XVIII. ТРАНСАТЛАНТИЧЕСКИЙ ТЕЛЕФОН

В начале этой главы я хотел бы привести слова одного шотландского проповедника, который имел обыкновение говорить прихожанам: "Ну, а теперь мы подошли к самой трудной части моей проповеди, но, взглянув ей смело в лицо, мы пройдём и её".

К сожалению, я не могу воспользоваться этой фразой: то, о чём пойдёт речь, действительно "самая трудная часть", однако решить, сумели ли мы пройти до конца книги, может только читатель.

Справедливости ради следует сказать, что разобраться в таком сложном инженерном сооружении, как трансатлантический телефон, может только человек, обладающий специальными знаниями в области электроники. И всё же я верю, что основные проблемы и их решения будут поняты и читателем без специальной подготовки и даже тем, кто не решается ввернуть новую электролампочку взамен перегоревшей. Поэтому мы разделим путь к существу вопроса на два этапа. Настоящая глава полностью лишена технических тонкостей (по крайней мере, у меня было стремление сделать её такой). Некоторые места придётся, возможно, прочесть дважды, но я думаю, что тот, кто дочитает главу до конца, поймёт основное. В то же время многие читатели, знакомые с основами электроники, пожелают, видимо, детальнее рассмотреть эту проблему - их я отсылаю к главе XXI и надеюсь, что она доставит им удовольствие.

Мы уже знаем, как быстро по всему миру распространился телефон после изобретения Грэхема Белла в 1876 году. Но телефонная связь на длинные расстояния, даже на земле, стала практически возможной спустя сорок лег после изобретения телефона, после того как триод разрешил проблему усиления тока телефонной передачи. Затухающие сигналы в телеграфной линии легко усиливаются с помощью реле, но попытка сделать то же самое в телефонной связи не удавалась, и это в течение нескольких десятилетий ставило в тупик лучшие умы человечества.

Сегодня при телефонном разговоре на длинные дистанции человеческий голос усиливается с помощью системы электронных ламп на усилительных пунктах, расположенных на расстоянии 60-80 километров друг от друга; без этого усиления слышимость совершенно пропадает уже через несколько сот километров. Но усиление - лишь одно из преобразований человеческой речи при передаче её на большие расстояния. Обычно мало кому известно, что дальняя телефонная (и телеграфная) связь осуществляется с помощью радиотехнической аппаратуры, но только проводящей ток средой служат жилы кабеля или провода.

С момента зарождения электросвязи умы учёных были направлены на то, чтобы передать как можно больше сообщений по одному проводу, т.е. "уплотнить" цепь. Ведь и Белл изобрёл телефон, пытаясь воплотить в жизнь идею своего "гармонического телеграфа", в надежде осуществить передачу полудюжины телеграмм по одному проводу с помощью пластинок, имеющих различную частоту колебаний. Тот же принцип сейчас с успехом используется нами при настройке радиоприёмника на определённую станцию. Более того, этот же принцип положен в основу одновременной передачи десятков, сотен и даже тысяч телефонных разговоров по одному проводнику [52].

Когда вы говорите по телефону, по проводам передаётся электрический ток не той частоты, которая соответствует звуковым колебаниям вашего голоса, а более высокой частоты. Она получается в результате преобразования тока звуковой частоты с помощью установленного на телефонной станции миниатюрного радиопередатчика. Сигналы таких передатчиков, каждый из которых настроен на определённую частоту, и передаются по проводам. При этом два одновременных разговора не мешают друг другу, ибо каждый из них передаётся по линии своим передатчиком и на своих частотах. Точно так же не мешают друг другу различные программы, принимаемые одной коллективной радио- или телевизионной антенной.  

Приёмное устройство отделяет одну передачу от другой (или "фильтрует" их, как говорят в технике) и преобразует сигналы в звуки членораздельной речи.

Таким образом, принцип высокочастотного телефонирования по проводам аналогичен принципу радиопередачи. Но так как к качеству передачи музыкальных и концертных программ по радио предъявляются более высокие требования, чем к качеству передачи разговорной речи, полоса частот канала радиовещания вдвое-втрое шире полосы частот телефонного канала.

Один телефонный канал может быть использован для одновременной передачи двадцати четырёх телеграфных сообщений [53]. В наши дни существовавшее раньше различие между телеграфными и телефонными цепями практически исчезло. Оба вида сообщений передаются по одним и тем же линиям. Сотни жил телефонного кабеля прежнего типа заменены в настоящее время одной парой проводников.

Эти проводники, конечно, далеки от тех, которыми в своё время пользовались Грэхем Белл, Эдисон и "другие пионеры связи. Множество изолированных проводников, скрученных попарно наподобие миниатюрного осветительного электрошнура, в настоящее время заменены коаксиальным кабелем, в котором внутренний проводник помещён в пустотелую медную трубку - внешний проводник. Между внешним и внутренним проводниками расположена обычно полиэтиленовая изоляция. С появлением телевидения каждый может видеть коаксиальный кабель у себя дома (он соединяет антенну с телевизором) [54], но впервые он был разработан для нужд многоканальной телеграфной и телефонной связи.

По коаксиальному кабелю можно передавать очень широкую полосу частот. Для примера достаточно сказать, что применённый для соединения с телевизионной антенной такой кабель позволяет вести приём или передачу на частотах порядка 50 миллионов герц и выше. Если бы возникла необходимость, по этому кабелю можно было бы вести передачу с частотой в несколько миллиардов герц. Иными словами, по коаксиальному кабелю можно передавать одновременно, во всяком случае на небольшие расстояния, около миллиона телефонных разговоров, и при этом они не будут мешать друг другу.

Тремя основными элементами современной дальней связи являются: во-первых, кабель, во-вторых, усилительные станции, установленные на линии через каждые 60 - 70 километров с тем, чтобы компенсировать ослабление сигналов по мере их продвижения вследствие потерь в линии, и, наконец, приёмная и передающая аппаратура, которая позволяет осуществить одновременную передачу десятков и сотен разговоров по одной цепи и затем разделить их по частоте. Если три эти элемента подобраны и изготовлены надлежащим образом, телефонная связь практически не ограничена расстоянием. Имеются в виду технические возможности, так как иногда эта связь ограничивается определённым расстоянием из чисто экономических соображений.

Со времени второй мировой войны, а точнее с момента появления радиолокации основным соперником коаксиального кабеля стала связь на ультракоротких волнах с помощью радиорелейных линий *. Большинство людей, вероятно, видели высокие башни, обрамлённые загадочными кронами с параболическими рефлекторами или раструбами. Башни эти воздвигаются либо на крышах телефонных станций, либо стоят на возвышенностях вдали от жилья. Это те же усилительные станции, только соединены они между собой не медными проводами, а узкими пучками радиоволн. Пучок этот остро сфокусирован; будь он видимым, он напоминал бы пучок лучей прожектора. Устанавливаются башни одна от другой на расстоянии прямой видимости, по возможности на возвышенных местах. Дистанция между ретрансляционными радиорелейными станциями примерно та же, что и между усилительными станциями на линии коаксиального кабеля, т.е. около 65 километров. В горной местности этот интервал может быть увеличен.

Связь с помощью ультракоротких волн имеет то преимущество перед проводной связью, что её можно устанавливать в труднодоступной местности, там, где проложить кабель сложно и дорого. Проложить кабель вообще не всегда просто. Горы, реки, болотистые места и, наконец, сопротивление владельцев отдельных участков - серьёзные препятствия для сооружения кабельных линий.