Горизонты техники для детей, 1973 №4

Телефон вчера и сегодня

Когда в 1876 году главный инженер британских почт и телеграфов, сэр Вильям Прис, узнал об изобретении телефона — он заявил «Американцам, может быть, и нужен телефон, мы к счастью, не нуждаемся в нем, поскольку у нас пока хватает посыльных». По-видимому сэр Прис не знал пословицы, что нет пророка в своем отечестве.

Собственно, такой оценке трудно удивляться, если оглянуться на судьбы некоторых изобретений. Телеграфный аппарат, построенный в 1840 году Самюелем Морзе, в то время казался неожиданным и необычным для использования на практике. А мысль о передаче звуков на расстояние считали несбыточной мечтой, как и все эксперименты с установлением телефонной связи глупой затеей и обманом.

В 1861 году в одной из американских газет появилось сообщение об аресте человека, который «пытался выманить деньги у темных и суеверных людей на постройку аппарата, с помощью которого можно будет передавать человеческую речь по проводам на любое расстояние… Свой аппарат он специально назвал «телефоном», явно подражая названию «телеграф», чтобы легче обмануть людей, слышавших об успехе телеграфного аппарата, но не знающих принципов его действия. Специалисты считают, что нельзя посылать голос человека по проводам, как передают азбуку Морзе. Впрочем, если бы это и было возможно, то и так не имело бы никакого практического значения». В этом же году была отвергнута конструкция Филиппа Рейса — «искусственное ухо» — являющаяся, по сути дела, первым телефонным устройством.

В один из дней весны 1876 года американскому патентному бюро Элиас Грей представил устройство для передачи звука на расстояние. Изобретателю не повезло, его изобретение не зарегистрировали: ровно на два часа раньше подобное устройство предъявил для получения патента Александр Грейам Белл, и он именно считается изобретателем телефона. Ученые не знали друг друга, и приоритет данного изобретения — чистая случайность.

Белл работал над своим аппаратом три года. Первый телефонный разговор состоялся 10 марта 1876 года.

Разговаривающие находились в разных комнатах одной и той же квартиры. Тогда Белл сказал своему сотруднику: «Мистер Уотсон, прошу сюда прийти, вы мне нужны.» Тридцать лет спустя открыли телефонную линию, соединяющую тихоокеанское и атлантическое побережья США; в первом трансконтинентальном разговоре попросили участвовать Белла. По ту сторону провода, в Сан-Франциско, у аппарата находился господин Уотсон. Он услышал те же слова уже известного изобретателя: «Мистер Уотсон, прошу сюда прийти, вы мне нужны». На сей раз по проводам побежал ответ: «Сейчас это невозможно, господин профессор!» И хотя разговаривающие очень громко кричали, они еле-еле слышали друг друга. Причиной плохой слышимости было несколько другое по сравнению с нынешними телефонами.

Вы знаете, наверно, что телефонная трубка состоит из телефона, (это часть, которую мы держим возле уха), преобразующего колебания электрического тока в звуковые сигналы, и микрофона, (часть трубки, в которую мы говорим). Через микрофон протекает электрический ток с напряжением, изменяющимся соответственно звуковым колебаниям воздуха, воздействующим на диафрагму.

В аппарате Белла микрофон отсутствовал. Вместо него был установлен второй телефон, где непосредственно под воздействием звуковых волн создавались электрические колебания. Именно потому разговаривающему нужно было очень громко кричать, и все равно его слова трудно было разобрать на другом конце провода. Правда, телефон Белла недолго работал без микрофона.

Среди многих ученых, занимающихся созданием микрофона и последующим его усовершенстованием, был и польский ученый — инженер Генрих Махальский.

Изобретение телефона приняли во всем мире с огромным энтузиазмом, но скоро все убедились, что наличие самого аппарата еще не решает проблемы.

Дело в том, что первоначально каждый телефонный аппарат соединялся с другим при помощи отдельной линии. И если кто-нибудь желал бы, допустим, поговорить по очереди с четырьмя лицами в разных районах города, ему понадобилось бы четыре разных аппарата, соединенных отдельными линиями. А что, если в городе телефоны у тысячи жителей, и каждый из них захочет поговорить с любым владельцем телефона? Нетрудно догадаться, сколько потребуется линий. Как быть?

В 1879 году появляется новое важное изобретение — коммутатор. Каждый телефонный аппарат соединен с коммутатором только одной линией — одной парой проводов. Сам коммутатор устанавливают на телефонной станции, обслуживаемой телефонистами.

С самого начала абоненты жаловались, что телефонисты не очень вежливы. Тогда вместо них на работу приняли женщин, но и на телефонисток часто поступали жалобы: они работали медленно и допускали много ошибок.

И снова помогла изобретательность — появился автоматический коммутатор.

Его сконструировал американский инженер Альмон Б. Строуджер. В 1892 году была построена первая телефонная станция, оборудованная автоматическим коммутатором. Тогда изобретение Строуджера представляло собой лишь интересную техническую новинку. После нескольких усовершенствований оно стало бесспорным доказательством преимуществ автоматической телефонии. В больших городах, где число абонентов доходило до нескольких десятков, а затем и сотен тысяч, установление коммутаторов, обслуживаемых вручную, становилось сначала затруднительным, а потом и вовсе невозможным. К тому же в большинстве крупных городов всегда бывает много иностранцев и им намного легче набрать нужный номер, чем договориться с телефонисткой. В небольших городах, где абонентов немного, дежурства телефонисток в вечернее и ночное время, когда телефоны обычно «замолкают», не оправдывают себя. Но телефонная станция должна работать и ночью, ведь бывают экстренные случаи, например, нужно вызвать врача. Следовательно, и в маленьких городах преимущества автоматических телефонных станций (АТС), работающих круглые сутки не вызывало сомнений.

Вот почему в большинстве городов начали действовать АТС. Но долго еще междугородный разговор приходилось заказывать у телефонистки междугородной телефонной станции, соединявшей телефонные линии разных городов.

Сейчас между многими городами существует автоматическая телефонная связь. Достаточно самому набрать номер нужного города, услышать сигнал его телефонной станции, и набрать номер абонента. Сейчас автоматизации подвергается и международная телефонная связь. Сегодня, например, из Варшавы можно непосредственно, т. е. без заказа у телефонистки международной телефонной станции, позвонить в Берлин, Москву, Прагу.

Нет пророка в своём отечестве, — гласит пословица, но Александр Белл оказался пророком.

Через два года после первого телефонного разговора он предсказал возможность прокладки городской телефонной сети. Изобретатель считал, что «в будущем провода соединят главные телефонные станции в разных городах, и человек в любом районе страны сможет разговаривать по телефону с другим человеком, находящимся в другом месте». Давно сбылись его замечательные предвидения, — хотя и пришлось преодолеть много трудностей. Сильные ветры и ураганы опрокидывали столбы воздушных телефонных линий, во время морозов обледеневшие провода часто обрывались Тогда кабели начали прокладывать под землей, чтобы они меньше подвергались внешним воздействиям и меньше повреждались. Сначала кабельные телефонные линии шли на небольшие расстояния, поскольку с увеличением расстояния резко ухудшалась слышимость. Лишь в начале XX века изобретение электронной лампы помогло людям услышать друг друга. Ее использовали для постройки усилителей электрических колебаний, и тогда только стало возможным бурное развитие междугородной телефонной сети. Правда, прокладка кабелей длиной в несколько тысяч километров, каждый из которых состоял из нескольких десятков или сотен проводов, требовала больших расходов. Снова на помощь приходит разум человека. Ученые изобрели устройства т. н. высокочастотной телефонии, позволяющие по одной паре проводов посылать сначала несколько, затем несколько десятков, а сейчас по несколько тысяч телефонных разговоров одновременно.

Итак. Александр Белл сделал важное изобретение, и ему заслуженно принадлежит одно из почетных мест в истории техники. Но без участия многочисленных, порой безымянных изобретателей, телефония не была бы тем, чем она является сегодня, тем, чем будет завтра.

Прежде чем ответить на этот вопрос, инженер, безусловно, уточнил бы, какая АТС нас интересует. Дело в том, что существует несколько типов АТС, отличающихся между собой. Но действие любой из этих систем начинается с приема «распоряжения», с каким номером нужно соединить абонента.

Вы, наверно, догадываетесь, что устройством, дающим такие распоряжения, является номеронабиратель телефонного аппарата. Во время обратного хода номерного диска две его пластинки поочередно замыкаются и размыкаются. Причем при каждом их замыкании АТС получает специальный сигнал — электрический импульс, напоминающий тире в азбуке Морзе. Число импульсов, идущих от набора цифр, соответствует номеру вызываемого абонента. Получив определенные импульсы, аппаратура АТС соединяет требуемую телефонную линию.

Основной аппарат автоматической телефонной станции — искатель, peaгирующий на строго определенные выбранные импульсы. Именно он соединяет одну входную линию — абонента, который набирает номер телефона — с одним из многочисленных контактов, к которым подведены выходные линии — абонента, чей номер телефона набирается. Такой искатель можно сравнить с железнодорожной стрелкой, направляющей приезжающий локомотив на нужный путь. Искатели бывают разных конструкции. Наиболее известный и широко применяемый — подъемно-вращательный искатель. Его контакты расположены в десяти рядах или декадах, причем в каждом из них дополнительно размещены полукругом 10 контактов. Щетка искателя — подвижный контактный элемент, перемещающийся по контактам — укреплена на вертикальной оси и первоначально находится в крайнем нижнем положении. При каждом импульсе первоначальной серии щетка поднимается выше на один ряд, при каждом импульсе следующей серии перемещается на одно поле вправо. Итак, посылая, например, номеронабирателем сначала 7 импульсов, а затем 3 импульса, щетку искателя установим на третьем контакте в седьмом ряду, что соответствует номеру 73.

Таким образом, один искатель может соединять с одним из 100 абонентов. Отсюда следует простой вывод — на станции ёмкостью 1000 номеров, достаточно иметь 10 искателей. На самом деле их должно быть больше. Ведь сначала нужно выбрать соответствующий искатель из 10 имеющихся… Эту операцию выполняет отдельный искатель. Кроме того, таких «первоначальных» устройств должно быть столько, чтобы одновременно могли разговаривать несколько абонентов, а не только один.

Поэтому устройство, называемое предыскателем, соединяет вызывающего абонента с одним из свободных групповых искателей, который по мере получения импульсов ищет соответствующий линейный искатель. Его щетка поднимается и поворачивается до тех пор, пока не попадёт на нужный контакт. В конечном итоге устанавливается связь между линиями обоих абонентов.

Так выглядит работа автоматической телефонной станции, разумеется, в «большом упрощении. На АТС других систем с несколько иными искателями она представляется чуть иначе, но всегда достигается одна и та же конечная цель — с помощью дискового или более современного клавишного номеронабирателя устанавливается связь между абонентами.

СТЕФАН ВЕЙНФЕЛЬД