Эволюция телефонных станций 1.5.1 Исторические предпосылки
Развитие средств связи началось с сигнальных костров и деревянных барабанов и продолжилось изобретениями голубиной почты, фельдъегерской связи, оптического телеграфа Шаппа и других средств, оставшихся элементами «суммы технологий» своего времени и важными вехами в истории цивилизации в целом.
В южных регионах России до сих пор сохранились старинные курганы, с вершин которых подавались световые сигналы. Днем, когда огонь был виден хуже, сигналом служил столб дыма, для чего сторожевым казачьим постам, расположенным на южных границах, предписывалось подбрасывать в костер сырые ветки. Точно так же в 1658 г. сообщение о появлении у берегов Англии испанского флота было передано с юга Англии на север при помощи заранее подготовленных костров. Специальные вышки, на которых всегда лежала куча хвороста или соломы, строили и в Запорожской Сечи: цепь таких вышек позволяла передавать сигналы на значительные расстояния.
Кроме оптической сигнализации использовалась и звуковая. Ружья гремят громче барабанов, поэтому в 1796 году известие о начале коронации императора Павла I было передано ружейными выстрелами 3000 солдат, расставленных на всем пути от Москвы до Петербурга. Пушки стреляли еще громче, чем ружья, в связи с чем, в 1838 г., сообщение об отходе первого парохода по новому каналу Эри было послано из Буффало в Нью-Йорк посредством пушечных выстрелов. Сигнал преодолел расстояние в 700 км и поступил в Нью-Йорк через 1 ч. 20 мин.
|
|
Уже в конце XVIII века, после опытов Гальвани и Вольта, положивших практическое начало науке об электричестве, начались работы, нацеленные на создание электрических средств связи. Первые такие работы касались передачи телеграфных сообщений. Наиболее примитивный способ телеграфии был основан на том, что две телеграфные станции соединяли между собой линиями связи, число которых было равно числу знаков алфавита, и каждый провод служил для передачи одного определенного знака. На этом принципе были построены электростатический телеграф Маршалла (Англия, 1753 г.) и электрохимический телеграф Земмеринга (Германия, 1809 г.).
Для уменьшения количества проводов между станциями потребовалось изыскать более совершенные способы передачи данных, одним из которых явился равномерный шестиэлементный код, созданный Павлом Львовичем Шиллингом, выпускником Первого кадетского корпуса в Петербурге, ветераном Отечественной войны 1812 года. Более совершенные системы телеграфирования обеспечивали получение сообщений в виде печатного текста. Первый буквопечатающий аппарат был изобретен Борисом Семеновичем Якоби, академиком Петербургской Академии наук. Буквопечатающие аппараты Якоби успешно работали на подземной кабельной линии между Зимним Дворцом и Главным Управлением путей сообщения, затем - на кабельной линии Петербург - Царское Село.
|
|
Однако, словно в насмешку над непростой судьбой Б.С. Якоби, контракт на закупку изобретенных ранее им же стрелочных синхронных аппаратов, российское правительство Николая I заключило с прусским бизнесменом Вернером фон Сименсом. Здесь, впрочем, нет ничего необычного для истории отечественных телекоммуникаций: у тогдашнего российского правительства всегда были последователи, с такой же легкостью из века в век, вплоть до наших дней, принимавшие аналогичные решения.
Успехи телеграфии стимулировали разработку идей передачи на расстояние живой человеческой речи. В фантастическом романе князя Владимира Одоевского «4338 год. Петербургские письма», написанном в 1840 году, люди будущего звонят друг другу по «магнетическому телеграфу». Еще раньше, в 1627 году, «передача звуков на большие расстояния с помощью труб различных форм» упоминалась в другом фантастическом романе - «Новая Атлантида» Френсиса Кона. Близкая к сегодняшней телефония выдвигалась на идейном уровне французским ученым Ш. Бурселем в 1854 году. Среди других участников процесса, приведшего к изобретению телефона, следует назвать англичанина Чарльза Уинстона, американцев Мозеса Фармера, Антонио Меуччи, Эмиля Берлиннера и Элайша Грея. Первая попытка создать прибор для передачи звуков на расстояние была предпринята Иоганном Филиппом Рейсом в 1861 г. Именно он впервые ввел термин телефон и наглядно продемонстрировал возможность переносить тональные сигналы на расстояние с помощью электрического тока. Эта разработка, однако, не получила распространения в силу ее технического несовершенства. И лишь 15 лет спустя, 14 февраля 1876 г., Александр Грехем Белл зарегистрировал свой патент на изобретение, которое он назвал «Усовершенствование в телеграфии». Обо всем этом автор уже имел удовольствие подробно написать в [42,43, 51]. Там же был отмечен значительный вклад, который внесли в разработку принципов действия и конструкций телефонных устройств российские изобретатели проф. П.Д. Войнаровский, инженеры Ф.И. Балюкевич, Е.И. Гвоздев, М. Де-шевов, Г. Игнатьев, В.М. Нагорский, А.А. Новицкий, М. Махальский, К.А. Мосцицкий, Ю. Охорович, А.А. Столповский и др.
|
|
В этот список хотелось бы добавить еще несколько фамилий. Блестящий выпускник физико-математического факультета Петербургского университета Павел Михайлович Голубицкий создал в своем имении в селе Тарусса Калужской губернии отечественный прототип Bell Laboratories, где было сделано немало изобретений в телефонии и где по его рисункам изготовляли первые телефоны и другие электрические приборы, включая знаменитый многополюсный телефон. Он так писал в одном из своих всеподданнейших прошений: «Стремясь развить дело русской кустарной постройки простых электрических приборов, я поселился для сего в имении покойного отца моего и на свои личные средства устроил мастерскую, которая дает заработок моим ученикам - местным крестьянам...».
|
|
Примечательно внедрение телефонии в российском военно-морском флоте. Огромные заслуги в этом, включая организацию отечественного производства телефонной аппаратуры и внедрение ее на боевых кораблях флота, принадлежат морскому офицеру Евгению Викторовичу Колбасьеву. Первая телефонная станция Колбасьева состояла из трех телефонов: два - у водолаза (из которых один использовался в качестве микрофона) и один - у старшины команды на корабле. Броненосец «Потемкин», в частности, и многие другие корабли имели телефонные установки Колбасьева, изготовленные и установленные крондштадтской мастерской.
Активно экспериментировал с первыми российскими телефонами действительный член Русского технического общества подполковник Владимир Борисович Якоби, сын академика Б.С. Якоби. Он сообщал в своих записках Инженерному корпусу: «...в самое непродолжительное время можно обучить армейских солдат обращению с телефонными приборами, так что в случае внедрения таковых в войсках, это не встретит ни малейшего затруднения». В 1881 году В.Б. Якоби изобрел миниатюрный телефон, который назывался «телекаль» и представлял собой, по существу, вибрационный телефонный сигнальный прибор. Этот телефонный аппарат с успехом демонстрировался в 1882 году на Второй Петербургской электротехнической выставке, которую отделяло более 100 лет от выставок Норвеком, где демонстрировались миниатюрные мобильные телефоны с вибровызовами. Самому же В.Б. Якоби не было суждено увидеть практическое использование своих изобретений: материальные трудности, и без того слабое здоровье, а также наследственный трудоголизм привели его к преждевременной кончине в августе 1884 года.
Не все российские изобретения были удобны иностранным концессионерам, управлявшим тогда (да и только ли тогда?) электропромышленностью России, что иллюстрируется, например, историей микрофона Вредена. Международная телефонная компания Белла в 1881 году обязалась приобрести привилегию P.P. Вредена на микрофон и внедрить его на телефонных станциях, строившихся в Петербурге и Москве, но, как оказалось впоследствии, целью фирмы было не допустить своим «обязательством» распространения этого изобретения до окончания срока строительства телефонных станций, о чем P.P. Вреден писал в феврале 1882 года директору телеграфов: «Так как Вашему превосходительству известно, что ... я по телефонному делу состою с Барановым в Международной Белев-ской компании, и что они обязались приобрести мою русскую привилегию на изобретенный мною микрофон, то я считаю долгом заявить,... что до сих пор... не исполнено ни одного из обязательств в отношении ко мне, и поэтому покорнейше прошу Ваше превосходительство принять участие в охранении интересов русского изобретателя по телефонии».
Другие, не связанные, как В.Б. Якоби и Е.В. Колбасьев, воинской присягой российские изобретатели, например, СМ. Бердичевский-Апостолов и М.Ф. Фрейденберг, после тщетных попыток заинтересовать своими работами отечественные государственные организации и коммерческие фирмы, были вынуждены патентовать свои изобретения за границей.
Впрочем, косность и недальновидность отнюдь не являются свойствами исключительно отечественных госструктур. Крупные телекоммуникационные компании во всем мире грешили (а подчас и теперь грешат) тем же. Иллюстрацией этому может служить продолжающееся с самого начала XXI века беспрецедентное падение индекса NASDAQ. Более наглядный пример - реакция телекоммуникационного гиганта XIX века компании Western Union на предложение Белла и его тестя Гардинера Хаббарда приобрести патент на телефон за 100 000 долларов. Одним из наиболее поучительных документов в истории телефонии является письмо, написанное группой специалистов, которые были уполномочены Western Union составить заключение по поводу этого предложения:
15 ноября 1876 года
Чаунси М. Депью
Президенту компании Western Union Telegraph Co .
Нью Йорк Сити
Уважаемый мистер Депью:
Наш комитет был образован согласно Вашему указанию для решения вопроса о приобретении патента США 174.465 компанией Western Union Company . Мистер Гарди-нер Г. Хаббард и мистер А. Г. Белл, изобретатель, продемонстрировали нам свой прибор, который они называют "телефоном", и изложили свои планы его применения.
Указанный "телефон" предназначен для передачи человеческой речи по телеграфным проводам. Мы обнаружили, что голос звучит очень слабо и неразборчиво, а при использовании длинных проводов между передатчиком и приемником звук становится еще слабее. С технической точки зрения мы не считаем, что это устройство когда-либо сможет передавать понятную речь на расстояние в несколько миль.
Господа Хаббард и Белл хотят установить свои "телефоны" практически в каждом доме или деловом предприятии нашего города. Эта идея абсурдна сама по себе. Более того, с какой стати кто-то захочет использовать такое неуклюжее и непрактичное устройство, если он может отправить посыльного на местную телеграфную станцию и передать оттуда ясно написанное сообщение в любой большой город Соединенных Штатов?
Специалисты-электрики нашей компании на сегодня уже разработали все существенные улучшения в области телеграфии, и мы не видим причин, по которым следует поддержать группу неспециалистов с нелепыми и непрактичными идеями, коль скоро у них нет ни малейшего представления о том, как решить затронутые проблемы. Финансовые прогнозы мистера Г. Г. Хаббарда, хотя и звучат очень заманчиво, основаны на необузданном воображении и на отсутствии понимания технических и экономических аспектов существующего положения; при этом игнорируются технические ограничения, присущие их устройству, которое едва ли может быть более чем игрушкой или лабораторной диковинкой. Мистер А. Г. Белл изобретатель, служит учителем в школе для плохо слышащих, и для его работы "телефон", возможно, имеет какое-то значение, но при столь большом количестве недостатков не может всерьез считаться средством связи.
В свете изложенных фактов мы считаем, что предложение мистера Г. Г. Хаббарда о приобретении его патента за 100 000 долларов лишено здравого смысла, поскольку это устройство по своим возможностям не представляет для нас никакого интереса. Мы не рекомендуем его покупать.
Это легендарное письмо Чаунси Депью является, по-видимому, крупнейшей и грубейшей ошибкой во всей истории телекоммуникационного бизнеса.
В июле 1877 года образовалась компания Bell Telephone Company с Гардинером Хаббардом в качестве президента. Эта компания производила телефоны и продавала их, а также право на их использование. Первые коммерческие аппараты, предложенные Bell Telephone Company, состояли из цельного куска дерева (черный орех или красное дерево) с элементом, который служил и передатчиком, и приемником. Источником энергии служил, преимущественно, постоянный магнит, находившийся внутри устройства, а не батарея или внешний источник электропитания. Каждый телефонный аппарат имел прямое соединение с другим аппаратом через частную линию, которую обычно телеграфисты сдавали в аренду телефонной компании. В первых рекламных объявлениях пользование двумя телефонами и соединяющей их линией предлагалось за $20 в год для общественных целей и за $40 в год - для корпоративных; при этом обеспечивалось бесплатное техобслуживание.
Одним из клиентов Bell Telephone была компания New England Telephone Company, образованная в 1878 году. Первую коммерческую телефонную станцию, о которой речь пойдет ниже, она открыла в Нью-Хэвене. Тогда, к концу 1877 года, в пользовании находилось свыше 600 телефонов, а рост популярности изобретения ассоциировался с кабинетами, заполненными телефонами, и со столбами, увешанными проводами воздушных линий связи (рис. 1.1).
В 1880 году компании New England Telephone Company и Bell Telephone Company слились и образовали American Bell Telephone Company, впоследствии - знаменитую AT&T. Компания Western Electric была в то время производителем электрического оборудования для Western Union и находилась под ее корпоративным управлением. В 1882 году American Bell тайно купила контрольный пакет акций Western Electric. Этот маневр, который тогда некоторые считали грабительским, обеспечил American Bell необходимые дополнительные производственные мощности и нанес Western Union сокрушительный удар, от которого она фактически так никогда и не оправилась. AT&T выкупила Western Union в 1911 году. В 1908 году президентом AT&T стал Теодор Вейл, а к 1911 году AT&T превратилась в Bell System, корпоративная структура которой оставалась почти неизменной до распада компании в 1984 году. В 1923 году AT&T создала Bell Telephone Laboratories в качестве своей дочерней компании, на которую возлагались исследования и разработки.
Рис. 1.1 Телефонная сеть до коммутации каналов |
Сегодня все воспринимают, как саму собой разумеющуюся, возможность связаться по телефону с людьми, являющимися пользователями самых разных местных и междугородных сетей. Так было не всегда. К 1885 году в США существовало уже более 300 лицензированных телефонных компаний, а телефону было всего лишь девять лет. Начиная с этого времени и по 1907 год, людям часто приходилось иметь два телефона: один для связи с абонентами Bell Telephone Company, а второй - для связи с людьми, жившими в городе, который обслуживала другая телефонная компания. Независимые телефонные компании и компания Bell не «разговаривали» друг с другом, между ними отсутствовало какое-либо взаимодействие. В 1910 году компания AT&T выдвинула стратегию взаимоувязанной телефонной связи, и из этой стратегии выросла телефонная сеть общего пользования. В обмен на предоставление компанией AT&T такого универсального обслуживания Федеральное правительство США предоставило ей монополию на телефонную связь, которую затем неоднократно отбирало. Большая часть других стран избежала этого неудобного периода и с самого начала создавала взаимоувязанные национальные сети, которые, в свою очередь, объединились в единую всепланетную сеть связи.
Ручные коммутаторы
Как это обычно бывало в истории техники, решение представленной на рис. 1.1 проблемы оказалось весьма простым и было найдено в городе Нью-Хэвен, Коннектикут, где в 1878 году была открыта первая телефонная станция. Этот ручной коммутатор стоил 28,5 долларов и обслуживал 21 абонента. Оператор коммутатора прослушивал все телефонные соединения, чтобы определить момент окончания разговора.
Экономическое обоснование применения телефонных коммутаторов связано с невозможностью соединить всех абонентов по принципу «каждый с каждым». В случае малого числа абонентов, скажем N=5, такое соединение вполне представимо и изображено на рис. 1.2.
Рис. 1.2 Соединение "каждый с каждым" для 5 абонентов
Рис. 1.3 Соединение "каждый с каждым" для 10 абонентов |
Для того чтобы представить себе, сколько нужно иметь линий в сети с N=10 абонентами, достаточно взглянуть на рис. 1.3, который наглядно иллюстрирует для этого случая формулу N(N - 1 )/2.
Возможность связи любой пары абонентов при значительно меньшем числе соединительных линий в сети обеспечили ручные коммутаторы (рис.1.4), количество которых быстро увеличивалось, и хотя компании Western Union, а не Bell принадлежало вначале большинство установленных телефонов, сеть Bell System быстро разрасталась за счет установки ручных телефонных станций и вскоре опередила сети Western.
Рис. 1.4 Первая Петербургская ручная телефонная станция
В те годы Россия, по-видимому, в гораздо меньшей степени, чем теперь, отставала от США, потому что спустя всего 4 года ручные городские телефонные станции начали действовать в Петербурге, Москве, Одессе и Риге. Согласно первому проекту Петербургской телефонной сети представленную на рис. 1.4 главную телефонную станцию "... предполагалось устроить в Петербурге в доме Гансена, по Невскому проспекту, против Казанского собора, № 26, откуда будут направлены семь магистральных линий, группами от 10 до 120 проводов; по Казанской улице; к Николаевскому мосту и на Васильевский остров; к Исаакиевской площади; к Троицкому мосту; к Александровскому мосту и на Выборгскую сторону; по Невскому проспекту к Знаменской площади и к Министерству Внутренних дел...".
В Москве первая телефонная станция была построена в 1882 г. и помещалась на Кузнецком мосту. В нее было включено всего лишь 26 телефонных аппаратов. На станциях были установлены однопровод-ные коммутаторы Гилеланда (рис.1.5), оборудованные сигнальными клапанами, индуктором для вызова абонентов, микрофоном и телефоном для переговоров оператора с абонентом или с другой телефонисткой. Вызов станции абонентом отмечался открытием дверцы вызывного клапана. При вставлении штепселя в одно из гнезд происходило соединение между соответствующими вертикальной и горизонтальной полосами, к которым были подключены линии абонентов. В каждый такой коммутатор, кроме 50 абонентских линий, могло быть включено до 90 соединительных линий для связи с другими коммутаторами данной станции. От каждого коммутатора, через сделанные в потолке квадратные отверстия, пучок из 50 изолированных проводников поднимался к башне, установленной на крыше здания телефонной станции. Вначале для проводов использовали стальную проволоку диаметром 2.2 мм. Позднее применяли бронзовую (!) проволоку диметром 1.25 и 1.4 мм.
Рис. 1.5 Коммутаторная доска системы Гилеланда
Каждая линия оканчивалась абонентским пунктом, содержавшим аппарат МБ системы Белла с микрофоном Блека, индуктор и звонок Гилеланда и гальваническую батарею. Весьма поучительна инструкция пользования первыми телефонными аппаратами:
Абонентам предоставляется возможность пользоваться услугами телефонной станции с 8 часов утра до 11 часов вечера.
При разговоре по телефону, чтобы собеседник лучше вас понимал, повышать голос не требуется, слова следует выговаривать отчетливо, не слишком замедляя темп речи.
В состоянии покоя (отсутствие связи) телефонная трубка должна висеть на крючке - только при этом условии может быть приведен в действие вызывной звонок.
В целях быстрого и надежного обслуживания телефонная станция рекомендует абоненту следовать приведенным ниже указаниям.
1. Абонент «А» желает разговаривать с абонентом «Б». Для этого «А», прежде всего, вызывает телефонную станцию, для чего в течение 2-3 сек нажимает на кнопку, затем снимает трубку с крючка и прикладывает ее к уху. После ответа «Станция слушает, что вам угодно?» «А» просит соединить его с ... (называет имя абонента «Б»). Телефонная станция либо говорит «Вызываю» и предоставляет требуемое соединение, либо сообщает «Ваш абонент занят, а когда он освободится, вам позвонят». В последнем случае «А» отвечает, что он понял телефониста, и снова вешает трубку на крючок, где она висит до следующего звонка. Когда звонок зазвонит, трубка снимается, снова прикладывается к уху, и абонент уведомляет телефонную станцию о своей готовности словами «Вас слушает...». Телефонная станция сообщает: «Абонент... свободен, вызывайте». «А» вызывает «Б» при помощи повторного нажатия кнопки, не отнимая при этом трубки от уха. После того как «А» услышит: «Б» слушает, кто говорит?», он начинает разговор словами: «Говорит «А». Конец отдельных сообщений, фраз, вопросов и т.п. подчеркивается словами: «Пожалуйста, отвечайте» или «Я кончил». Об окончании разговора «А» уведомляет станцию, нажимая в последний раз на кнопку.
2. Вызывают абонента «Б». После того как зазвенел звонок, «Б» снимает телефонную трубку с крючка и, держа ее возле уха, говорит: «У телефона «Б», кто говорит?». После этого «А» называет себя (см. п. 1) и начинает разговор».
Со временем количество телефонов росло, и операторы испытывали трудности, выясняя, кто есть кто. Им необходимо было знать наизусть по фамилиям и именам до нескольких тысяч абонентов. В 1879 году одному врачу пришла мысль использовать в своем офисе систему нумерации для ведения картотеки пациентов, после чего и местная телефонная компания стала использовать номера вместо имен абонентов. Так родился телефонный номер, а что с этим номером случилось дальше, подробно рассматривается в разделе учебного курса по сетям связи, посвященном нумерации.
Таким образом, на ручных телефонных станциях (РТС) действия, необходимые для установления соединения, были распределены между абонентами и оператором. С переходом от системы МБ к системе ЦБ эти действия распределились следующим образом: абонент вызывает станцию, снимая микротелефонную трубку с рычага аппарата. После ответа оператора абонент устно передаёт ему информацию о нужном абоненте, т. е. называет его номер. В конце связи вызывавший абонент передаёт на станцию сигнал отбоя, вешая микротелефонную трубку на рычаг аппарата. Вызываемый абонент, отвечая на вызов, снимает микротелефонную трубку и этим даёт на станцию сигнал ответа. Окончив разговор, он кладёт или вешает микротелефон на рычаг аппарата, давая этим сигнал отбоя. На станции оператор подключается к линии вызывающего абонента, принимает от него информацию о номере вызываемого абонента, отыскивает на коммутаторе гнездо, в которое включена линия этого абонента, проверяет, не занята ли она, подключается к линии, если она свободна, посылает вызов, соединяет между собой линии вызывающего и вызываемого абонентов, а после получения от абонентов сигнала отбоя производит разъединение.
Когда вызывающий абонент снимает трубку с рычага своего телефонного аппарата, возле гнезда, по крайней мере на одном коммутаторе загорается сигнальная лампа. Оператор вводит штепсельную вилку на одном конце коммутационного шнура в гнездо абонента А, подсоединяет головной телефон и говорит: «Номер, пожалуйста». Абонент А сообщает номер абонента Б оператору, тот вводит вилку штепселя на другом конце того же коммутационного шнура в гнездо абонента Б и, перекидывая переключатель, производит коммутацию, в результате чего телефон абонента Б звонит (в дальнейшем эта процедура усложнилась в тех случаях, когда гнездо абонента Б оказывалось не на том же коммутаторе, что и гнездо абонента А). Когда абонент Б отвечает, звонок прекращается, оператор отключается и может обслуживать другой вызов. Когда абонент А вешает трубку, оператор вынимает штепсельные вилки коммутационного шнура из обоих гнезд.
Конфигурация штепсельного электрического соединителя показана на рисунке 1.6. Штепсель показан в левой части рисунка, его сечение - в центре, а сечение гнезда - в правой части. На рис.1.6 незаштрихованные участки представляют проводящий металл, а заштрихованные участки - изоляцию. Проводящие участки обозначены как головка, шейка и корпус ( tip , ring , and sleeve ). Эти элементы штепселя выполнены как коаксиальные цилиндры. Когда штепсель вставляется в гнездо, образуется электрический контакт каждого цилиндра штепселя с соответствующим коаксиальным цилиндром в гнезде. То, что этот контакт является пружинным, на рис. 1.6 не показано. Шнур содержит три провода, которые подключаются к головке, шейке и корпусу штепселя на том и другом конце шнура. Электрический сигнал, несущий абонентские данные, передается по двум проводам, подключенным на том и другом конце шнура к головке (tip) и шейке (ring) штепселя. Провод, подключенный на каждом конце шнура к корпусу штепселя (sleeve), несет сигнал постоянного тока для включения сигнальной лампы на коммутаторе. Названия «tip» и «ring» служат также для обозначения двух проводов линии между телефоном и телефонной станцией, а первые буквы этих названий -Т и R - для обозначения клемм внутри телефона, к которым подключаются провода линии.
Заметим, что термины «tip, ring и sleeve» пережили ручной коммутатор и продолжают использоваться в настоящее время как названия трех проводов а, b и с в электромеханических АТС.
Рис. 1.6 Штепсельный электрический соединитель Далее в книге будет показано, что абонент АТС выполняет, по существу, те же функции, что и абонент РТС. Он вызывает станцию, снимая микротелефон с рычага, и дает сигнал отбоя, опуская микротелефон на рычаг. По-иному на станцию передаётся лишь информация, идентифицирующая вызываемого абонента: вызывающий абонент АТС использует для этой цели установленный на его телефонном аппарате номеронабиратель, который преобразует набираемый номер в серии импульсов тока. Количество серий соответствует числу цифр в номере вызываемого абонента, а число импульсов в каждой серии - очередной цифре этого номера. Что же касается функций оператора РТС, то они выполняются на АТС автоматическими приборами. При вызове со стороны абонента АТС к его линии подключаются устройства для приема информации о набираемом номере. При этом вызывающему абоненту передается зуммерный сигнал Ответ станции, означающий готовность станции к приему номера. В соответствии с принятым номером коммутационные устройства отыскивают линию вызываемого абонента. Затем проверяется состояние этой линии. Если она свободна, то со станции в аппарат вызываемого абонента посылается индукторный ток - сигнал вызова, и одновременно в аппарат вызывающего абонента передаётся зуммерный сигнал Контроль посылки вызова. После ответа вызываемого абонента в коммутационных приборах замыкается цепь разговорного тракта. При отбое абонентов разговорный тракт нарушается и коммутационные устройства возвращаются в исходное состояние. Если же линия вызываемого абонента оказалась занятой другим соединением, со станции в аппарат вызывающего абонента передаётся зуммерный сигнал Занято.
Строительство и эксплуатация городских телефонных сетей в важнейших городах России с самого начала выполнялись телефонной компанией Белла. Однако в 1885 г. русское правительство приняло решение строить городские телефонные сети не только по договорам с компанией Белла, но также силами и средствами Главного управления почт и телеграфа. Первая станция на 60 номеров, смонтированная силами Главного управления, была введена в эксплуатацию 1 апреля 1886 г. в Киеве. В дальнейшем Главное управление почт и телеграфа строило собственные станции в Харькове, Казани, Астрахани, Курске и других городах.
Все эти станции были импортными, а точнее - разработанными иностранными компаниями, которые имели официальный статус «отечественного производителя». Для получения такого статуса требовалось иметь в составе акционерного капитала телефонной компании хотя бы ничтожную часть русского капитала и устав, зарегистрированный в установленном порядке. Это давало иностранным фирмам такие же права и преимущества в производстве и сбыте телефонной продукции, какие имели в стране чисто российские предприятия. В частности, они имели право получать казённые военные заказы, которые часто сопровождались правительственными дотациями. Наибольшую роль в развитии телефонного производства России имели заводы Русского акционерного общества «Л.М. Эриксон и К°» и акционерного общества «Н.К. Гейслер и К°». Шведская фирма «Л.М. Эриксон» стала основным поставщиком телефонного оборудования для русских правительственных телефонных сетей и для царской армии и флота ещё в начале 90-х годов прошлого века. Со временем, из-за изменений таможенной политики, фирма открыла в 1897 г. в Петербурге на Васильевском острове сборочную и монтажную мастерскую, а в 1900 - 1902 гг. построила в Петербурге на Выборгской стороне первый в стране телефонный завод, называемый сегодня «Красная заря» (рис.1.7).
Рис. 1.7 Построенный РАО "Л.М.Эриксон и К0" завод "Красная заря" (1914 г.)
В 1874 г. телеграфный механик Н. К. Гейслер открыл в Петербурге небольшую электромеханическую мастерскую по ремонту телеграфной аппаратуры, которая с 1884 г. стала выпускать телефонные коммутаторы, изобретённые Л. X. Иозефом, а в 1895 г. совместно с американской фирмой «Вестерн Электрик К°» и на ее деньги построила в Петербурге телефонно-телеграфный завод, который стал производить телефонную аппаратуру Берлинского филиала американской «Вестерн Электрик К°» - фирмы «Цвитуш и KV Чрезвычайно интересна многолетняя борьба компании Гейслера с упоминавшимися в начале параграфа разработками Е.В. Колбасьева за право телефонизации боевых кораблей российского флота, во время которой проводились многократные сравнительные испытания телефонов Колбасьева и Гейслера на броненосце «Александр III» и судне «Европа», принимались взаимоисключающие решения Морского управления кораблестроения и снабжения и Морского технического комитета и т.п. По драматизму все это не уступало сегодняшним тендерам на поставку телекоммуникационной техники, однако выгодно отличалось от них вниманием к техническим аспектам и, что особенно удивительно, завершилось победой отечественной разработки.
И еще одна компания, тоже получившая статус отечественного производителя, - немецкая фирма «Акционерного общества русских электротехнических заводов Сименс и Гальске» - подключилась к телефонному производству. В 1853 г эта фирма построила в Петербурге первый в России электротехнический завод, который производил телеграфные аппараты Морзе, Юза и Бодо, динамо-машины, электродвигатели и приборы железнодорожной сигнализации, а затем стал заводом им. Козицкого. В 1912 г. в Петербурге был открыт другой электротехнический завод фирмы «Сименс-Шуккерт», названный позже заводом «Электросила» имени Кирова. Кроме того, фирма «Сименс и Гальске» построила в Петербурге кабельный завод, ставший затем заводом «Севкабель».
Все три эти компании и сегодня выпускают телефонное оборудование, все они снова, 100 лет спустя, получили в России статус отечественных производителей, причем во второй раз от них не потребовалось никакого вклада в градостроительство Петербурга (деньги, вероятно, были потрачены на что-то более важное). Но вернемся к тому, что было в первый раз.
В 1900 г. закончился срок концессии, предоставленной ранее компании Белл на эксплуатацию Московской, Петербургской, Одесской и Рижской телефонных сетей. В результате новых торгов контракт на эксплуатацию Московской городской телефонной сети был заключен со Шведско-Датско-Русским акционерным обществом. Дальнейшая реконструкция сети, имевшей к тому времени 2860 телефонов, выполнялась шведской фирмой «Л.М. Эриксон». Этот контракт был заключен на 18 лет, начиная с 1 ноября 1901 г., и завершился относительно удачно: не дожидаясь национализации, Шведско-Датско-Русское акционерное общество в феврале 1917 года продало правительству России права на эксплуатацию МГТС, и до июля 1994 года сеть являлась собственностью государства. Впрочем, в 1901 году предугадать грядущую насильственную национализацию и ее вечных спутниц - разруху и техническую отсталость - не могли даже лидеры организовавшей их политической партии, и телефонные сети развивались практически теми же темпами, что и в других развитых странах. В январе 1905 г. в Москве была запущена новая телефонная станция емкостью 40 тысяч номеров. В этой станции был применен групповой принцип, согласно которому все коммутаторное оборудование станции делилось на коммутаторы группы А и коммутаторы группы Б. В многократное поле коммутаторов группы А включались линии абонентов с номерами от 1 до 20000, в многократное поле коммутаторов группы Б - линии абонентов с номерами от 20001 до 40000. Абонентские телефонные аппараты были снабжены двумя кнопками. Сняв микротелефонную трубку, абонент, чтобы вызвать оператора, обслуживавшего нужную группу, нажимал соответствующую кнопку.
Телефонные сети России продолжали интенсивно развиваться вплоть до 1917 г., достигнув емкости в 232 тыс. номеров. Влияние последовавших в российской истории событий на российскую же телефонию прекрасно иллюстрирует подписанный председателем Совета Народных Комиссаров В.И. Лениным 13 июля 1918 г. декрет «О пользовании московскими городскими телефонами». Согласно этому декрету была организована специальная комиссия, которая занималась распределением телефонов между потребителями. В первую очередь обеспечивались советские учреждения и предприятия. У частных лиц квартирные телефоны сохранялись в исключительных случаях и с обязательным предоставлением возможности пользоваться аппаратом всем, проживающим в том же доме. На окраинах, где телефоны имелись не во всех домах, жители «приписывались» к ближайшему телефону, получая через местные Советы особые карточки на право пользования им.
Нетрудно понять, как этот декрет повлиял, говоря сегодняшним языком, на инвестиционный климат в российских телефонных сетях. За 5 лет к 1922 году телефонная емкость сократилась почти втрое и составила 89 тыс. номеров.
Остальной мир в это время беспокоила совсем другая проблема -экономическая неэффективность расширения емкости телефонной сети путем увеличения количества и/или усовершенствования ручных коммутаторов, управляемых телефонистками-операторами. Кстати, первыми телефонными операторами РТС, вопреки расхожему мнению, которое отражает и более поздний рис. 1.4, были особы мужского пола. В США их даже называли весьма значаще: «switchmen» -«человек-переключатель». Этот подход, вероятно, заимствован из телеграфии, где в России, например, женщины могли занимать должности телеграфистов только в Петрограде и в Финляндии, а лишь с 1871 г. -повсеместно. В дальнейшем профессия телефонного оператора стала, в основном, женской профессией, причем отнюдь не простой. Из-за отсутствия многократного поля, в тех случаях, когда один из абонентов, включенных, например, в первый коммутатор, требовал соединения с абонентом, включенным в пятый коммутатор, телефонистка первого коммутатора соединяла его по соединительной линии с телефонисткой пятого коммутатора и громко сообщала ей о номере, с которым требуется соединение. По мере роста емкости РТС становилось все больше таких соединений, в которых участвовали две телефонистки, что создавало большой шум, вело к увеличе нию количества ошибок в соединениях, ужесточало требования к отбору телефонисток: на эту должность стали принимать девушек высокого роста и незамужних, «дабы лишние думы и заботы не приводили к лишним ошибкам». Существует историческая версия, согласно которой именно нарушение одной телефонисткой обета безбрачия и послужило причиной изобретения А. Строуджером первой автоматической телефонной станции в 1891 году.
Автоматическая коммутация
Эта версия состоит в том, что А. Строуджер, являясь владельцем похоронного бюро в городе Канзас-Сити, терпел убытки при получении заказов по телефону, т. к. мужем одной из телефонисток РТС Канзас-Сити был владелец другой, конкурирующей похоронной компании, к которой эта телефонистка и направляла все звонки абонентов, вызывавших похоронное бюро. Раздосадованный такой коррупцией, Алман Строуджер поклялся навсегда избавить общество от телефонисток и изобрел автоматический телефонный коммутатор декадно-шагового типа, емкостью до 99 абонентов, а также запатентовал это изобретение на имя основанной им же в 1892 году компании Strowger Automatic Telephone Exchange Company. Теперь эта компания называется Automatic Electric Company и является производственным отделением корпорации General Teelephone and Electronics Corporation (GTE).
Первый такой коммутатор А. Строуджер построил в своем гараже. Но это устройство так и не было установлено на телефонной станции до 1921 года. Возникло множество проблем с реализацией изобретения, и устройство было передано в Европу для дальнейшей доработки. После того как изобретение было усовершенствовано, компания Bell начала использовать этот автоматический коммутатор в своих станциях. В 1896 г. Строуджер изобрел телефонный аппарат с дисковым номеронабирателем, который позволял абонентам самим набирать номер и устанавливать связь быстрее, чем оператор. Пока не истек (в 1906 году) срок патента Строуджера, телефонные сети Bell Systems были на 100% ручными и не использовали автоматические станции. Выждав до 1906 года, AT&T избежала необходимости платить Строуджеру авторские гонорары за патент, но ее первые автоматические телефонные станции были установлены именно компанией Строуджера.
Эти декадно-шаговые станции оказались настолько надежными, что многие из них работают еще и сегодня, причем это имеет место не только во Взаимоувязанной сети связи России. В Лос-Анжелесе, например, некоторые фешенебельные отели до самого последнего времени сохраняли свои собственные декадно-шаговые коммутаторы.
Отечественная история АТС начинается в 1923 г. с весьма любопытного решения телефонной подсекции Госплана СССР: «За отсутствием опыта строительства и эксплуатации АТС построить несколько мелких станций». Во исполнение этого решения в 1924 г. в Московской телефонной сети для служебной связи была смонтирована опытная декадно-шаговая АТС на 1000 номеров фирмы «Сименс и Гальске» с задействованной емкостью всего 100 номеров.
Переход к автоматической коммутации потребовал выбора базовой АТС, в качестве которой рассматривались машинные станции фирмы «Л.М. Эриксон», декадно-шаговые станции фирмы «Сименс и Гальске» и станции системы «Ротари» фирмы «Вестерн Электрик». Основным аргументом в пользу машинных станций «Л.М. Эриксон» явилась готовность компании не только поставить несколько АТС, но и предоставить ранее экспроприированному у нее же заводу «Красная заря» техническую документацию для производства АТС, а также обучить советских специалистов на своих заводах, что со всей очевидностью иллюстрировало справедливость тезиса вождя мирового пролетариата о готовности капиталистов продать Советской России веревку, которой та найдет отнюдь не предусмотренное изготовителем и продавцом применение.
Результатом контракта, утвержденного Советом Народных Комиссаров 27 октября 1925 г., стало начало строительства в 1926 г. в Ростове-на-Дону первой в СССР автоматической телефонной станции машинной системы «Л.М. Эриксон». Эта АТС была сдана в эксплуатацию в 1929 г., а затем последовали станции в Москве, Новосибирске, Ташкенте, Смоленске, Ленинграде и других городах.
Споры о выборе типа АТС не прекращались и после пуска в действие первых машинных АТС. В январе 1931 г. вопрос о сравнении разных систем и о пригодности системы «Эриксон» для развития телефонных сетей СССР рассматривался комиссией, организованной Наркоматом Рабоче-крестьянской инспекции с привлечением отраслевой науки и целого ряда специалистов отрасли. Результаты научного анализа имевшегося материала с учетом действительно неплохих данных о первых результатах эксплуатации Ростовской АТС привели комиссию к выводу, что принятая для внедрения в СССР система «Эриксон» не обладает никакими «органическими» недостатками, которые могли бы препятствовать широкому ее внедрению в городских телефонных сетях СССР. Кстати, было бы весьма интересно сравнить этот вывод с формулировками аналогичных решений в отношении АТС МТ-20, принятых более полувека спустя.
Тем не менее, в середине Второй мировой войны, при обсуждении вопроса о восстановлении производства АТС, со стороны промышленности связи стали открыто звучать категорические возражения против производства машинных АТС из-за его технологической сложности и трудоемкости. В результате мнение склонилось в пользу разработки и внедрения АТС декадно-шаговой системы. В 1947 году технический совет Министерства связи СССР официально одобрил генеральную схему развития телефонной связи на базе декадно-шаговых АТС. Производство такой АТС, названной впоследствии АТС-47, было налажено заводом «Красная заря». С внедрением в городских телефонных сетях Советского Союза декадно-шаговых АТС появилась необходимость в промежуточном оборудовании для связи между машинными и декадно-шаговыми станциями. Оборудование было разработано в 1947 г. специалистами Научно-исследовательского института телефонной связи (НИИТС, теперь - ЛОНИИС). Авторы этой разработки - П.П. Аверин, Б.Н. Вознесенский, М.Б. Гранат, Я.Г. Кобленц и Д.Ф. Логинов - в 1950 г. получили Государственную премию.
Вскоре появилась потребность в радикальном усовершенствовании ДШ АТС-47, которое было выполнено специалистами ЛОНИИС и завода «Красная заря» и привело к созданию новой станции -АТС-54. Эта станция имела ряд преимуществ перед АТС-47. Дальность действия по абонентским и соединительным линиям возросла, появилась возможность передавать сигналы набора номера по телефонным кабелям длиной до 40 км, а также возможность автоматической междугородной телефонной связи, улучшилось эксплуатационно-техническое обслуживание и уменьшились затраты на него, увеличилась надежность работы оборудования.
Однако и эта модернизация не могла устранить принципиальные недостатки, присущие декадно-шаговым станциям. Эффективное развитие растущих городских телефонных сетей сдерживалось, главным образом, малой емкостью контактного поля искателей, и проектировщики вынуждены были идти на заведомо неоптимальные решения. С автоматизацией междугородной телефонной связи стало существенно проявляться низкое качество разговорного тракта из-за нестабильности скользящих контактов искателей, приводившей к недопустимо высокому уровню шумов. Разнообразные попытки улучшить ситуацию, включая даже весьма дорогостоящее нанесение на щетки искателей тонкого слоя благородного металла и покрытие контактных ламелей искателей серебром, не давали требуемого эффекта.
Эти недостатки декадно-шаговых АТС были устранены в станциях следующего поколения - координатных. Емкость контактного поля коммутационных приборов таких АТС значительно больше, чем емкость поля декадно-шаговых искателей, а контакты скольжения заменены в них контактами давления, имеющими стабильное сопротивление и гораздо больший срок службы. Приборы эти строятся в виде матриц, имеющих каждая n входов и т выходов. Матрица может либо формироваться из n хт электромагнитных реле, либо вы подняться в виде единой конструкции (многократного координатного соединителя - МКС). Первый координатный коммутатор изобрели в Швеции, а в Bell Laboratories разработали сразу три основные разновидности координатных станций. Их называли «координатная станция типа к (ХВк)», к = 1,4 и 5. Координатная станция типа 1 была впервые установлена в 1938 году и имела весьма скромный успех, а координатная станция типа 2 вообще никогда не производилась. Следующей была разработана координатная междугородная станция, названная в США станцией типа 4 и ставшая первой автоматической междугородной станцией, предназначенной для замены работавшего тогда ручного оборудования 4AToll Switchboard. Координатная станция типа 5 была впервые установлена в 1948 году, она оказалась очень удачной и популярной в качестве местной АТС.
В СССР первая опытная координатная подстанция емкостью 100 номеров - ПС-МКС-100, - разработанная НИИТС (ЛОНИИС) и заводом «Красная заря», была установлена в Ленинградской городской телефонной сети в 1957 г.
В начале 60-х годов ЛОНИИС, совместно с заводом «Красная заря» и другими предприятиями промышленности связи, под руководством профессора Бориса Самойловича Лившица приступил к разработке координатной АТС для городских телефонных сетей, которая завершилась созданием АТСК. Этой станции и общим принципам работы координатных АТС посвящена глава 3.
Дата добавления: 2019-02-26; просмотров: 675; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!