Развитеи передачи информации. Телеграф

Лекция: «Телеграф: история, методы передачи данных, азбука Морзе»

1. Исторический обзор: от примитивных сигналов к электрическому телеграфу

Доэлектрические системы (древность — XVIII век)

• Дымовые костры, сигнальные факелы — простейшие способы оповещения о опасности или событиях. Зависили от погоды и времени суток.
• Гелиографы (системы зеркал) — передача сигналов отражённым солнечным светом. Требовали прямой видимости.
• Барабаны, роги — звуковая сигнализация на ограниченные расстояния.

Оптический телеграф (конец XVIII — начало XIX века)

• Изобретатель: Клод Шапп (Франция, 1792 г.).
• Принцип: сеть башен с подвижными семафорными штангами. Операторы вручную выстраивали комбинации, передавая буквы и цифры.

• Плюсы: скорость выше, чем у гонцов; дальность — десятки километров.
• Минусы: зависимость от погоды, времени суток, высокая трудоёмкость.
• Пример: линия Санкт‑Петербург — Варшава (1 200 км, 1839 г.) — сообщение за 20 минут.

Первые электрические телеграфы (1820–1840‑е гг.)

• Павел Шиллинг (Россия, 1832 г.): электромагнитный телеграф со стрелочным индикатором и оригинальным кодом (чёрные/белые кружки).
• Карл Гаусс и Вильгельм Вебер (Германия, 1833 г.): система на основе электрических импульсов.
• Уильям Кук и Чарльз Уитстон (Великобритания, 1837 г.): коммерческий телеграф с несколькими стрелками.

Прорыв: телеграф Сэмюэла Морзе (1837–1844 гг.)

• Ключевое новшество: азбука Морзе (точки и тире) и электромеханический аппарат.
• 24 мая 1844 г. — первая коммерческая линия Вашингтон — Балтимор (65 км). Первое сообщение: «What hath God wrought?» («Что сотворил Бог!»).
• Преимущества: простота, надёжность, возможность передачи на сотни километров (с релейными усилителями).

Дальнейшее развитие

Сувенирный обрезок первого трансатлантического кабеля

• 1851 г. — подводный кабель через Ла‑Манш (Англия — Франция).
• 1866 г. — трансатлантический кабель (Европа — Северная Америка).
• 1872 г. — аппарат Бодо (многократная передача, перфоленты).
• Конец XIX века — телетайпы и сеть «Телекс».

2. Методы передачи данных в телеграфии

1. Оптическая передача (семафорные системы)

• Сигналы: геометрические фигуры, положения штанг.
• Кодирование: заранее согласованные таблицы соответствий.
• Ограничения: видимость, погода, низкая скорость.

2. Электрические методы

• Электростатические (Лесаж, 1774 г.): передача зарядов по проводам.
• Электрохимические (Зёммеринг, 1809 г.): пузырьки газа в электролитах.
• Электромагнитные (Шиллинг, Гаусс‑Вебер, Кук‑Уитстон): отклонение стрелок под действием тока.
• Электромеханические (Морзе): замыкание цепи ключом, запись на бумажную ленту.

3. Принципы работы телеграфа Морзе

• Передатчик (ключ): оператор замыкает цепь, создавая импульсы тока.
• Линия связи: провода (наземные/подводные) с изоляцией.
• Приёмник: электромагнит притягивает рычаг, который оставляет отметки на ленте (точки/тире).
• Усилители (реле): восстанавливают сигнал на длинных дистанциях.

4. Современные аналоги

• Телетайпы (печатающие аппараты).
• Цифровые сети (наследие телеграфных протоколов).

3. Азбука Морзе: принципы и особенности

Основа кода

• Два символа:
  Точка (·) — короткий импульс.
  Тире (–) — длинный импульс (в 3 раза дольше точки).
• Паузы:
  Между элементами одной буквы — 1 точка.
  Между буквами — 3 точки.
  Между словами — 7 точек.

Примеры кодирования

• A: · –
• B: – · · ·
• S: · · ·
• O: – – –
• SOS (сигнал бедствия): · · · – – – – · · ·

Преимущества азбуки Морзе

• Универсальность: работает на любом канале (звук, свет, радио).
• Устойчивость: даже искажённые сигналы можно расшифровать.
• Минимальные требования: достаточно ключа и приёмника.

Применение сегодня

• Радиолюбительская связь.
• Аварийные сигналы (SOS).
• Обучение в радиошколах и военных структурах.

4. Влияние телеграфа на общество

• Экономика: мгновенная передача биржевых котировок, цен, контрактов.
• Журналистика: агентства Reuters (1851 г.), Русское телеграфное агентство (1866 г.).
• Транспорт: координация движения поездов.
• Дипломатия и война: оперативное управление войсками, переговоры.
• Наука: синхронизация времени, метеорология.

5. Наследие телеграфии

• Технические основы: кодирование, модуляция, ретрансляция.
• Социальные изменения: ускорение обмена информацией, глобализация.
• Современные технологии: интернет, мобильная связь (принципы передачи данных).

Заключение

Телеграф стал первой системой мгновенной связи на дальние расстояния. Его развитие прошло путь от оптических семафоров до электрических сетей, а азбука Морзе остаётся символом надёжности и универсальности. Изучение телеграфии помогает понять эволюцию коммуникаций и принципы, лежащие в основе современных технологий.