Первые системы передачи данных

Современные системы передачи данных для пересылки информации, представленной в виде знаков или символов, используют электрическое или электронное оборудование. Электрические сигналы, радиоволны являются формами электромагнитной энергии. Но стоит упомянуть и о первых методах связи, таких как клубы дыма сигнальных костров или, скажем, отражение света от ручного зеркала. Ведь клубы дыма можно рассматривать как аналоги дискретных знаков, применяемых в современных системах передачи.

Рис. 1.1. Первые средства передачи данных были основаны не на электричестве

Начало применения электричества

В результате открытия электричества появились новые возможности для создания средств передачи информации. Одно из первых предложений, опубликованное в 1753 году в шотландском журнале, было простым, но требовало громоздкого оборудования. Идея заключалась в том, чтобы протянуть от города к городу 26 проводов — по одному проводу для каждой буквы алфавита. Швейцарский изобретатель создал опытный образец системы, основанной на этом принципе, нотехнология с использованием проводов в то время считалась неприемлемой для широкого применения. Сложность прокладки 26 проводов для передачи 26 букв алфавита свидетельствовала о том, что требуется более эффективный метод.

В 1833 году Карл Фредерик Гаусс изобрел код, основанный на матрице 5х5, используемой для кодирования 25 букв (буквы I и J были объединены). Отправка сообщений производилась путем отклонения стрелки в пределах от одной до пяти позиций вправо или влево. Первый набор отклонений указывал на строку, а второй — на столбец матрицы. Данный метод вместо 26 линий позволял использовать только одну.

Телеграфная связь

Важнейшее событие в области передачи данных произошло в XIX веке, когда американец Сэмюел Финли Бриз Морзе изобрел электрический телеграф. Над идеей использования электричества работали и другие изобретатели. Но только устройство Морзе, основанное на использовании возможностей человеческого мозга и коммуникационного оборудования, получило столь широкое признание. Процесс дешифрования основывался как на способности человека, получающего сообщение, слышать, так и на знании им кода, предлагаемого Морзе.

Принцип работы телеграфной связи можно понять из рис. 1.2. Когда телеграфный ключ в пункте А нажат, в устройстве протекает ток и в пункте Б якорь (подвижная часть электромеханического устройства) притягивается к катушке, издавая при ударе о сердечник щелчок. Когда в пункте А ключ отпущен, электрическая цепь размыкается, после чего в пункте Б якорь переводится пружиной в исходное состояние, ударяясь при этом о другой сердечник с отличным от первого щелчком. Таким образом, клопфер (слуховой телеграфный аппарат) генерирует два различных щелчка. Короткий промежуток времени между двумя последовательными щелчками означает точку, длинный - тире. Код, подобный разработанному Морзе, показан на рис. 1.3. Он представляет символы в виде комбинаций точек и тире. На передающей стороне оператор преобразовывает символы, из которых состоит сообщение, в комбинацию точек и тире. На приемной стороне оператор интерпретирует точки и тире как символы; таким образом информация передается из пункта А в пункт Б.

Существует мнение, что при разработке кода Морзе пользовался наборным устройством, которое применялось для печати английских букв и цифр. По нему ученый определил частоту использования того или иного символа. Морзе присвоил короткие кодовые комбинации часто встречающимся символам и цифрам, длинные — редко встречающимся. Этим объясняется то, что точка присвоена букве Е, которая по частоте употребления стоит на первом месте, а тире присвоено букве Т, которая стоит на втором месте.

якорь

Телеграфный ключ

Пункт А Пункт Б

Непосредственное проводное соединение

Рис. 1.2. Принцип работы телеграфной связи

Впервые Морзе испытал телеграф в 1832 году, но самая известная демонстрация состоялась в 1844 году, когда Морзе из Вашингтона в Балтимор передал по проводу сообщение «What hath God wrought!» («Чудны дела твои, Господи!»).

До изобретения телеграфа обычным способом связи была почта Pony Express, поэтому более быстрый телеграф сразу же стал пользоваться успехом. Оборудование было простым и надежным; ключ и клопфер содержали только по одной подвижной детали. Сильной и в то же время слабой стороной телеграфа, а также единственной действительно сложной его частью являлся человеческий мозг, другими словами, работоспособность операторов, осуществлявших передачу и прием. К началу Гражданской войны телеграфные линии уже охватили весь континент, пересекая прерии и пустыни и соединяя Калифорнию с остальной частью Соединенных Штатов. Пока не изобрели телефон, что произошло примерно 30 лет спустя, телеграфная индустрия была одной из самых больших и процветающих. Такого рода услуги предоставлялись почти в каждом городе США. Прокладка трансатлантического кабеля между США и Францией в 1866 году положила начало созданию международной телеграфной связи.

Дата добавления: 2014-01-13