между Петербургом и Москвой, т. е. открылась первая в России даль­няя междугородная телефонная линия.

В том, что это важное событие произошло с большим запозданием, менее всего виновата техника. Уже через пять лет после установки в столице первого телефона в Главное управление почт и телеграфов поступило прошение от предпринимателей А. С. Столповского и Ф. П. Попова о предоставлении им прав на устройство прямой телефонной связи между Петербургом и Москвой. «Ввиду несомненного значения, какое имеют телефоны, и громадной обще­ственной и государственной пользы, ими приносимой, является весьма свое­временной мысль о телефонном соединении крупных центров государствен­ной и промышленной жизни».

Однако эти, казалось бы убедительные, доводы не произвели на руководителей почтово-телеграфного ведомства должного впечатления, и предложение Столповского и Попова было решительно отвергнуто «за многими неясностями». Два долгих года понадобилось, чтобы прийти к выводу, что устройство телефон­ного сообщения между двумя городами целесообразно и что такая связь «в са­мом непродолжительном времени должна представить значительные выгоды». Но только через 5 лет, в 1898 г., Москву и Петербург связала телефонная линия.

В то же время человеческая мысль не стояла на месте. Опыты Майкла Фарадея и его соотечественника и последователя Кларка Максвелла привели ученых к выводу, что переменное магнитное поле, рождаемое непрерывно изменяющим­ся током, создает в окружающем пространстве электрическое поле, которое в свою очередь возбуждает магнитное поле, магнитное поле - электрическое и т. д. Взаимосвязанные, создаваемые друг другом магнитное и электрическое поля образуют единое переменное электромагнитное поле, которое непрерыв­но, как бы отделяясь и удаляясь от места возбуждения его, распространяется во всем окружающем пространстве со скоростью света (300 000 км/с). Явление возбуждения переменным током электромагнитных полей стали на­зывать излучением электромагнитных колебаний, или излучением электромаг­нитных волн. Встречая на своем пути проводники, магнитные составляющие электромагнитных колебаний возбуждают в этих проводниках переменное элек­трическое поле, создающее в них переменный ток, подобный току, возбудивше­му электромагнитные волны, только несравненно слабее. Это замечательное явление и было положено в основу техники радиопередачи и радиоприема. Итак, в 1888 г. немецкому ученому Генриху Герцу удалось опытным путем доказать сам факт существования электромагнитных волн и найти возмож­ность их обнаружения. Эксперименты Герца не могли не привести к идее передавать с помощью электромагнитных волн сообщения, т. е. осуществлять связь без проводов. Приведем высказывание по этому поводу только одного ученого, англичанина В. Крукса. В своей замечательной статье «Некоторые возможности применения электричества» (1892 г.) он писал: «... электричес­кие колебания с длиной волны в один ярд и более легко проникают через вся­кие среды (стены, туман), являющиеся для них прозрачными. Здесь раскры­ваются поразительные возможности телеграфирования без проводов». Далее он пишет, что проводимые в этой области исследования могут в любой день привести к практическим результатам. Он подробно описывает принципы бес­проводного телеграфирования, указывает на необходимость использования волн различной длины, настройки радиопередатчика и радиоприемника на выбранную волну, говорит о применении направленных антенн, азбуки Морзе и о ряде других элементов системы передачи - приема радиоволн, которые в дальнейшем стали использоваться в радиосвязи.

Проводя опыты с волнами Герца, ближе всех подошел к созданию системы радиосвязи английский ученый О. Лодж (1851-1940). Но он занимался «чистой наукой», создавая приборы для демонстрации опытов Герца, и не ставил перед собой практических задач. Сам Лодж в 1923 г. писал: «... не было у меня чувства перспективы и понимания того исключительного значения, какое эти опыты имели для флота, торговли и, конечно, для надежной связи в мирных и военных условиях».

Первое достаточно чувствительное и надежное приемное устройство, без которого немыслима радиосвязь, создал наш соотечественник, талантливый физик, в ту пору уже видный специалист в области электротехники, препода­ватель Минного офицерского класса в Кронштадте Александр Степанович Попов. Занимаясь экспериментами с лучами Герца, А. С. Попов, опираясь на работы О. Лоджа, в апреле 1895 г. сделал когерерный приемник с релейным усилением и автоматическим синхронным декогерерованием с помощью мо­лоточка звонка, который звуком отмечал прием посылок радиоволн (сигналов). Свой приемник, принимавший излучаемые вибратором Герца радиоволны, Александр Степанович продемонстрировал на заседании Русского физико-химического общества (РФХО) 7 мая (25 апреля по ст. ст.) 1895 г., выступая с сообщением «Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям». Прием сигналов осуществлялся отрезком проволоки, соединенным с прибором. Как только вибратор начинал излучать электромагнитную энер­гию, приемный прибор отзывался на нее трелью звонка. Этот прибор был первым в мире радиоприемником, а присоединенный к нему отрезок проволо­ки - первой в мире антенной.

В том же 1895г., когда А.С. Попов создавал свой приемник, молодой итальянец Гульельмо Маркони проводил опыты с электромагнитными волнами, целью которых было создание устройства для передачи сообщений. Об этих опытах известно только по воспоминаниям современников, публикаций по этому поводу в ту пору не было. В следующем году, 2 июня 1896 г., он подает в Велико­британии заявку на «усовершенствования в передаче электрических им­пульсов и сигналов и в аппаратуре для этого». Патент был выдан 2 июля 1897 г., и только после этого появилось подробное описание предложенного Г. Марконк устройства. Оно оказалось весьма схожим с устройством А.С. Попова.

В 1896 г. была передана и принята первая в мире радиограмма с записью на ленту телеграфного аппарата. Весной 1897 г. были переданы радиосигналы с корабля на берег на расстояние 640м. А двумя годами позже, в 1899г., после открытия возможности приема радиосигналов с помощью телефонных трубок на слух, дальность радиосвязи достигла уже 35 км.

Но это было только начало. Прогресс радиоэлектроники и, в частности, средств радиосвязи не может не впечатлять. За первую четверть века она прошла путь от несовершенных искровых систем передачи и приема затухающих колеба­ний к ламповым приемникам и генераторам, к высококачественным антенным системам. В годы становления радиосвязи считалось, что для увеличения даль­ности действия следует, наряду с повышением мощности передатчика, увели­чивать длину волны, что привело к использованию радиоволн длиной в сотни итысячи метров (средних волн - СВ и длинных волн - ДВ) и передатчиков мощностью в десятки и сотни киловатт. В начале 20-х годов нашего столе­тия было обнаружено сенсационное свойство коротких волн (KB). При не­больших мощностях передатчиков они могли, благодаря отражению от иони­зированных слоев атмосферы, преодолевать огромные расстояния. Началось «победное шествие» KB, на которых в течение шести-семи десятилетий ра­ботали дальнее радиовещание и радиосвязь. Освоение новых диапазонов, в том числе диапазона ультракоротких волн (УКВ), было вполне естественным процессом в развитии науки и техники и соответствовало практической по­требности в расширении спектра применяемых частот.

Количество передающих средств стремительно росло, для их работы без вза­имных помех требовались все новые частоты, а также международное регу­лирование их использования. К тому же, привычные диапазоны ДВ, СВ, KB оказывались совершенно непригодными для ряда новых служб, например, высококачественного электронного телевидения, радиолокации, занимаю­щих широкую полосу частот, измеряемую мегагерцами. В начале 30-х годов стала актуальной задача обнаружения самолетов с помощью радиоволн, ре­шение которой положило начало радиолокации, во многом способствовав­шей становлению и быстрому совершенствованию новых технологий в сверхвысокочастотной радиоэлектронике.

Обратимся к современной радиосвязи в широком значении этого понятия как отрасли электрической связи, ставшей в технически развитых странах одной из важнейших инфраструктур. Интенсивный процесс интеграции различных видов электросвязи позволяет уже сегодня рассматривать ее как единый комплекс средств передачи, приема, обработки информации и средств вычислительной техники, одним из основных направлений совер­шенствования которых стала цифровая обработка сигналов. В России, ко­торая немного отстала в этой области, работы по созданию и внедрению средств цифровой связи и телекоммуникаций набирают темпы. Впервые сооружены современные высокоскоростные цифровые радиорелейные ли­нии с пропускной способностью каждой совокупности каналов связи 140 Мбит/с, ведется строительство аналогичной по пропускной способнос­ти цифровой радиорелейной магистрали протяженностью более 8000 км. Эти линии - часть международного волоконно-оптического кольца цифровой связи, которое опояшет земной шар. Российский участок этого кольца ста­нет базой для создания региональных сетей цифровой связи, в том числе с помощью цифровых радиорелейных линий меньшей пропускной способно­сти, и эти сети будут вливаться в основную магистраль.

К приоритетным направлениям развития телекоммуникаций относятся и под­вижные системы радиосвязи. В течение многих лет основным видом такой связи у нас была радиально-зоновая радиотелефонная система «Алтай». И лишь в последние несколько лет началось внедрение весьма прогрессивных сотовых систем, завоевавших большую популярность в технически развитых странах.

В. О. Шварцман

Развитие электросвязи началось более 160 лет назад – с момента появления телеграфной связи. Сейчас насчитывается 11 видов электросвязи.

Как видно из таблицы, подавляющее большинство видов электросвязи (10 из 11) предназначено для человека – как отправителя, так и получателя информации. Только передача данных используется для обмена информацией между ЭВМ и между человеком и ЭВМ.

При рассмотрении таблицы возникает ряд вопросов:

4. Можно ли с помощью средств электросвязи предоставлять услуги, выходящие за рамки непосредственного общения людей?

Для ответа на эти вопросы воспользуемся результатами , свидетельствующими о информационных возможностях некоторых видов электросвязи.

Общеизвестно, что появление электросвязи дало возможность человеку передавать различную информацию на значительно большие расстояния, чем при непосредственном общении. Но помимо этого, средства связи имеют различные информационные возможности (см. таблицу).

А теперь попробуем ответить на поставленные выше вопросы.

1. Почему развитие электросвязи началось с телеграфии?

По-видимому, причин тому несколько.

1. Закономерность развития. Как вид электрической связи телеграфия имела большую предысторию – от оптического и звукового телеграфа (сигнализация кострами и семафором, барабанный бой и т. п.) до электрохимического и элементарного электромагнитного.

2. Историческая обусловленность. Поскольку развитие техники определяется состоянием соответствующих направлений науки и практики, то в первой трети прошлого столетия появились предпосылки для создания электромагнитного телеграфа.

3. Технические возможности. Для передачи сообщений на расстояние проще всего использовать электрический ток путем его включения и выключения на передаче, а также притяжение магнитной стрелки электромагнитом, включенным на приеме.

2. Что является движущей силой появления новых видов электросвязи?

Как следует из таблицы, с появлением новых видов электросвязи объем информации, получаемой с их помощью, приближается к объему информации, получаемой при непосредственном общении людей. Поэтому как только появились возможности для превращения звуковых колебаний, создаваемых речью человека, в электрические сигналы и обратного их преобразования на приеме, возникла (примерно через 40 лет после телеграфии) телефония, резко увеличившая объем передаваемой информации по сравнению с непосредственным общением (с 7 до 45 %).

После этого была организована факсимильная связь, которая значительно расширила возможности человека при передаче не только текстовых и звуковых сообщений, но и чертежей, рисунков, фотографий.

Появление этого вида связи стало возможным после реализации идеи последовательной передачи изображений по элементам и разработки способов и устройств, способных преобразовать неподвижные изображения в электрические сигналы.

В качестве преобразователей на передаче были использованы фотоэлементы, а на приеме – электросветовые (с записью на фотобумагу), электрохимические (с записью на бумагу, покрытую специальным составом, реагирующим на силу тока), электростатические (с записью на специальную бумагу, реагирующую на величину электрического заряда) и другие методы. Однако больше половины информации (см. таблицу), получаемой человеком с помощью органов зрения, не могло быть передано с помощью средств связи, пока не были решены задачи превращения подвижных изображений в электрические сигналы и обратно. Так в результате изобретения электроннолучевых трубок – иконоскопа (передающей) и кинескопа (приемной) – появилось телевидение.

Этим завершился один из очень важных этапов приближения информационных возможностей средств электросвязи к возможностям непосредственного обмена информацией между людьми. Этот этап охватывает все виды сообщений, которые передаются и принимаются органами зрения, слуха, движения, мимики и жестов.

Осталась неохваченной только информация, получаемая и выдаваемая человеком с помощью органов осязания и обоняния. Но эта часть информации сравнительно невелика, и есть все основания полагать, что со временем ее можно будет передавать с помощью средств электросвязи. Некоторые достижения в этом направлении уже имеются. В парфюмерной промышленности, например, испытывают «электронный нос» (устройство для оценки запахов духов), а в пищевой промышленности – «электронный рот» (устройство для дегустации вин). Поэтому есть надежда, что со временем связь обеспечит 100 %-ную передачу информации, получаемой при непосредственном взаимодействии людей между собой и с окружающим миром.

Исходя из сказанного, можно сделать вывод о том, что движущей силой появления и развития новых видов электросвязи является стремление максимально приблизить информативность электросвязи к условиям непосредственного общения.

Подытоживая данные рассуждения, можно констатировать, что развитие электросвязи началось с низкоскоростной передачи текстовых сообщений (телеграфия), затем появилась телефонная связь, требующая больших скоростей передачи, после этого – передача неподвижных изображений (факсимильная связь), звуковое (аудио) вещание, видеовещание (телевидение), видеотелеконференции на основе применения технологий мультимедиа с эффектом виртуальной реальности, причем для каждого следующего вида связи требовались более высокие скорости передачи. Таким образом, просматривается очевидная тенденция – по мере появления новых видов электросвязи повышается скорость передачи информации. Эта тенденция подтверждается и экономическими соображениями.

3. Каковы перспективы дальнейшего развития видов электросвязи?

На основе изложенного может возникнуть вопрос, не остановится ли на этом развитие связи? Нет, не только не остановится, но даже не замедлится, и, более того, будет происходить более быстрыми темпами. И вот почему.

Во-первых, мы рассмотрели только последовательность создания новых видов связи, но совершенно не затронули вопросов развития предоставляемых с их помощью услуг. А ведь совершенно очевидно, что низкое качество услуг может свести к нулю информативность любого вида связи. Поэтому одним из основных направлений развития электросвязи остается увеличение числа услуг и повышение их качества.

Этот процесс будет происходить на основе новых технологий: интегральные и интеллектуальные сети, сети персональной и подвижной связи, мультимедиа, новые направляющие системы и методы передачи, сжатие информации и др. Но при этом телефония останется телефонией, как бы ее ни называли (например, компьютерная телефония, телефонная почта), а передача данных – передачей данных и т. д.

Одновременно с этим необходимо будет решить вопросы, связанные со снижением себестоимости и тарифов на услуги связи.

Решение этих задач в значительной степени зависит от развития электроники и вычислительной техники. При этом при оценке качества всех видов связи используются те же параметры, что и для оценки качества передачи информации при непосредственном общении, а основным требованием является максимальное приближение качества услуг связи к качеству передачи при непосредственном общении. Правда, в первом случае добавляются еще и требования к доставке по адресу и времени передачи.

Во-вторых, все вышеизложенное относится только к передаче информации в системе «точка – точка» (между двумя людьми). Однако человек может одновременно общаться не с одним человеком, а с многими людьми (система «точка – много точек»). Общение может происходить также по схеме «много точек – много точек» (имеется в виду масса людей).

И, наконец, в-третьих, мы ограничились рассмотрением только тех случаев, когда источником и потребителем информации является человек, тогда как сейчас в этом качестве широко и все чаще выступает ЭВМ. Более того, системы телеобработки и телематические службы будут все активнее использовать услуги электросвязи и в первую очередь услуги, базирующиеся на новых технологиях.

Отметим только, что услуги при связи ЭВМ – ЭВМ и человек – ЭВМ все более совершенствуются и по качеству приближаются к услугам непосредственного общения, например, услуга аутентификации отправителя и получателя, договоренность о методе работы (симплекс – дуплекс), о возможности приема сообщения определенного размера, конфиденциальность.

4. Может ли электросвязь предоставить услуги, выходящие за рамки непосредственного общения людей?

При ответе на этот вопрос речь будет идти только о тех услугах электросвязи, которые отсутствуют при непосредственном общении людей или имеют при нем более низкое качество.

Рассмотрим такую услугу, как передача с переприемом и хранением. Данная услуга удобна в условиях, когда отправитель и получатель находятся в местах с разным поясным временем или когда передать информацию раньше нельзя или неудобно, а позже не представляется возможным. Такие услуги предоставляются службами обработки сообщений (электронной почты), компьютерной телефонии и другими службами электросвязи.

Может возникнуть и другая ситуация: пользователь желает сохранить конфиденциальность получения информации. При непосредственной встрече с этим лицом уклониться от его намерений бывает очень трудно, тогда как служба компьютерной телефонии предоставляет такую возможность: при получении телефонного вызова абонент до снятия трубки нажатием специальной кнопки на аппарате получает на дисплее не только номер вызывающего абонента, но и его фотографию. На основании этих сведений он решает, снимать трубку или имитировать свое отсутствие. В более простых системах телефонной связи на экране аппарата высвечивается номер вызывающего телефона.

Существует и такая услуга, как «замкнутая группа абонентов», которую предоставляет служба обработки сообщений. Ее реализация в условиях непосредственного общения в большей массе людей весьма проблематична.

В местах собрания большого количества людей (в пределах непосредственной слышимости и видимости, когда обходятся без средств связи) может иметь место обмен разными видами информации (речь, текст, неподвижные и подвижные изображения).

Такие системы связи, как аудио- и видеоконференции, не только полностью обеспечивают дистанционный обмен всеми перечисленными видами информации, но и создают дополнительные возможности, в частности, передачу некоторой информации только определенной группе участников.

Большие возможности связи по сравнению с непосредственным общением человека с человеком или человека с ЭВМ не должно удивлять. Мы уже привыкли к тому, что микроскоп, телескоп, автомобиль, самолет и т. п. расширяют наши возможности.

Список литературы

Шварцман В. О.Электросвязь и информатизация // Электросвязь. – 1997. – № 5.

Страница 32 из 32 История развития телекоммуникационных систем и компьютерных сетей

История развития телекоммуникационных систем и компьютерных сетей

Вычислительная и телекоммуникационная технологии

Компьютерная сеть (Вычислительная сеть) - это совокупность компьютеров, соединенных линиями связи. Линии связи образованы кабелями или проводами, p-каналами и оптическими коммуникационными устройствами. Все сетевое оборудование работает под управлением системного и прикладного программного обеспечения.

Сеть - network - взаимодействующая совокупность объектов, образуемых устройствами передачи и обработки данных.

Компьютерные сети, отнюдь не являются единственным видом сетей, созданным человеческой цивилизацией. Даже водопроводы Древнего Рима можно рассматривать как один из наиболее древних примеров сетей, покрывающих большие территории и обслуживающих многочисленных клиентов. Другой, менее экзотический пример - электрические сети. В них легко можно найти аналоги компонентов любой территориальной компьютерной сети: источникам информационных ресурсов соответствуют электростанции, магистралям - высоковольтные линии электропередач, сетям доступа - трансформаторные подстанции, клиентским терминалам - осветительные и бытовые электроприборы.

С одной стороны, сети представляют собой частный случай распределенных вычислительных систем, в которых группа компьютеров согласованно выполняет набор взаимосвязанных задач, обмениваясь данными в автоматическом режиме. С другой стороны, компьютерные сети могут рассматриваться как средство передачи информации на большие расстояния, для чего в них применяются методы кодирования и мультиплексирования данных, получившие развитие в различных телекоммуникационных системах

Рассмотрим основные этапы развития телекоммуникационных сетей.

В середине XX в. основными системами коммуникации (лат. communico - делаю общим) между людьми, занятыми в экономике, не считая привычные почтовые письма, были телеграф, телефон и радиосвязь . Телевидение находилось на этапе своего становления. Посредством телеграфных, телефонных сетей и радиосетей осуществлялась передача информационных потоков, но обработка переданной информации целиком возлагалась на человека.

Настоящим прорывом в науке, технике, экономике и социальной жизни стало изобретение компьютера. На первых этапах своего развития (до 70-х гг. XX в.) компьютерная техника использовалась исключительно для обработки информации, а сбор и передача информации осуществлялись с помощью телекоммуникационных систем и сетей, основой которых являлись вышеупомянутые телеграфные, телефонные сети и радиосети.

После создания компьютерных сетей, представляющих собой совокупность компьютеров и объединяющих их каналов связи, сбор, передача и обработка информации стали осуществляться с помощью компьютерной техники. Два эволюционных пути - развитие телекоммуникаций и вычислительной техники - привели их к закономерному соединению .

Телекоммуникационные системы и сети являются по сравнению с компьютерными сетями «старожилами», и первыми из них были телеграфные и телефонные сети.

Телеграф (греч. tele - далеко и grapho - пишу) был изобретен в середине XIX в. и предназначался для передачи сообщений на расстояние при помощи электрических сигналов, символов и букв. Самый заметный вклад в развитие телеграфа внесли такие ученые, как К. Штейнгейль, В. Сименс, С. Морзе, Ж. Бодо и др.

В 1838 г. в Мюнхене немецкий ученый К. Штейнгейль построил первую телеграфную линию длиною в 5000 м.

В 1843 г. шотландский физик А. Бэйн продемонстрировал и запатентовал собственную конструкцию электрического телеграфа, которая позволяла передавать изображения по проводам. Аппарат А. Бэйна считается первой примитивной факс-машиной.

В 1866 г. был проложен трансатлантический телеграфный кабель по дну океана между Америкой и Европой, а в 1870 г. фирма «Сименс» протянула индоевропейскую телеграфную линию длиною в 11 тыс. км.

В конце XIX в. в Европе было протянуто 2840 тыс. км подземного кабеля телеграфных линий, в США - свыше 4 млн км, в России протяженность телеграфных линий составляла 300 тыс. км. Общая протяженность телеграфных линий в мире в начале XX в. составила около 8 млн км.

К середине XX в. в Европе были созданы телеграфные сети, получившие название Telex (TELEgraph + EXchange). Несколько позже в США также была создана национальная сеть абонентского телеграфа, подобная Telex и получившая наименование TWX (Telegraph Wide area eXchapge).

Сети международного абонентского телеграфа* постоянно расширялись, и к 1970 г. сеть Telex объединяла абонентов более чем из 100 стран мира.

В наши дни возможность обмена сообщениями по сети Telex сохранена во многом благодаря электронной почте сети Интернет. На территории бывшего СССР телеграфная связь существует и поныне. Телеграфные сообщения передаются и принимаются при помощи специальных устройств - телеграфных модемов, сопряженных в узлах связи с персональными компьютерами операторов. Телеграфная связь используется в основном для передачи телеграфной корреспонденции, поступающей от государственных предприятий, учреждений и частных лиц, ведения документальных переговоров, передачи статистических данных и различной цифровой информации между предприятиями.

Тем не менее в некоторых странах национальные операторы сочли телеграф устаревшим видом связи и свернули все операции по отправке и доставке телеграмм. В Нидерландах телеграфная связь прекратила работу в 2004 г. В январе 2006 г. старейший американский национальный оператор Western Union объявил о полном прекращении обслуживания населения по отправке и доставке телеграфных сообщений. В то же время в Канаде, Бельгии, Германии, Швеции, Японии некоторые компании все еще поддерживают сервис по отправке и доставке традиционных телеграфных сообщений.

Исторически телефонные сети появились несколько позже телеграфных.

Первые слова были сказаны по телефону (греч. tele - далеко и phone - голос) 10 марта 1876 г. и принадлежали они шотландскому изобретателю, преподавателю школы глухонемых Александру Грэму Беллу: «Мистер Ватсон, зайдите, я хочу Вас видеть». Дальность действия этой телефонной линии внутри здания составляла 12 м. Следует отметить, что вначале телефон был недооценен специалистами телеграфной связи, воспринявшими телефон за «никому ненужную лабораторную игрушку*. Данная экспертная оценка являлась примером крупнейшей и грубейшей ошибки за всю историю телекоммуникационного бизнеса. Через несколько лет телефон и телефонные сети стали развиваться стремительными темпами.

В 1878 г. компанией Bell Telephone, организованной А.Г. Беллом в Нью-Хевене (штат Коннектикут, США), была построена первая в мире телефонная станция и выпущен первый телефонный справочник объемом в 21 страницу, а уже в следующем году эта же компания начала строительство телефонной сети объемом на 56 тыс. абонентов.

Первая в России междугородная телефонная сеть заработала в 1880 г. на Царскосельской железной дороге. Оценив преимущества нового вида связи, российские предприниматели стали обращаться с ходатайствами к правительству о выдаче разрешения на строительство телефонных линий.

Первые абоненты телефонных станций соединялись вручную и вызвать абонента можно было, назвав требуемый номер телефонистке. В 10-х гг. XX в. автоматические телефонные станции (АТС) постепенно стали вытеснять телефонисток, соединявших абонентов вручную. Появились телефопные аппараты с дисковым набором номеров. Первая АТС в СССР появилась только в 1924 г. в Кремле и обслуживала 200 абонентов. Городская московская АТС на 15 тыс. абонентов начала работать в 1930 г. К началу Второй мировой войны в СССР насчитывалось более 1 млн абонентов.

После Второй мировой войны развитие телефонных сетей получило новый импульс. В 1951 г. в США впервые АТС стали использоваться не только для соединения в пределах одного города, но на междугородних линиях. В СССР такая АТС впервые была введена в эксплуатацию в 1958 г. между Москвой и Ленинградом.

В 1956 г., спустя 90 лет после прокладки первой телеграфной кабельной линии через Атлантику, закончилась прокладка первой трансатлантической телефонной линии связи, соединившей Великобританию и США (через Канаду).

В 50-60-е гг. XX в. разрабатывались основные методы цифровой передачи сигнала, в том числе голоса, велись работы по созданию радио- и видеотелефонии, мобильной телефонной связи.

В 1978 г. в Бахрейне начала эксплуатацию коммерческая система сотовой телефонной связи, которая считается первой реальной системой сотовой связи в мире.

80-90-е гг. XX в. характеризовались интенсивным внедрением цифровых методов передачи голоса и соответствующих телефонных сетей, использованием спутниковой связи, мобильной сотовой связи, а также широчайшим использованием компьютеров для обеспечения функционирования телефонных сетей.

Работы в области радиосвязи начались с тех пор, когда немецкий ученый Г. Герц в 1888 г. открыл способ создания и обнаружения электромагнитных радиоволн. 25 апреля 1895 г.

русский ученый А.С. Попов сделал доклад, посвященный методу использования излученных электромагнитных волн для беспроводной передачи электрических сигналов, содержащих информацию. В марте 1896 г. ученый провел эксперимент, он передал радиограмму с двумя словами «Генрих Герц» на 250 м. Через несколько лет в Кронштадте, не подавая заявку на патент, он наладил выпуск принимающей и передающей аппаратуры. Предприимчивый итальянец Г. Маркони заинтересовался новым изобретением. В июле 1898 г. он подал патент в Англии, предъявив подобное устройство, чуть усложнив схемы А.С. Попова. Приоритет открытия радио остался в истории человечества за Г. Маркони.

В 1898 г. Г. Маркони организовал радиосвязь между Францией и Англией, а в 1901 г. ему удалось передать сигналы со станции в Англии на станцию в Ньюфаунленде, США. В начале своего становления радиосвязь использовалась для передачи телеграфных сообщений, не учитывая возможностей радио по передаче звука.

В 1915 г. был осуществлен исторический эксперимент, когда по радио успешно были переданы речевые сигналы из Арлингтона (штат Вирджиния) в Париж. Следует отметить, что Г. Маркони предпочел, чтобы краеугольным камнем его беспроволочного телеграфа оставалась азбука Морзе, так как для беспроволочной передачи речи он не видел никакого полезного применения.

В 1920 г. американский радиолюбитель Конрад сконструировал радиостанцию для работы в режиме «телефон» и впервые в мире начал вести вещательные передачи.

В первой половине XX в, после разработки учеными и инженерами более совершенной усилительной аппаратуры, антенных устройств, а также методов передачи и приема радиосигналов радиосвязь стала стремительно развиваться.

Вторая половина XX в. характеризовалась совершенствованием радиоаппаратуры, разработкой цифровых методов радиосвязи, а также использованием спутниковых систем радиосвязи.

Что касается телевидения («радио с изображением»), то идеи создания электрической системы для передачи подвижного изображения на расстояние высказывались еще в 70-е гг.

XIX в. Основывались эти идеи на чисто теоретических выводах, так как возможности физических экспериментов в ту пору были ничтожны. Однако в середине 20-х гг. XX в. промышленно-техническая база развилась настолько, что впервые появилась возможность практической реализации теоретических принципов телевидения.

Идеям и экспериментам по передаче на расстояние подвижного изображения предшествовали идеи и эксперименты по передаче изображения неподвижного.

В 20-е гг. XX в. развитие электронного телевидения проходило в борьбе с противодействием сторонников механического телевидения (с использованием вращающихся механизмов для получения развертки на экране), пессимистически оценивавших перспективы электронных систем из-за больших технических трудностей, связанных с их созданием. Но идея электронного телевидения как самая прогрессивная оказалась наиболее жизненной.

Отцом современного электронного телевидения стал В.К. Зворыкин, эмигрировавший после гражданской войны в США. В 1931 г. он изобрел электронно-лучевую трубку, которую назвал иконоскопом. Изобретение иконоскопа явилось поворотным пунктом в истории телевидения, определившим направление его дальнейшего развития; он обеспечивал телевизионные передачи с большим числом строк.

Первые передачи телевизионных изображений по радиоканалу в СССР были произведены в апреле-мае 1931 г. Они были осуществлены, однако, с разложением изображения на строки по механической системе, т.е. развертка изображения на элементы проводилась с помощью вращающегося диска.

Исследования в области передающих и приемных электронно-лучевых трубок, схем развертывающих устройств, усилителей, телевизионных передатчиков и приемников, достижения в области радиоэлектроники подготовили переход к электронным системам телевидения.

В СССР летом 1938 г. первым заработал опытный Ленинградский телецентр, а в Москве, на Шаболовке, было построено специальное здание; телевизионное оборудование и передатчик заказаны в США, там же прошли стажировку ведущие специалисты. В итоге в стране появился первый Московский телецентр, принятый в постоянную эксплуатацию в декабре 1938 г.

В 1953 г. в США началось регулярное цветное телевизионное вещание, но из-за большой стоимости цветных телевизоров оно стало массовым только через 12-15 лет (первые.10 млн телевизоров были проданы к 1966 г.). В СССР регулярное вещание в цвете началось только в 1967 г., передачи Центрального телевидения стали цветными в 1977 г., а цветное оборудование получило периферийные телецентры в 1987 г.

В начале 90-х гг. XX в. были начаты исследования по передаче цифрового сигнала по эфирным каналам связи. Эта технология за короткий срок получила признание. В настоящее время ее используют более 300 компаний - производителей телевизионной электроники.

Наряду с эфирным телевидением в мире велись работы по созданию систем кабельного телевидения . Первая система кабельного телевидения в США была построена в 1952 г. в г. Лансфорде для приема передач от ближайшего телецентра в г. Филадельфии. Причиной возникновения кабельного телевидения в США в 1948 г. стала приостановка выдачи лицензий на новые телевизионные передающие станции почти на четыре года. Однако благодаря высокому качеству и помехозащищенности кабельное телевидение стало основным видом телевидения в крупных городах.

В 1960 - 1970-е гг. в СССР в соответствии с концепциями развития телевизионного вещания была создана огромная, практически тотальная система коллективного приема телевидения - почти 80 % телезрителей в городах получали телевидение по коаксиальному кабелю.

В последние годы кабельное телевидение стало одним из наиболее динамично развивающихся направлений телекоммуникационных сетей. Преимуществом телевизионных кабельных сетей является, что что они могут использоваться также для доступа к глобальной сети Интернет или передачи информации с приборов учета энергии и воды.

Рассмотренные выше радио- и телевизионные системы с использованием радиоканалов для передачи данных являются основными элементами беспроводных телекоммуникационных систем, включающих спутниковые системы и системы мобильной сотовой связи.

История развития компьютерных сетей

Компьютерные сети являются логическим результатом эволюции развития компьютерных технологий. Постоянно возрастающие потребности пользователей в вычислительных ресурсах обусловили попытки специалистов компьютерных технологий объединить в единую систему отдельные компьютеры.

Обратимся сначала к компьютерному корню вычислительных сетей. Первые компьютеры 50-х годов - большие, громоздкие и дорогие - предназначались для очень небольшого числа избранных пользователей. Часто эти монстры занимали целые здания. Такие компьютеры не были предназначены для интерактивной работы пользователя, а использовались в режиме пакетной обработки.

Системы пакетной обработки, как правило, строились на базе мэйнфрейма - мощного и надежного компьютера универсального назначения. Пользователи подготавливали перфокарты, содержащие данные и команды программ, и передавали их в вычислительный центр (рис.).

Операторы вводили эти карты в компьютер, а распечатанные результаты пользователи получали обычно только на следующий день. Таким образом, одна неверно набитая карта означала как минимум суточную задержку. Конечно, для пользователей интерактивный режим работы, при котором можно с терминала оперативно руководить процессом обработки своих данных, был бы удобней. Но интересами пользователей на первых этапах развития вычислительных систем в значительной степени пренебрегали. Во главу угла ставилась эффективность работы самого дорогого устройства вычислительной машины - процессора, даже в ущерб эффективности работы ис­пользующих его специалистов.

В начале 60-х гг. XX в. стали развиваться интерактивные (с вмешательством пользователя в вычислительный процесс) многотерминальные системы разделения времени. В таких системах мощный центральный компьютер (мэйнфрейм) отдавался в распоряжение нескольких пользователей. Каждый пользователь получал в свое распоряжение терминал (монитор с клавиатурой без системного блока), с помощью которого он мог вести диалог с компьютером. Компьютер по очереди обрабатывал программы и данные, поступающие с каждого терминала. Поскольку время реакции компьютера на запрос каждого терминала было достаточно мало, то пользователи практически не замечали параллельную работу нескольких терминалов и у них создавалась иллюзия монопольного пользования компьютером. Терминалы, как правило, рассредоточивались по всему предприятию, и функции ввода-вывода информации были распределенными, но обработка информации проводилась только центральным компьютером.

Такие многотерминальные централизованные системы внешне напоминали локальные вычислительные сети, до создания которых в действительности нужно было пройти еще большой путь. Сдерживающим фактором для развития компьютерных сетей был прежде всего экономический фактор. Из-за высокой в то время стоимости предприятия не могли приобрести сразу несколько компьютеров, а значит и объединить в вычислительную сеть было нечего.

Первые сети - глобальные

Развитие компьютерных сетей началось с решения более простой задачи - доступа к компьютеру с терминалов, удаленных от него на многие сотни, а то и тысячи километров. Терминалы в этом случае соединялись с компьютером через телефонные сети с помощью специальных устройств - модемов. Следующим этапом в развитии компьютерных сетей стали соединения через модем не только «терминал-компьютер», но и «компьютер-компьютер». Компьютеры получили возможность обмениваться данными в автоматическом режиме, что является базовым механизмом любой компьютерной сети. Тогда впервые появились в сети возможности обмена файлами, синхронизации баз данных, использования электронной почты, т.е. службы, являющиеся в настоящее время традиционными сетевыми сервисами. Такие компьютерные сети получили название глобальных компьютерных сетей.

Глобальные сети ( Wide Area Networks , WAN ) – сети объединяющие территориально рассредоточенные компьютеры, возможно находящиеся в различных городах и странах.

Именно при построении глобальных сетей были впервые предложены и отработаны многие основные идеи, лежащие в основе современных вычислительных сетей. Такие, например, как многоуровневое построение коммуникационных протоколов, концепции коммутации и маршрутизации пакетов.

Глобальные компьютерные сети очень многое унаследовали от других, гораздо более старых и распространенных глобальных сетей - телефонных. Главное технологическое новшество, которое привнесли с собой первые глобальные компьютерные сети, состояло в отказе от принципа коммутации каналов, на протяжении многих десятков лет успешно использовавшегося в телефонных сетях.

Выделяемый на все время сеанса связи составной телефонный канал, передающий информацию с постоянной скоростью, не мог эффективно использоваться пульсирующим трафиком компьютерных данных, у которого периоды интенсивного обмена чередуются с продолжительными паузами. Натурные эксперименты и математическое моделирование показали, что пульсирующий и в значительной степени не чувствительный к задержкам компьютерный трафик гораздо эффективней передается сетями, работающими по принципу коммутации пакетов, когда данные разделяются на небольшие порции - пакеты, - которые самостоятельно перемещаются по сети благодаря наличию адреса конечного узла в заголовке пакета.

Так как прокладка высококачественных линий связи на большие расстояния обходится очень дорого, то в первых глобальных сетях часто использовались уже существующие каналы связи, изначально предназначенные совсем для других целей. Например, в течение многих лет глобальные сети строились на основе телефонных каналов тональной частоты, способных в каждый момент времени вести передачу только одного разговора в аналоговой форме. Поскольку скорость передачи дискретных компьютерных данных по таким каналам была очень низкой (десятки килобит в секунду), набор предоставляемых услуг в глобальных сетях такого типа обычно ограничивался передачей файлов, преимущественно в фоновом режиме, и электронной почтой. Помимо низкой скорости такие каналы имеют и другой недостаток - они вносят значительные искажения в передаваемые сигналы. Поэтому протоколы глобальных сетей, построенных с использованием каналов связи низкого качества, отличаются сложными процедурами контроля и восстановления данных.

Исторически первые компьютерные сети были созданы агентством по защите прогрессивных исследовательских проектов DARPA по заданию военного ведомства США. В 1964 г. были разработаны концепция и архитектура первой в мире компьютерной сети ARPAnet(от англ. Advanced Research Projects Agency Network), в 1967 г. впервые было введено понятие «протокол компьютерной сети». В сентябре 1969 г. произошла передача первого компьютерного сообщения между компьютерными узлами Калифорнийского и Стенфордского университетов. В 1977 г. сеть ARPANET насчитывала 111 узлов, в 1983 - 4 тыс. Сеть объединяла компьютеры разных типов, работавших под управлением различных операционных систем с дополнительными модулями, реализовавшими коммуникационные протоколы, общие для всех компьютеров сети. Такие операционные системы считаются первыми сетевыми операционными системами. Сеть ARPANET прекратила свое существование в 1989 г.

Прогресс глобальных компьютерных сетей во многом определялся прогрессом телефонных сетей.

С конца 60-х годов в телефонных сетях все чаще стала применяться передача голоса в цифровой форме.

Это привело к появлению высокоскоростных цифровых каналов, соединяющих автоматические телефонные станции (АТС) и позволяющих одновременно пере­давать десятки и сотни разговоров. Была разработана специальная технология для создания так называемых первичных, или опорных, сетей. Такие сети не предоставляют услуг конечным пользователям, они являются фундаментом, на котором строятся скоростные цифровые каналы «точка-точка», соединяющие оборудование других, так называемых наложенных сетей, которые уже работа­ют на конечного пользователя.

Сначала технология первичных сетей была исключительно внутренней технологией телефонных компаний. Однако со временем эти компании стали сдавать часть своих цифровых каналов, образованных в первичных сетях, в аренду пред­приятиям, которые использовали их для создания собственных телефонных и глобальных компьютерных сетей. Сегодня первичные сети обеспечивают скоро­сти передачи данных до сотен гигабит (а в некоторых случаях до нескольких терабит) в секунду и густо покрывают территории всех развитых стран.

К концу 1970-х годов сеть APRAnet насчитывала уже около 200 оконечных сис­тем. Через 10 лет число хостов в Интернете, уже объединявшем множество других компьютерных сетей, достигло 100 тысяч. Таким образом, 1980-е годы характери­зуются стремительным распространением созданных ранее сетевых технологий.

В начале 80-х происходило активное объединение локальных сетей университе­тов в крупные региональные сети. Примерами могут служить сеть B1TNET, обес­печивавшая обмен файлами и электронной почтой между университетами на се­веро-западе США, CSNET, объединившая исследователей в области сетевых технологий независимо от APRAnet, и др. В 1986 году была разработана сеть NSFNET, позволившая получить доступ к вычислительным ресурсам суперком­пьютеров. Начальная скорость магистрали, составившая 56 Кбит/с, к концу деся­тилетия выросла до 1,5 Мбит/с. Магистраль NSFNET позволила объединить меж­ду собой региональные компьютерные сети США.

В 1980-е годы APRAnet уже содержала многие из компонентов, которые составля­ют основу современного Интернета. 1 января 1983 года стандартный протокол NCP, предназначенный для обмена данными между хостами, был заменен стеком про­токолов TCP/IP (RFC 801). С этого времени стек TCP/IP используется всеми хостами Интернета. В конце 80-х в протокол TCP были внесены значительные усовершенствования, направленные на обеспечение оконечными системами конт­роля переполнения. Кроме того, была разработана система доменных имен (Domain Name System, DNS), связавшая мнемонические имена Интернет-ресурсов с их 32-разрядными адресами (RFC 1034).

Параллельно с развитием APRAnet в США во Франции в начале 1980-х годов воз­ник проект Minitel, имевший поддержку со стороны правительства Франции и поставивший перед собой амбициозную цель - связать все сети в единую компь­ютерную сеть. Система, разработанная Minitel, представляла собой открытую ком­пьютерную сеть с коммутацией пакетов (протокол Х.25 с поддержкой виртуаль­ного канала), состоявшую из Minitel-серверов и недорогих пользовательских терминалов со встроенными низкоскоростными модемами. Большой успех при­шел к проекту Minitel после того, как французское правительство объявило о раз­даче бесплатных терминалов всем желающим для домашнего пользования. Сеть Minitel содержала как бесплатные, так и платные информационные ресурсы. В зените своей популярности в середине прошлого десятилетия Minitel поддерживала более чем 20 000 видов обслуживания - от удаленных банковских операций до организации доступа к специализированным исследовательским базам данных.