5.2. Телефон

Спроби передачі мови на відстань робилися задовго до розробки теорії електрики [3, 20, 99]. Однією з перших таких спроб був винахід у 1667р. Робертом Гуком пристрою для передачі звуків по натягнутому дроту, відомого зараз як іграшка "дротовий телефон". Було зроблено кілька безуспішних спроб його практичного використання.

У 1795 р. у Гатчині Катерині ІІ демонструвалося "телефонне мистецтво" - проект акустичного зв'язку по трубах між Петербургом і Кронштадтом. Ідея акустичного зв’язку для здійснення далекого обміну інформацією була не придатною, але у подальшому була реалізована в суднових переговорних пристроях.

У 1840 р. Ч. Уїтстон запропонував термін „телефон” як видовий для механічних пристроїв, що служать для переговорів на відстані. Усі спроби реалізації механічного зв'язку були безуспішними, але назва пристрою - телефон - залишилася. Розвиток теорії електромагнетизму забезпечив наукову базу для його реалізації й у 1854 р. французьким телеграфістом Бурселем був теоретично розроблений принцип телефону.

Перший телефон був створений у Німеччині в 1861 р. І.Ф. Рейсом. Він складався з передавального і приймального апаратів. У передавальному апараті в електричному ланцюзі під впливом звуку розмикався і замикався контакт, що викликало в приймальному апараті вібрацію металевої пластини. Апарат Рейса міг передавати (досить неякісно) музику, але чітка передача мови була неможлива, тому застосування він не знайшов. Зовнішній вигляд телефону Рейса показаний на рис. 5.5.

Перший практично придатний телефон був запатентований А.Г. Беллом (1847 - 1922 рр.) 14 лютого 1876 р. (рис. 5.6). На дві години пізніше подав заявку на апарат передачі звуку за допомогою електрики фізик Е.Грей. Пріоритет винаходу залишився за Беллом.

Мало хто знає, що Белл одержав пріоритет на телефон у результаті безладдя в американському патентному відомстві в ті часи. Іншій американець італійського походження Антоніо Меучі подав заявку на "телеграф, що говорить," задовго до Белла, але в 1871 р. патентне відомство повідомило Меучі про те, що "всі документи зникли...". У 1886 р. Верховний суд США визнав Меучі винахідником телефону, але пріоритет ним вже був втрачений.

Телефон Белла мав недоліки і вимагав удосконалення. Над цим працювали багато винахідників. Найбільш удалими були пропозиції Д. Юза і Т. Едісона. У 1878 р. вони створили вугільний мікрофон. На рис. 5.7. показаний вигляд слухавки з мікрофоном Юза - Едісона. Пізніше Едісон вніс в телефон ще декілька важливих удосконалень, що забезпечили гарну чутність на будь-якій відстані. Це зробило телефон практично працездатним і він швидко почав впроваджуватись в багатьох країнах.

Перша телефонна станція почала працювати 25.01.1878 р. у Нью-Гавані (США). На ній експлуатувався ручний телефонний комутатор, створений угорцем Т. Пушкашем. Комутатори телефонних ліній до 20-30-х рр. XX в. були ручними. У 30-х рр. з'явилися електромеханічні комутатори, а в 70-80-х рр. - електронні.

У 1879 р. телефон використовувався вже в 20 містах США й у Парижі. У 1881 р. телефон був пущений у Берліні. Апарати кінця XIX - початку XX вв. показані на рис. 5.8. Телефон продовжували удосконалювати Герц, Говер, Адер і інші винахідники. У 1889 р. американець А.Б. Струнджер одержав патент на автоматичну телефонну станцію (АТС).

У 1881 р. у Росії було засновано "Російське акціонерне товариство для улаштування й експлуатації телефонних станцій". Перші телефонні станції були побудовані в 1882 р. у С. Петербурзі, Москві, Варшаві, Ризі Одесі. Телефонізацією в Росії займалася фірма "Еріксон" і інші. У 1882 р. у Петербурзі і Москві можна було протягом 10 хвилин слухати по телефону трансляції вистав та концертів Маріїнського і Великого театрів.

Рис. 5.8. Вигляд телефонних апаратів кінця ХІХ – початку ХХ вв.

У 1895 р. у Росії працювало вже 38 телефонних мереж, що з'єднували понад 3000 абонентів. 31 грудня 1898 р. відкрилася телефонна лінія між Петербургом і Москвою довжиною 678 км, побудована за проектом П.Д.Войнаровського. У той час це була найдовша в Росії лінія зв'язку.

Російські вчені і винахідники зробили великий внесок у розвиток телефону.

У 1881 р. інженер Г.Г. Ігнатьєв розробив систему телефонного зв'язку по телеграфних дротах. На лініях застосовувалася апаратура системи Е.І. Гвоздева.

У 1882 р. П.М. Голубицький (1845 - 1911 рр.) винайшов високочутливий телефонний апарат з важелем для автоматичного перемикання схеми при зміні положення слухавки. Даний принцип використовується і зараз. У 1883 р. він сконструював оригінальний мікрофон з вугільним порошком. У 1885 р. Голубицький запропонував схему телефонної станції з живленням від центральної батареї. Це дозволило створювати мережі з десятками тисяч абонентів. У 1883 р. телефон Голубицького успішно використовувався на лінії між Нансі і Парижем (відстань 353 км).

У 1887 р. російський винахідник К.А. Мосцицький розробив "самодіючий центральний комутатор", попередник АТС. В 1893 р. його співвітчизники М.Ф. Фрейденберг і С.М. Бердичевський-Апостолов побудували в Одесі АТС на 25 номерів. Фрейденберг у 1895 і 1896 рр. одержав патенти на пристрої для пошуку номера, що викликається. В 1896 р. під керівництвом Бердичівського у Великобританії була створена АТС на 10000 номерів.

Кінець XIX в. був ознаменований бурхливою телефонізацією в усьому світі. Повітряні і кабельні лінії зв'язку будувалися усередині міст і між ними. Для далекого зв'язку в 1915 р. інженер В.І. Коваленков розробив дуплексну систему із проміжними підсилювачами. У той час у світі число телефонних апаратів склало вже близько 10 млн.

Практично із самого початку телефон використовувався для передачі інформації, що представляє загальний інтерес. У 1886 р. у США з'явився телефонний годинник. При знятій трубці раз у хвилину передавалися слабкі клацання, що дозволяли визначити точний час. У 1936 р. у Парижі час по телефону повідомляв вже "годинник, що говорить,", а в 50-х рр. можна було також почути й останні звістки з прогнозом погоди. У 1985 р. у Франції телефон мав уже близько 150 різноманітних програм від інформації про НЛО до порад городникам.

На початку XXІ в. сфера використання телефону значно розширилась. З'явилися апарати, що записують повідомлення, портативні радіотелефони, телефакси, мобільні телефони.

Ідея телефаксу була запропонована англійцем А. Байном у 1843 р., тобто за 33 роки до появи телефону. Телефакс дозволяє передавати письмове повідомлення, документ або креслення. Він включається в телефонну мережу, а з'єднання з абонентом здійснюється після звичайного набору його номера.

Телефонні системи та мережі у теперішній час автоматизовані і за допомогою радіорелейних станцій великої пропускної здатності і штучних супутників Землі забезпечується наддалекий зв'язок між країнами і континентами.