Голос через океан

Однако для телефонной связи, использующей в десятки раз более высокие, чем телеграфная, частоты, со значительно ббльшим затуханием передаваемых сигналов на единицу длины линии, подобная компенсация затухания (в несколько раз) не решала проблемы дальней междугородной и, в частности, подводной телефонии. Кроме того, этот способ был весьма неэкономичным, так как требовал значительного увеличения размеров кабелей и, следовательно, расхода материалов для их изготовления.

Хевисайд был первым, кто указал на принципиальную возможность достичь успеха, идя по второму пути и увеличивая знаменатель дроби, т.е. индуктивность кабельной линии. Если не касаться сферы материальных ресурсов и денежного обращения, то подчас увеличить какую-либо величину оказывается намного проще, чем её уменьшить. Подобную благоприятную ситуацию и открыл Хевисайд в теории кабелей связи. При этом искусственно увеличивать индуктивность можно уже не в несколько раз, а в несколько десятков раз. Теоретическое открытие О. Хевисайда о возможности снижения потерь в линии путём искусственного увеличения её индуктивности было встречено, как отмечает А. Кларк, с большим недоверием и реализовано лишь 8 лет спустя, в 1901 г., когда американский инженер (серб по национальности) М. Пупин (1858-1935) предложил включать в линию специальные индуктивные катушки, названные впоследствии его именем (термин "пупинизация" применительно к кабельным линиям не потерял своего значения и в настоящее время). Индуктивность линии могла быть таким образом повышена в сотню раз.

Открытие Хевисайда имело значение, конечно, не только для подводных кабельных линий связи. Успешной пупинизацией в 1902 г. кабельной линии Нью-Йорк-Ньюарк длиной 16 км было положено начало сооружению междугородных кабельных магистралей.

Через год после изобретения Пупина датский инженер Карл Краруп разработал свой оригинальный способ искусственного увеличения индуктивности кабелей. Вместо того, чтобы через каждые 1,5-2 км встраивать в линию катушки индуктивности, он предложил обматывать токопроводящие медные жилы кабелей тонкой лентой или проволокой из стали, магнитные свойства которой в 100-150 раз сильнее, чем у меди. Толщина стальной ленты или диаметр проволоки были 0,2-0,3 мм.

Первый "крарупизированный" подводный кабель длиной в 5 км проложили в 1902 г. между Данией и Швецией. Однако уже в следующем году между Данией и Германией был проложен крарупизированный кабель длиной около 20 км. В течение трёх лет (1902-1904 гг.) длины подводных (да и подземных) телефонных кабельных пупинизированных и крарупизированных линий были увеличены до 70-80 км. В дальнейшем искусственное увеличение индуктивности позволило расширить пределы дальности телефонной связи до 150-180 км. Большего ни пупинизация, ни крарупизация для телефонии дать не смогли.

Применительно к телеграфным кабельным линиям, протяжённость которых уже давно исчислялись тысячами километров, искусственное увеличение индуктивности способствовало резкому убыстрению прохождения сигналов, а следовательно, возрастанию объёма передаваемой информации, т.е. повышению эффективности линии.

Ряд трансокеанских телеграфных кабелей с искусственно увеличенной индуктивностью был проложен в первой половине XX века. Все они были крарупизированы (прокладывать с кораблей пупинизированные кабели было в ту пору неудобно из-за неизбежных утолщений их в местах расположения пупиновских катушек).

В середине 20-х годов для обмотки медных жил вместо обычной стали начали применять специально созданные для этой цели высокомагнитные железо-никелевые сплавы (пермаллой и перминвар), благодаря чему скорость передачи ещё больше повысилась.

Если по первому трансатлантическому телеграфному кабелю 1858 года передавалось не более 3-4 знаков в минуту, то передача по современным телеграфным кабелям происходит со скоростью до 1500-2500 знаков в минуту.

"Линия без искажений" - это такая линия, для которой соблюдается условие RC = LG или R/L = G/C, названное условием Хевисайда. При этом условии скорости распространения и затухания сигналов различных частот будут одинаковы и сигналы на приёмный конец линии будут приходить одинаково ослабленными и в той же последовательности, в какой они были переданы; затухание (ослабление) сигналов, передаваемых по линии, будет наименьшим.

Д. Шарле

XVII. НЕБЕСНЫЙ РЕФЛЕКТОР

Великий физик Джеймс Клерк Максвелл с помощью математических выкладок впервые открыл существование радиоволн. Он теоретически доказал, что при искровом разряде возникают электромагнитные волны, которые, распространяясь в пространстве со скоростью света, отличаются от световых волн большей длиной, т.е. меньшей частотой колебаний. Но Максвелл не дожил до триумфа своих математических выводов. Он умер в 1879 году в возрасте сорока восьми лет. Восемь лет спустя молодой немецкий учёный Генрих Герц впервые поставил серию опытов, практически получив волны, совершившие революцию в области связи и изменившие облик планеты.