2.2. Історичний огляд розвитку засобів телекомунікації

На початку XXI сторіччя обсяг інформаційно-комунікаційних послуг досяг рівня 1,5 трлн. доларів і продовжує розширятися.

У світовій телекомунікаційній мережі, до якої відносяться Інтернет, локальні комп'ютерні мережі, мережі рухомого зв'язку, щорічно встановлюється телекомунікаційне обладнання на суму 200 млрд. доларів.

По суті світове співтовариство переживає інформаційний розвиток, у якому головним ресурсом є знання та інформація.

Для ефективної передачі і розподілу всіх видів інформації створена і безперервно розвивається Світова мережа двобічного зв’язку, що являє собою сукупність всіх взаємозв'язаних національних мереж зв'язку на земній кулі.

Технічною основою сучасної мережі зв'язку є телекомунікаційні системи та мережі, що призначені для високоякісної та безперебійної передачі інформації у вигляді стандартних або нормалізованих потоків від виробника до споживача інформації.

Історія розвитку електрозв'язку.

З давніх часів існувала примітивна передача інформації на далеку відстань. Повідомлення звукового каналу кодувалися у вигляді певної кількості вигуків або ударів барабана з різним ритмом.

Давньогрецький історик Полібій (біля 100-200 років до н.е.) описав спосіб передач світлових повідомлень на відстань за допомогою факелів (факельний телеграф), що був винайдений олександрійським вченим Клеоксеном та Демокрітом.

У 1800 році італійський вчений А. Вольта створив перше хімічне джерело струму. Цей винахід дав можливість німецькому вченому С.Земмерінгу побудувати та представити у 1809 році в Мюнхенській академії наук проект електрохімічного телеграфу, який був першим макетом, мав багато недоліків і не знайшов практичного застосування.

Через більше як 20 років з'явилась перша придатна до практичного застосування система телеграфування. Її автор видатний російський вчений П.Л. Шилінг.

У жовтні 1832 року відбулась перша публічна демонстрація електромагнітного телеграфу. У тому ж році за допомогою телеграфу Шилінга був налагоджений зв'язок між Зимовим Палацом і Міністерством шляхів сполучення у Санкт-Петербурзі.

Революцію в області електрозв'язку по дротам створив російський академік Б.С. Якобі і американський вчений С.Морзе. Вони запропонували, незалежно один від одного, друкуючий телеграф. Заслугою С. Морзе є створення телеграфної абетки, що використовується до сьогодення, в якій літери позначаються комбінацією крапок і тире.

У 1841 році Б.С. Якобі ввів в експлуатацію лінію, обладнану друкуючим телеграфом, що з'єднувала Зимовий Палац у Санки-Петербурзі з головним штабом. Через два роки аналогічна лінія довжиною 25 км була побудована між Петербургом і Царським селом (м. Пушкіно).

Перша діюча лінія зв'язку у США (Вашингтон-Балтимор), довжиною 63 км почала діяти у 1844 році.

У 1850 році Б.С. Якобі сконструював перший літеродрукуючий апарат, який у 1874 році був удосконалений американцем Д. Юзом і французом Ж. Бодо.

У червні була здійснена прокладка кабелю через Атлантичний океан. Європа і Америка опинились зв'язаними телеграфом. З цього часу телеграфні лінії потягнулись у всі кінці світу, зв'язавши між собою країни і континенти.

Налагодження телеграфу дало поштовх до появи телефону. Починаючи з 1837 року, багато винахідників намагались передати на відстань людську мову за допомогою електричного струму.

У 1876 році американський винахідник А.Г. Белл запатентував пристрій для передачі мови через дроти, який назвав телефоном.

У 1878 році російський вчений М. Махальський сконструював перший чутливий мікрофон з вугільним порошком, який у модернізованому вигляді застосовується у всіх сучасних телефонних апаратах.

Спочатку для телефонного зв'язку використовувались телеграфні лінії. Але для покращення якості зв'язку стало необхідним будівництво спеціальних дводротових телефонних ліній. Така лінія була спроектована у 1895 році між Петербургом і Москвою професором петербурзького електротехнічного інституту П.Д. Войнаровським і побудована у 1898 році.

Історичний внесок в удосконалення телефону вніс російський фізик П.М. Голубицький, котрий у 1898 році розробив нову схему телефонного зв'язку. Згідно цієї схеми мікрофони абонентських телефонних апаратів отримували живлення від однієї центральної батареї, що розташовувалась на телефонній станції. Ця система була впроваджена у цілому світі.

Перші телефонні станції в Росії були побудовані у 1882-1883 роках. В Москві, Петербурзі, Одесі.

Вже в кінці 19-го сторіччя Земля стала перепоясаною дротами і кабелями, що з'єднували міста і континенти. Проте, дротовий зв'язок не міг задовольнити швидкоростучі потреби промисловості, транспорту і особливо судоходства. Бездротового зв'язку гостро потребували мореплавці, військовий флот та авіація.

Винахід радіо - заслуга талановитого російського вченого А.С.Попова. Перша публічна демонстрація пристрою А.С.Попова для прийому електромагнітних хвиль відбулась на Засіданні Російського фізико-хімічного товариства 7 травня 1895 р. У березні 1896 р. А.С. Попов передав електричними сигналами без дротів текст, що складався з двох слів ("Генріх Герц"), на відстань всього 250 метрів. А вже у 1900р. радіозв'язок використовувався на практиці при зніманні з каменів броненосця "Генерал-адмірал Апраскін" і при рятуванні рибаків занесених у море.

На відміну від Марконі та Попова, які прагнули досягнути передачі на якомога більшу відстань, одеський вчений Микола Дмитрович Пильчаков розробляв питання фільтрування хвиль з негативним впливом. Завдяки точній, адресній передачі радіосигналів, М.Д. Пильчаков відкрив можливість керування різними пристроями на відстані. Його можна вважати одним із піонерів радіо керування.

У 1913р. був організований радіотелеграфний завод із радіолабораторією під керівництвом М.В. Шулєйкіна, а у 1914р. у Москві і Петербурзі побудовані перші іскрові радіостанції.

Співробітники створеної у 1918р. Нижньогородської лабораторії під керівництвом М.А. Бонч-Бруєвіча у 1922р. побудували в Москві першу в світі радіомовну станцію потужністю 12 кВт, а 17 вересня 1922р. відбулась перша передача радіоцентра. До 1924р. радіомовні станції з'явились у Ленінграді і Горькому.

У 1935р. між Нью-Йорком і Філадельфією (США) почала діяти радіолінія на надвисокочастотних хвилях (НВЧ). Вона мала протяжність 150км. Щоб перекрити цю відстань через 50 і 100 км були побудовані дві проміжні “релейні” станції, які приймали послаблені радіохвилі, “заміняли” їх заново відновленими і посилали далі. Сама радіолінія була названа “радіорелейною лінією”.

За даною технологією телекомунікації у всі кінці земної кулі потягнулись ланцюги радіорелейних ліній. Перша радіорелейна лінія в СРСР була збудована у 1953р. між Москвою та Рязанню.

4 жовтня 1957р. в СРСР був запущений перший штучний супутник Землі (ШСЗ). Настала ера освоєння космосу. Майже за піввіку на космічні орбіти запущені тисячі ШСЗ різного призначення.

У 1947р. з'явилась перша згадка про розроблені фірмою “Белл” системи з імпульсно-кодовою модуляцією (ІКМ). Система виявилась громіздкою і непрацездатною. Тільки у 1962р. була впроваджена перша комерційна система передачі ІКМ - 24.

23 квітня 1965р. в СРСР був запущений ШСЗ “Молния-1”, на борту якого знаходилась прийомо-передаюча ретрансляційна космічна станція.

У 1960р. в Америці був створений перший у світі лазер. Це стало можливим після появи робіт радянських вчених В.А. Фабриканта, Н.Г.Басова, А.М. Прохорова і американського вченого Ч. Гаунса, які разом отримали Нобелівську премію.

Перші лазерні лінії зв'язку з'явились на початку 60-х років ХХ сторіччя. У СРСР перша така лінія була побудована у 1966 р. у Москві. Лазерна лінія зв'язку зв'язала дві міські АТС, що знаходились на відстані 5 км одна від одної.

У 1970р. в американській фірмі “Corning Glass Company” було отримано надчисте скло. Це дало можливість створити і застосовувати оптичні кабелі зв'язку (волоконно-оптичні лінії (ВОЛ)).

Сучасні тенденції розвитку електрозв'язку.

У теперішній час зв'язок розвивається на шляху цифровізації усіх видів інформації. Це стало генеральним напрямком, що забезпечує економічні методи передачі, розподілу, зберігання і обробки інформації.

Інтенсивний розвиток цифрових систем передачі пояснюється істотними перевагами цих систем у порівнянні з аналоговими системами передачі: високою завадостійкістю; слабкою залежністю якості передачі від довжини лінії зв'язку; стабільністю електричних параметрів каналів зв'язку; ефективністю використання пропускної здатності при передачі дискретних повідомлень.

На зміну телеграфного зв'язку прийшли різні види документального електрозв'язку: електронна пошта; факсимільний зв'язок; мережа Internet.

Особливо швидкими темпами в світі, і у нас в країні, йде розвиток мережі мобільного зв'язку. Людина з стільниковим телефоном, не прив'язана шнуром до свого місця, перетворилася у своєрідний символ кінця 20-го віку. Кількість людей, що постійно і оперативно використовували мобільні телефони у світі становило до 600 млн. власників.

Народження стільникового зв'язку відносять до 1971 року. Саме тоді компанія “Bell System” представила у Федеральну комісію США по зв'язку опис архітектури радіотелефонного зв'язку, який потім стали називати стільниковим. Але шлях від ідеї до реального проекту зайняв досить довгий період часу - комерційні стільникові мережі запрацювали лише через 10 років.

Розробка у 1970-х роках стільникових систем і їх впровадження у 1980-роках потребували рішення різних і досить непростих технічних проблем. Першою з них було створення невеликих по розмірам і по вазі абонентських терміналів. На межі 1970-х років навіть передові по технічним рішенням абонентські термінали важили біля 15 кг. Такий же за призначенням пристрій треба було реалізувати у розмірі і вазі, придатних для утримання однією рукою біля вуха. Першими успіхами вдалося блиснути спеціалістам компанії “Motorola” (США).

Один з родоначальників нових направлень телекомунікацій - Мартін Купер, що займав на початку 1970-х років посаду віце-президента компанії “Motorola”. Він першим запропонував шляхи кардинального зменшення розмірів радіотелефону.

Перший, порівняно невеликий радіотелефон з'явився у 1973р. Він успішно пройшов лабораторні випробування і з нього Мартін Купер зробив дзвоник колезі-конкуренту з “Bell Laboratories”. Як свідчить сам Купер, він промовив такі слова: " Уяви собі Джоел, що я дзвоню тобі з першого в світі стільникового телефону. Він у мене в руках, а я йду по Нью-Йоркській вулиці".

В середині 1980-х років ім'я Мартіна Купера було розміщено в Залі Слави бездротового зв'язку. Для країн з розвиненою економікою розвиток

телекомунікацій до 2005 року характеризується наступними показниками:

• Телефонна густина 40-60 %;

• Густина мобільного зв'язку 25-40%;

• Густина користувачів Internet 20-30%.

Людство рухається на шляху створення Глобального інформаційного суспільства. Його основою стане Глобальна інформаційна інфраструктура, що складається з потужних транспортних мереж зв'язку і розподілених мереж доступу, що надають інформацію користувачам.

Таблиця 2.1.

Показники розвитку телекомунікацій у світі та в Україні на 2005 рік

Показники розвитку телекомунікації	США	Східна Європа	Україна
рівень „цифровізації” стаціонарного телефонного зв’язку (місцевий, міжміський, міжнародний), %	100	50	13
Міжнародний трафік на одного мешканця, хвилин на рік	70-90	15	7,8
Щільність стаціонарного зв’язку, апаратів на 100 осіб	40-60	52,9	20,4
Співвідношення мобільного та фіксованого зв’язку	~1	0,1-0,4	<0,1
Кількість користувачів мережі Internet, на 100 мешканців	30	15	~3
Доходи від надання інформаційних послуг зв’язку на одного мешканця, дол. США	600-700	196	24
Питома частка телекомунікаційних доходів у загальному обсязі ВВП, %	2,1	2	4

Глобалізація зв'язку і його персоналізація (тобто доведення послуг зв'язку до кожного користувача) - ось взаємопов'язані проблеми, що успішно вирішуються спеціалістами електрозв'язку.

Більшість спеціалістів сходяться з думкою, що подальша еволюція телекомунікаційних технологій буде йти у напрямках збільшення швидкостей передачі інформації, забезпечення мобільності користувачів і інтелектуалізації мереж.

Високі швидкості необхідні для передачі зображень, у тому числі телевізійних, інтеграції різних видів інформації, організації зв'язку локальних міських і територіальних мереж.

Інтелектуальність дозволить збільшити гнучкість і надійність мережі, зробить більш легким управління глобальними мережами. Завдяки інтелектуалізації мереж користувач перестає бути пасивним споживачем послуг. Перетворюючись в активного клієнта, комунікант зможе сам активно керувати мережею, замовляти необхідні йому послуги, отримувати оперативно дані у різних формах.

Найбільш економічно привабливими напрямками подальшого розвитку є IP-телефонія, Internet, інтелектуальність послуг мобільного радіозв’язку, у тому числі й за потреб транспортної галузі.

Високі вимоги до світових стандартів з безпеки транспортних перевезень, їх якості, комфортності будуть в значній мірі обумовлені новим рівнем технології комунікацій на транспорті.