...И мир загадочный за занавесом цифр. Цифровая связь - Попов Георгий Леонтьевич (онлайн книга без txt) 📗
ПОТОКИ-НЕВИДИМКИ
Изобретение Жака Бодо
Мир прекрасен, мир чудесен…
……………………………
Только полон тайны весь он… Омулевский (И.В. Федоров)
Удивительный мир творчества! Он возник вместе с рождением самого человечества и поистине не имеет границ в наши дни. Примером тому может служить гениальное озарение нашего далекого предка, который прикрепил камень к палке и таким образом подарил человечеству молоток. С той поры прошел добрый миллион лет, а неугомонные изобретатели не устают совершенствовать это древнейшее изобретение: появились молотки, облегчающие и ускоряющие труд, молотки с программным управлением, автоматически, без участия человека, забивающие гвозди.
В предыдущих главах мы уже рассказали о целом сонме изобретений в области электротехники, телеграфии, телефонии, радиосвязи и называли имена прославленных ученых и изобретателей - Вольта, Морзе, Белла, Герца, Попова... Перечень достижений творческой мысли можно было бы многократно продолжить от первых маяков до сегодняшних телевизионных башен, от примитивных сигнальных приспособлений до современных космических радиокомплексов.
Как приходит к человеку-изобретателю озарение, или, как сейчас модно говорить, "инсайт"? Мы пока не знаем этого, не создана еще наука о творческом мышлении человека, о том, каким образом постигает он тайны окружающего мира. И хотя написаны целые книги об изобретательской деятельности, для большинства людей сама эта деятельность кажется во многом загадочной,таинственной.
Мы не собираемся разрушать сложившиеся у читателя представления о творчестве изобретателей - без толики мифа, тайны, непостижимости наша жизнь изрядно обеднела бы и поскучнела. В этой главе мы решили рассказать еще об одном замечательном изобретении, появившемся в середине прошлого века во Франции. Выбор не случаен. Именно оно чудесным образом перевернуло развитие техники передачи цифровой информации по линиям связи.
Изобретения не рождаются сами по себе. Чтобы появилось изобретение, должна существовать проблема, требующая своего разрешения. Такая проблема уже возникла в середине XIX в. К тому времени телеграф широко распространился по всему миру. Достаточно сказать, что общая протяженность телеграфных линий в Европе, например, в 1855 г. составляла почти 40 тыс. км, а через 10 лет, в 1865 г., она увеличилась до 160 тыс. км, т. е. в 4 раза. Однако темпы строительства телеграфных линий не могли угнаться за потребностью в услугах телеграфной связи. За тот же период число переданных телеграфных депеш возросло с 2 до 18 млн шт., т. е. в 9 раз.
За счет чего же темпы роста телеграфного обмена (есть такой специальный термин) оказались выше темпов строительства телеграфных линий? Как удалось передать телеграмм в 9 раз больше, если число телеграфных линий увеличилось лишь в 4 раза?
В те времена были известны два пути повышения эффективности использования линии связи. Первый - совершенствование организации работы телеграфной службы и телеграфных аппаратов. Другими словами, телеграммы следовало передавать без промедления, одну за другой и с возможно большей скоростью, т. е. как можно больше букв в минуту. Однако такой способ более эффективного использования линии связи очень быстро оказался исчерпанным. Причина проста и естественна: как бы ни улучшался телеграфный аппарат, скорость работы на нем даже опытного телеграфиста не превышает 240-300 букв/мин. Увы, есть предел у человека в "игре" на клавишах.
Второй путь требовал гораздо больших материальных затрат. Дело в том, что основным типом линий связи в XIX в. были воздушные линии. Вот что они собой представляли. На столбах (их называют опорами) подвешивался стальной провод диаметром 3-6 мм, а вторым проводом служила земля. По мере необходимости, т.е. когда обмен телеграфными депешами возрастал настолько, что передавать их по этому проводу попросту не успевали, на эти же столбы подвешивался второй провод, затем третий и т.д. Такие линии связи можно назвать многопроводными. Например, в России первая однопроводная телеграфная линия была проложена в 1854 г., а уже через год, в 1855 г., возникла потребность в подвеске второго провода. К 1857 г. в стране существовали пятипроводные телеграфные линии, а на отдельных, особенно загруженных телеграфными депешами, участках число висящих на опорах проводов достигало 8-12.
Все это привело к тому, что уже в 1865 г. длина телеграфных проводов в Европе почти в 3 раза превышала длину телеграфных линий связи и составляла около 450 тыс. км. Между тем изготовление и подвеска каждого последующего провода требовали огромных по тем временам расходов. Да и подвешивание новых проводов не могло продолжаться бесконечно. Ставить же рядом новые опоры - и дорого, и громоздко. Как быть?
Назрела проблема, требовавшая немедленного решения. Надо заметить, что данная проблема актуальна и по сей день. Возьмем, к примеру, современную спутниковую линию связи. В принципе, она позволяет организовать обмен цифровой информацией (а это может быть либо речевое сообщение, либо сведения из банка данных, либо видеоизображение и т. п.) между двумя любыми точками нашей планеты. Но вряд ли кому придет в голову использовать линию для передачи информации только от одного пользователя к другому. Во-первых, это очень дорого (напомним, лишь запуск спутника связи обходится, по данным зарубежной печати, в несколько десятков миллионов долларов, что накладно даже миллионеру). Во-вторых, это просто-напросто неэффективно: в линию "вложены" колоссальные средства, а предоставляется она каждый раз только двум пользователям. Гораздо выгоднее как можно большему числу пользователей дать возможность за вполне умеренную плату "арендовать" на время обмена информацией "космический мост". Но поскольку каждый из них может выразить желание воспользоваться линией связи в удобное для него время и не захочет мириться с тем, что кто-то уже занял ее, решение проблемы может быть только таким: все абоненты должны пользоваться линией связи одновременно.
- Да ведь они же будут мешать друг другу! - удивится читатель.
В том-то и состоит задача - передать по одной линии связи одновременно несколько цифровых потоков таким образом, чтобы они не накладывались один на другой. Применительно к середине XIX в. эта задача формулировалась так: нужно было научиться передавать по одному проводу сразу несколько телеграмм.
Над ее разрешением бились многие изобретатели. В 1853 г. англичанин Г. Фармер обратил внимание на то, что телеграфист после передачи каждого сигнала делает паузу перед передачей следующего сигнала. Как бы ни была мала пауза, она всегда достаточна, чтобы в этот промежуток передать дополнительно еще несколько сигналов. Основываясь на своих наблюдениях, Фармер предложил подключать к проводу не один, а два или даже больше телеграфных передатчиков, предоставляя единственный провод каждому передатчику по очереди с помощью специального устройства - распределителя. Идея, что и говорить, соблазнительная.
Попытки осуществить предложение Фармера предпринимались не раз. В 1860 г. английский механик Д. Беркет разработал такой распределитель, который позволял совместно работать нескольким передатчикам телеграфных аппаратов. Однако его механизм получился слишком сложным, громоздким, ненадежным и, в конце концов, неработоспособным. Сохранились свидетельства того, что свои конструкции распределителей предлагали в 1863 г. русский изобретатель В.Струбинский и в 1872 г. немецкий изобретатель Б. Майер. Но и они оказались неудачными.
Француз Жан Бодо, тот самый механик из Парижа, который предложил, как вы помните, кодировать буквы и цифры 5-разрядным двоичным кодом, оказался удачливее всех.
Ж. Бодо родился 11 сентября 1845 г. в тихом провинциальном городке в департаменте Марна (Франция). Его семья не отличалась знатностью рода: отец тачал штиблеты и сапоги своим согражданам, мать была портнихой. Однако родители сумели дать сыну образование. Еще в школе Жан проявил способности к точным наукам, в частности к механике. Это увлечение привело его в 1869 г. в Париж, где он был принят на работу служащим в управление телеграфными линиями.
