VIVOS VOCO: Артур Кларк, "Голоc через океан"

Теперь, когда через Атлантический океан были проложены и успешно работали две подводные телеграфные линии, не приходилось сомневаться в перспективности этого вида связи.

Начиная с 1866 года, телеграфные линии, пересекая моря и океаны, потянулись во все концы земного шара. Видимо, неудачи прошлого десятилетия не прошли даром, и морские глубины, причинившие людям так много огорчений, отдавали теперь им свою дань.

В 1869 году "Грейт Истерн" проложил третий трансатлантический кабель протяжённостью в 5500 километров, между Францией и США. В 1870 году он успешно завершил прокладку прямой телеграфной линии, соединившей Англию с Индией. Трудно переоценить значение этой линии. Раньше телеграммы, посланные в Индию, приходили туда через неделю, передаваемые по наземным линиям телеграфистами разных национальностей, и порой так искажались, что их просто невозможно было понять. С прокладкой этой линии языковые и политические проблемы отпали, а на передачу телеграммы и получение ответа требовалось не более нескольких минут.

Годом позже, в 1871-м, Англия через Сингапур соединилась с Австралией. В 1874 году проложили первый кабель из Европы в Бразилию, идущий через острова Maдейру и Сент-Винсент (из группы Малых Антильских островов в Карибском море). Пять трансатлантических кабелей проложил "Грейт Истерн" на своём веку.

Соединить же телеграфным кабелем берега Тихого океана удалось лишь в двадцатом столетии (в декабре 1902 г. между Канадой и Австралией.).

Прокладка индо-европейского телеграфа в 1870 году.
Доставка берегового конца кабеля на побережье Персидского залива

Однако нет ничего более скучного, чем описание работы, которая проходит без всяких приключений. А приключения, видимо, закончились 27 июля 1866 года, в тот день, когда кабельная флотилия с победой вошла в бухту Хартс-Контент. Люди на горьком опыте научились без особых происшествий прокладывать подводные телеграфные линии; достаточно сказать, что к 1900 году таких линий только в Северной Атлантике насчитывалось не менее пятнадцати *.

* Во всём мире к этому времени было проложено 1750 подводных телеграфных кабельных линий общей длиной свыше 300000 км.

Характерное свойство подводных телеграфных линий - их долговечность. Если конструкция хороша, кабель, как правило, длительное время работает без ремонта и замены отдельных его участков. Например, кабели 1865-1866 гг. прослужили без ремонта пять лет, а ряд секций кабеля 1873 года (Ирландия - Ньюфаундленд) - около девяноста лет. Но долговечность подводного телеграфного кабеля, почти беспрецедентная для технического устройства, является, вместе с тем, и тормозом в развитии телеграфной связи на далёкие расстояния. Стоимость трансокеанского телеграфного кабеля исчисляется миллионами фунтов стерлингов. Теперь представьте себе, что, скажем, через десятилетие после его прокладки какой-либо инженер предложил другую, несколько лучшую конструкцию кабеля. Кому придёт в голову идея заменить такой кабель, если известно, что он обеспечит надёжную связь в течение полустолетия.

Как мы увидим далее, в области подводной телеграфии за целое столетие осуществлены всего три значительных усовершенствования.

Во времена ручных аппаратов сообщения приходилось прочитывать и записывать на каждой телеграфной станции с тем, чтобы передавать их дальше по линии. Таких повторений могло быть шесть и более; нетрудно представить себе вероятность ошибок, задержек и т.п. Всё это вызывало крайнюю необходимость в создании устройства, которое могло бы автоматически записывать сигналы, поступающие с одного участка линии, и передавать их дальше без каких-либо искажений. Простое усиление сигналов, даже если бы в 1870-х годах кто-нибудь и знал, как его осуществить, было бы недостаточным, так как при этом усиливались бы и все помехи, сопутствующие сигналу при его прохождении вдоль линии. После двух или трёх этапов такого усиления стало бы невозможно отличить точку от тире. Необходим был специальный прибор, выполняющий функции телеграфиста. Прибор этот должен был определить является ли поступивший сигнал точкой или тире, усилить его, одновременно устранив искажения, и передать дальше по линии. Подобный прибор появился лишь в 1920 году. Его название - регенератор ("преобразователь") - точно характеризует выполняемые им функции.

Здесь уместно сказать, что хотя телеграфные компании всё ещё пользуются кодом Морзе, термины "точка" и "тире" теперь стали условными. Эти два основных составляющих код знака уже не различаются между собой по длительности. Они существуют лишь там, где передача идёт при помощи ключа. При автоматической же работе тире ничуть не длиннее точки. Оба сигнала различаются только тем, что точка - это отрицательный импульс тока, а тире - положительный. Так, например, согласно этому коду сигнал "SOS" будет: - - - + + + - - - ; или, если эти сигналы передаются на прибор, имеющий в качестве указателя подвижную стрелку или световой луч, то он будет отклоняться от центра соответственно влево, влево, влево, затем вправо, вправо, вправо и снова влево, влево, влево.

В наши дни сообщения, поступающие в пункт назначения, автоматически записываются на телеграфную ленту в виде слов; телеграфисту остаётся только наклеить её на бланк и передать рассыльному для доставки адресату.

Одним из наиболее важных достижений первых дней существования подводного телеграфа было обнаружение возможности одновременной посылки по кабелю сигналов в противоположных направлениях, что почти вдвое увеличило пропускную способность цепи. Такая связь называется двусторонней, или дуплексной, она, подобно множеству других открытий в области электросвязи, ещё долгое время казалась чудом. Секрет заключался в том, что приёмное устройство на передающем конце кабеля нечувствительно к посылаемым импульсам и в то же время чутко реагирует на импульсы, которые поступают с противоположного конца кабеля. Так, человек в разговоре обычно не слышит своей речи или, вернее, не слушает её и в то же время слышит речь другого человека, даже если сам при этом говорит.

Следующее, ещё более значительное техническое достижение заключалось в том, что в одном направлении стали посылать несколько сообщений одновременно. Один кабель начали использовать для передачи сразу восьми телеграмм: четырёх в одну сторону и четырёх в обратную. Быстродействующий переключатель на передающем конце подключал линию поочерёдно к четырём передатчикам; каждый из них занимал линию в течение долей секунды. На противоположном конце приёмные устройства подключались к линии строго в той же последовательности.

Благодаря этим усовершенствованиям по атлантическому кабелю стало возможным транслировать около 400 слов в минуту - это примерно в 100 раз больше того, что мог дать кабель, проложенный в 1858 году (в те редкие минуты, когда он хорошо работал).

Скорость передачи сигналов по кабелю быстро убывает по мере увеличения его длины. Поэтому длинные линии целесообразно образовывать из нескольких секций, между которыми следует устанавливать регенеративное трансляционное устройство.

К несчастью, в средней Атлантике нет ни одного подходящего для этой цели места. Несколько небольших островов в южной Атлантике, в Тихом и Индийском океанах получили мировую известность именно благодаря удачному географическому положению. К числу их относятся, в частности, Кокосовые острова в Индийском океане.

Между прочим, с этими островами связано одно событие, относящееся к первой мировой войне. 9 ноября 1914 года германский крейсер "Эмден" высадил на Кокосовых островах десант для того, чтобы уничтожить ретрансляционную станцию - узел нескольких кабельных линий, идущих к Южной Африке, Индонезии и Австралии. Десант уничтожил станцию и перерезал кабели, но это была Пиррова победа, так как обслуживающий персонал станции успел сообщить в Австралию о приближении германского крейсера. Прибывший вскоре австралийский крейсер "Сидней" атаковал и утопил германское судно.

Серия почтовых марок, посвященная юбилею событий у Кокосовых островов

Во время второй мировой войны японцы решили повторить эту операцию, но, видимо, памятуя о трагедии "Эмдена", ограничились только обстрелом станции.

Сами кабельные линии подвергались в годы войны многочисленным диверсиям. В 1939 году Германия имела только две подводные кабельные линии - одну из Эмдена на Азорские острова и другую из Эмдена в Лиссабон. В первые же 24 часа войны оба кабеля были перерезаны.

Вообще-то подводный кабель перерезать нетрудно, если знать место его прокладки. Достаточно провести несколько тралений в определённом направлении - и кабель будет поднят на поверхность. Конечно, если при этом не придётся отражать атаки судов противника. Чтобы избежать подобных осложнений, диверсионные операции иногда проводятся подводными лодками. В 1945 году британская средняя подводная лодка вывела из строя подводные кабели на линиях Сайгон-Сингапур и Сайгон-Гонконг. Для нанесения противнику максимального урона кабель стремятся разрезать в нескольких местах. В таких случаях место повреждения определить весьма сложно, даже с помощью специальных приборов.

В прошлом, когда техника ещё не достигла современного уровня, обнаружить место повреждения подводного кабеля было чрезвычайно трудно. Ремонтное судно с этой целью вслепую проводило траление на больших площадях. Современными приборами место повреждения обнаруживается без труда. Даже в случае, если из кабельной линии в целях её повреждения изъята целая секция, приборы точно укажут длину секции.

С другой стороны, казалось бы, нет смысла повреждать подводные кабели противника, а гораздо полезнее перехватывать посылаемые по ним сообщения. Однако на практике это оказывается не таким простым делом. Если и удастся перехватить сигналы, или, точнее, электрические импульсы, которые составляют передачу, их будет трудно расшифровать, так как только на конечных пунктах они соответствуют передаваемым сигналам. Как бы то ни было, современные кабельные линии не имеют специальной защиты от подслушивания. Да в ней и нет необходимости, хотя все секретные сообщения, особенно во время войны, передаются именно по подводным кабелям. Видимо, и через сотню лет подводный кабель останется самым надёжным курьером, служащим человечеству.

В этой небольшой переходной главе А. Кларк даёт в целом не совсем верную оценку исторического развития техники телеграфной связи. Он утверждает, что за 100 лет в телеграфии было сделано только три значительных усовершенствования.

В действительности, в истории телеграфа, как и любой другой отрасли электротехники, насчитывается значительно большее количество замечательных изобретений. Благодаря им техника телеграфной связи прошла путь от мультипликаторных аппаратов П. Шиллинга до современных автоматических быстродействующих буквопечатающих аппаратов, от возможности передачи по каждому проводу только одной депеши до высокочастотного многоканального телеграфирования, фототелеграфирования и радиотелеграфии.

Сами по себе надёжность и долговечность подводных кабелей, ни в коей мере не являлись тормозом прогресса телеграфии вообще. Более того, они стимулировали этот прогресс с целью наиболее эффективного использования дорогостоящих подводных "кабельных линий".

К числу усовершенствований, повышающих эксплуатационную эффективность подводных кабелей, следует отнести, в частности, специальный кабельный код и знаменитый сифон-рекордер Вильяма Томсона. Изоляционный материал парагутта, превосходящий по свойствам гуттаперчу, и обладающие высокой магнитной проницаемостью железо-никелевые сплавы - пермаллой и перминвар - были специально созданы с целью усовершенствования конструкций подводных кабелей и улучшения условий передачи телеграфных сигналов.

Сама конструкция подводных кабелей претерпела за 100 лет коренные изменения. От однопроводных цепей к симметричным и затем к коаксиальным, от гуттаперчевой изоляции через парагутту и бумагу к полиэтилену, от наружной брони к внутреннему несущему сердечнику. Всё это вместе и обусловило постепенный переход от передачи сигналов частотой в несколько герц к передаче частот в сотни тысяч герц.

Теперь о тех усовершенствованиях, которые называет А. Кларк.

Два из них относятся к уплотнению цепей. Это многократное телеграфирование и одновременная двусторонняя передача. Обусловлены эти изобретения следующими историческими предпосылками. Во второй половине XIX века электрический телеграф получил всеобщее признание и широкое распространение. Так, в большинстве европейских стран протяжённость телеграфных линий за пятнадцатилетие, 1854-1868 гг., возросла в 4-6 раз, а объём телеграфных передач - в 15-20 раз.

Однако потребность в телеграфном обмене, вызванная как административно-политическими, так и торгово-промышленными интересами, опережала темпы трудоёмкого и материалоёмкого строительства линий связи (преимущественно воздушных).

На первых порах увеличения пропускной способности линий пытались достигнуть повышением квалификации телефонистов, рационализацией конструкций телеграфных аппаратов и, наконец, дополнительной подвеской проводов на уже существующих линиях. К 1868 г. общая протяжённость воздушных проводов в большинстве европейских стран в 2-3 раза превышала длину самих линий, а в Великобритании - почти в 5 раз. Однако подвеска дополнительных проводов - дорогое и трудоёмкое дело. Вот почему изобретатели многих стран искали способы наиболее эффективного использования проводов существующих линий. Эти поиски были началом многолетней истории уплотнения цепей связи - одной из основных тенденций исторического развития всей электросвязи.

Теоретическое обоснование идеи встречного телеграфирования по одному проводу (второй провод - земля) принадлежит чеху Ф. Петржине и австрийцу Ф. Гинтлю (1853 г.), немцу Симменсу (1854 г.). русскому математику 3.Я. Слонимскому (1858 г.) и др. Слонимский первый предложил так называемую квадруплексную систему, по которой одновременно передаются две телеграммы в одну сторону и две в противоположную.

Практически дуплексную передачу - по одной телеграмме навстречу друг другу - осуществил в 1871 г. английский инженер И. Стирнс, а квадруплексную- с использованием мостовой схемы - в 1874 г. американцы Т.А. Эдисон и Дж. Прескотт.

Идея многократного телеграфирования, основанная на использовании паузы между знаками при передаче одной телеграммы для поочерёдной передачи по линии втооого, третьего и т.д. сообщений, срязана с именами англичан Г. Фармера (1853 г) и Д. Барнета (1860 г.), русского изобретателя В. Струминского (1863 г.) и немецкого электротехника Б. Майера (1872 г.).

Однако честь практического разрешения проблемы многократной телеграфии принадлежит электромеханик парижского телеграфа Эмилю Бодо (1845-1903 гг.), который в 1874 г. запатентовал свой пятизначный равномерный код и двукратный аппарат. Так впервые было осуществлено уплотнение передачи сигналов связи во времени. Разделение передаваемых телеграфных сообщений во времени производилось при помощи вращающегося распределителя.

Вскоре были сконструированы трёх- и четырёхкратные аппараты, а в 1876 г. - пятикратный. В сочетании с дуплексной системой наиболее распространённый, двукратный, аппарат позволял передавать по каждому проводу одновременно 4 телеграммы (по две в каждую сторону), а пятикратный аппарат - 10 телеграмм, т.е. обслуживать одновременно 10 связей (по 5 на каждой оконечной станции).

Д. Шарле