История отрасли пособие

1961 г. Компания Bell Laboratories представила систему тонального набора для телефонных сетей компанииWestern Electric. Через несколько лет тональный набор начал повсеместно вытеснять дисковые номеронабиратели.

1962 г. В Чикаго начала действовать линия цифровой передачи мультиплексированных речевых сигналов. Такая передача требует преобразования аналоговых звуков речи в цифровой сигнал методом импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). При использовании данного типа модуляции электрический сигнал, соответствующий непрерывно меняющейся интенсивности звука, определенной частоты заменяется отдельными дискретными посылками ее отдельных значений. Так для основной телефонной полосы частот 4000 Гц каждое дискретное значение преобразуется в 8-разрядный двоичный код, что дает стандартный цифровой речевой сигнал с частотой следования 64 Кбит/с.

1965 г. В США введена первая аналоговая электронная автоматическая электронная станция на 4000 абонентов. АТС была снабжена компьютерным управлением, что обеспечивало все виды обслуживания и изменения характеристик коммутации с помощью специальных программ.

1966 г. Английские ученые Чарльз Г.Као и Джордж А.Хокем опубликовали статью, в которой показали, что количество примесей в стекле определяет в нем оптические потери прохождения света и при уменьшении -по терь возможно использовать стекловолокно для передачи световой информации. Еще во второй половине XIX в. Джон Тиндалл продемонстрировал возможность направленного распространения света по водяной струе, а в 20-х годах нашего столетия были созданы первые твердотельные световоды, помощью которых производились опыты передачи изображения.

1970 г. Разработан электретный микрофон, в котором преобразование звуковых колебаний в электрический ток осуществляется заряженной полимерной пленочной диафрагмой, покрытой с одной стороны металлом. Микрофон обладает частотной характеристикой до 15 кГц.

1973 г. Мартин Купер испытал первую в США систему сотовой связи, которая могла обслуживать не более30 абонентов. Телефонная трубка под названием Dyna-Tac весом более 1 кГ имела только кнопки вызова номера абонента и прекращения разговора.

1975 г. Во Франции введена первая в мире цифровая АТС типа Е10, где сигнал коммутируется и передается в цифровом виде со стандартной скоростью 64 кбит/сек. Поскольку звуковые колебания имеют непрерывную форму, то для работы с цифровой АТС аналоговый сигнал микрофона подвергался аналогово-цифровому преобразованию.

1976 г. В США был принят в эксплуатацию в телефонной сети первый оптический кабель. Оптический кабель состоит из скрученных по опреде-

ленной системе оптических волокон из кварцевого стекла(световодов), заключенных в общую защитную оболочку.

1978 г. Впервые на основе стандарта сотовой связи североевропейских стран NMT-450 (Nordic Mobile Telephone) в Бахрейне принята в эксплуатацию система коммерческой сотовой телефонной связи, в которой передача информации осуществлялась в аналоговом виде с помощью частотной модуляции сигнала. Первая сотовая сеть на250 абонентов имела двуячеистую систему и работала в диапазоне 400 МГц.

Начало работы первой системы сотовой связи в США.

1979 г. В Японии введена система сотовой связи"Автомобильная телефонная служба".

1981 г. Начало распространения системы сотовой связи Nordic Mobil Telephone System, работающей в диапазоне 450 МГц.

1982 г. Европейская Конференция Администраций Почт и Электросвязи (CEPT) создала группу для разработки единого европейского стандарта цифровой сотовой связи в диапазоне900 МГц. Результатом работы этой группы явился стандартGSM (Global System for Mobile Communications –

глобальная система для мобильной связи).

Введение в действие цифровой электронной АТС в США, которая допускала прямое подключение оптических кабелей к абонентскому комплекту без предварительного преобразования сигнала.

Важным этапом был переход от вращающегося диска к кнопочному номеронабирателю. При этом в телефонный аппарат был введен важный компонент – запоминающее устройство, которое использовалось для запоминания номера одного или нескольких вызываемых абонентов.

1985 г. В Европе принят стандартNMT-900 диапазона 900 МГц, который позволил расширить функциональные возможности системы сотовой связи и значительно увеличить количество обслуживаемых абонентов.

1988 г. Начато практическое применение нового стандарта беспровод-

ной телефонной связи DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunica-tions),

предусматривающего связь между телефонным аппаратом(базой) и телефонной трубкой по радиоканалу. В отличие от сотовых систем, которые применяются для больших зон обслуживания, стандарт DECT разработан для локального применения с радиусом связидо 500 м от базовой станции. Стандарт может осуществлять кроме голосовой и факсимильную связь.

1990 г. Американская промышленная ассоциация в области связи -ут вердила национальный стандарт IS-54 цифровой сотовой связи.

Начало разработки нового стандартаCDMA, основанного на кодовом разделении каналов.

1995 г. Стандарт GSM переведен на цифровую обработку сигналов, использующий частоты 900, 1800 и 1900 МГц. В связи с этим данный стандарт стал именоваться Global Mobile System for Mobile communications - глобаль-

ная система мобильной связи. Неотъемлемой частью каждого сотового телефона стандарта GSM является SIM-карта, представляющая собой миниатюрную пластиковую карту с чипом, с помощью которой выполняются функции идентификации пользователя в сети, проверка подлинности абонента, связь с базовой станцией.

Телефонные номера

Первые телефонные аппараты изготавливались без номеронабирателей. В книге "Список абонентов Московской телефонной сети" за 1916 г.

первый пункт правил пользования телефонными аппаратами :гласит

"Центральная станция вызывается простым снятием микротелефона с рычага. Дежурная на станции должна ответить, сообщая свой нумер. Затем абонент ясно и отчетливо сообщает нумер, с которым требует-

ся соединение". Отдельные модели телефонов содержали индуктор – вызывное устройство телефонной станции.

ВСША, где раньше всех ввели семизначные номера, нашли решение проблемы запоминания в использовании мнемонических правил — первые три цифры заменялись буквами, с которых начиналось какое-нибудь слово. При этом на единицу не начинался ни один номер, а ноль всегда использовался для вызова телефонистки.

Мнемонические правила до середины 60-х гг. использовались в Лондоне и Париже. В США сначала использовалась схема БББ–ЦЦЦЦ(три буквы — четыре цифры). С 1930 г. Нью-Йорк, а в 1947—48 гг. остальные города были переведены на схему ББЦ–ЦЦЦЦ.

ВСША на телефонном диске рядом с каждой цифрой(кроме единицы и нуля) находилось по три буквы алфавита. Буквы Q и Z не использовались из-за схожести с 0 и 2. В Англии буква O размещалась на нуле.

4. РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА

Где начало того конца, которым оканчивается начало?

Козьма Прутков

Внастоящее время радиоэто область науки и техники, связанная с изучением физических явлений распространения радиоволн и с их использованием в связи, радиовещании, телевидении, локации и т.д. Благодаря открытию и развитию радиотехники расширился обмен информацией. Начало радиотехнике положил Джеймс Максвелл, который предсказал, что электромагнитная энергия в виде волн передается от источника излучения со скоростью света. После того как Генрих Герц в1886–89 гг. экспериментально до-

казал существование электромагнитных волн появилась возможность их применения. Были открыты и экспериментально доказаны основные принципы, лежащие в основе передачи электромагнитной энергии на расстоянии.

Ксередине 90-х гг. XIX в. уже сложились основные принципы и средства беспроволочной сигнализации, появились основные элементы, требующиеся для практической реализации системы передачи сигналов посредством электромагнитных волн: катушка Румкорфа, вибратор Герца, когерер Лоджа и оставались последние шаги для практической реализации целенаправленного решения задачи осуществления связи при помощи электромагнитных волн.

Впериод своего возникновения под радио(от латинского "radiare"- излучать, испускать лучи) понимался способ беспроволочной передачи сообщений на расстояние посредством электромагнитных волн (радиоволн). В этот период разрабатывались научные основы радиотехники, велись интенсивные исследования и разработка радиопередающих и приемных устройств.

Следующий период развития радиотехники связан с использованием радиоламп, на основе которых были созданы усилитель и генератор электрических сигналов, а также изобретением принципов супергетеродинного радиоприема и передачи с целью увеличения дальности передачи радиосигналов, чувствительности и избирательности приемных устройств.

На следующем этапе в радиотехнике начали развиваться ее отдельные направления – непосредственно радиосвязь и радиовещание, радиолокация, гидроакустика, радиоуправление и т.д. В этот период осваивались высокочастотные диапазоны, начато использование частотной модуляции сигналов, внедрение в схемотехнику радиотехнических устройств всех направлений полупроводниковых приборов и интегральных схем.

Последний период характеризуется все большим распространением цифровых систем телекоммуникаций и обработки данных, использованием микроволнового и оптического диапазонов частот при передаче и приеме информации.

Хронология

1636 г. Французский монах Марен Мерсенн производил опыты по определению скорости звука в воздухе, на основе которых получил значение скорости звука в воздухе 414 м/с.

1640 г. Леонардо да Винчи высказал предложение о способе обнаружения кораблей в море с помощью звуковых волн: "Если ты, будучи на море,

опустишь в воду отверстие трубы, а другой конец приложишь к уху, то услышишь идущие вдали корабли".

1771 г. Луиджи Гальвани исследовал распространение электрических процессов в атмосфере и указал на реальную возможность наблюдения этого явления. В ходе проводившихся им опытов было установлено, что при прикосновении к мышце препарированной лягушки металлическим предметом под воздействием на небольшом расстоянии искровых разрядов в электрофорной машине она вздрагивала. В другом опыте мышца лягушки была соединена с проводом, поднятым на крышу дома, а нерв - с проводом, опущенным в колодец. При прохождении в окрестностях грозовых разрядов лапка лягушки вздрагивала. В соответствии с современной радиотехнической терминологией два провода, примененные Гальвани в этих экспериментах, с достаточным основанием могут быть названы первой антенной и заземлением.

1804 г. А.Захаров провел эксперимент поэхолокации. С целью определения высоты подъема воздушного шара он производил подсчет времени возврата эхо.

1807 г. Доминик-Франсуа Араго высказал идею обнаружения объектов при помощи эхолокации.

1827 г. Дэниэл Колладен (Швейцария) и Шарль Штурм (Франция) провели первые количественные измерения скорости звука в воде на Женевском озере. Оценка скорости проведена регистрацией разницы времени на -рас стоянии 10 миль между вспышкой света и звуком от удара колокола. По результатам опыта скорость звука в Женевском озере равнялась1435 м/с (разница с современными вычислениями составляет около3 м/с). Данный эксперимент рассматривается как рождение современной гидроакустики.

1842 г. Джозеф Генри сообщил, что в его опытах сигналы от искрового передатчика (электрофорной машины с излучающим проводом) принимались антенной в здании на расстоянии около 10 м через два межэтажных перекрытия. При подключении к приемнику антенны в виде провода и заземления Генри был осуществлен прием излучений от отдаленных грозовых разрядов. Его детектор представлял собой катушку с расположенными внутри нее -иг

лами. Прием сигналов фиксировался по магнитному действию поля катушки на металлические иглы.

1875 г. Элью Томсон (США) провел и в начале 1876 г. описал в журнале Франклиновского института эксперименты по передаче сигналов между разными этажами внутри здания на расстояние около25 м. Передатчиком служила индукционная катушка Румкорфа с искровым разрядником. Приемником волн являлся стержень с узким искровым промежутком. При включении передатчика в искровом промежутке приемника проскакивали искорки.

Эдуард Бранли, занимаясь поиском способов обнаружения и регистрации электромагнитных волн, обратил внимание, что волны воздействуют на железные опилки. Когда они находятся в горизонтально лежащей трубке в беспорядке, то они являются плохим проводником тока. При воздействии на трубку высокочастотным электромагнитным полем между опилками проскакивали искры, что приводило к спеканию опилок после чего проводимость порошка резко возрастала. Для восстановления проводимости трубку с опилками необходимо было встряхнуть.

1879 г. Дэйвид Эдуард Юз провел демонстрацию опытов по передаче сигналов без проводов на расстояние до сотен метров. В опытах в качестве передатчика им был применен искровой передатчик с катушкой Румкорфа. В приемнике детектором радиоволн служил микрофон, а для воспроизведения сигналов использовался телефон.

1882 г. Американский ученый А.Долбиэр проводил опыты по беспроводному телеграфированию. В его опытной установке применялся прототип высокочастотного генератора - катушка Румкорфа, питаемая от батареи постоянного тока через микрофон, и прототип антенны в виде длинного провода, вокруг которого создавалось поле индукции. Долбиэр также помимо телеграфирования проводил и опыты по беспроводной передаче речи. Для этого он питал первичную обмотку индукционной катушки от микрофона. Разборчивый прием речи в этих опытах был возможен с небольшими искажениями на расстоянии 1 км, а при телеграфной связи составлял до 20 км.

1883 г. В Англии изготовлен первый генератор ультразвуковых колебаний на основе цилиндра с острыми краями. Действие генератора основывалось на возникновении колебаний при выходе под давлением воздуха на кромку цилиндра.

1885 г. Томас Эдисон получил патент США на беспроводный телеграф с электромеханическим генератором для связи с кораблями на море.

Основой его телеграфа (рис. 58) служили индукционные катушки Тр1 и Тр2, вторичные обмотки которых подключены к антеннам А1 и А2 для излучения и приема электромагнитных волн. Первичные обмотки подключены к

Продолжение опытов показало, что разряд вызывает излучение, носящее волновой характер и при определенных размерах второй индукционной спирали наблюдается резонансный характер этого излучения.

С помощью своего резонатора Герцу обнаруживал электромагнитные волны на расстоянии до 16 метров от вибратора. В резонаторе Герца имелась возможность путем изменения длины искрового промежутка управлять мощностью колебаний, изменять частоту их с помощью изменения размеров вибраторов, осуществлять возбуждение и прекращение колебаний, применяя манипулятор, включенный в первичную катушку Румкорфа.

1888 г. Г.Герц опубликовал результаты своих опытов, где отметил, что электромагнитные волны распространяются прямолинейно со скоростью света. Открытое излучение впоследствии было названо лучами Герца.

1889 г. Оливер Лодж обнаружил эффект резкого уменьшения электрического сопротивления наполненной металлическим порошком трубки под воздействием электрического разряда. В результате этого электрическая цепь, в которой находилась трубка, оставалась замкнутой и по прекращении действия разряда.

1890 г. Французский физик Эдуард Бранли на основе опытов по изучению влияния электромагнитного поля на проводимость металлических -по рошков создал прибор обнаружения электромагнитных волн, представлявший собой стеклянную трубку, заполненную металлическими опилками. Для регистрации приходящих электромагнитных волн прибор включался в электрическую сеть со звонком или лампочкой. Для приведения трубки в состояние готовности к приему следующего сигнала требовалось легкое ее встряхивание. Используя греческий эквивалент слова "сцепление", Бранли назвал созданный им приемник электромагнитных волн "радиокондуктором".

Применительно к электромагнитным колебаниям, использовавшимся в изобретенном радиокондукторе, Бранли использовал термин "радио".

1892 г. Э.Томсон (США) обнаружил эффект возникновения незатухающих колебаний в колебательном контуре, присоединенном параллельно дуге, образованной между металлическими электродами.

Вначале 1892 г. английский физик Уильям Крукс после ознакомления

сработами Герца и Лоджа предсказал, как будет практически осуществлять-

ся радиосвязь: "Здесь раскрывается поразительная возможность телеграфирования без проводов, столбов, кабелей и всяких других современных доро-

гостоящих приспособлений". Он также предположил, что в системе связи будет использоваться частотная избирательность, направленные антенны, подслушивание и шифрование сообщений и т.п.

1893 г. Американский учёный югославского происхождения Николо Тесла также высказал свои мысли относительно возможности возникновения радиосвязи: "Я хочу сказать о передаче осмысленных сигналов, , может быть, даже энергии, на любое расстояние совсем без помощи проводов. Я рассматриваю проект передачи сигналов или энергии уже не просто как теоретическую возможность, а как серьезную задачу, которая ставится перед инженером-электриком и должна быть решена со дня на день".

Н.Тесла изложил идею использования на передающем и приемном концах радиолинии заземленных линейных вибраторов с верхней разветвленной частью (разновидность антенны – "метелка").

1894 г. О.Лодж разработал оригинальный приемник электромагнитных волн, основные элементы которого показаны на схеме рис.61. Приемник содержал антенну (А), детектор (Д - когерер), гальванометр (Г), батарею питания (Б) и электрический звонок (З). Основным элементом приемника служил радиокондуктор, снабженный устройством для встряхивания порошка. Эта конструкция получила название – когерер. Когерер Лоджа представлял собой стеклянную трубку с двумя противоположно размещенными электродами, между которыми находились металлические опилки. Для встряхивания порошка в трубке Лодж использовал разные приемы: встряхивание, постукивание, вибрации электрического звонка, помещенного рядом с трубкой, часовой механизм.

При приходе электромагнитной волны сопротивление когерера уменьшалось, замыкая электрическую цепь звонка и гальванометра, что приводило к протеканию в цепи достаточно большого тока. Прием сигнала регистрировался отклонением стрелки гальванометра и звонком. Приходящий сигнал в этом случае управлял значительно более сильным током от батареи, . е.

достигалось усиление сигнала, ставшее в разных вариантах в дальнейшем одним из основных в устройствах радиосвязи. Одновременно якорь звонка своими механическими вибрациями встряхивал порошок когерера, восстанавливая его сопротивление, цепь разрывалась, гальванометр и звонок отключались до следующего воздействия электромагнитных волн. В дальнейшем Лодж предложил другую конструкцию когерера, более чувствительную