Развитие дальней телефонной связи

Первые в нашей стране опыты телефонной связи на большие расстояния были предприняты военными. Так, в 1878 г. подполковник В. Б. Якоби установил телефонную связь между островами Транзундского пролива по телеграфному кабелю на расстояние свыше 7 км и в Финляндии по воздушной линии военного телеграфа на расстояние около 30 км. Успешные результаты этих испытаний способствовали принятию телефонной техники на вооружение русской армии, и все телеграфные парки получили приказ произвести испытания телефонов для выяснения тактико-технических условий использования нового средства связи.

Организация испытаний в 7-м телеграфном парке была поручена телеграфному специалисту капитану Г. Г. Игнатьеву, который, прежде всего, поставил перед собой задачу выяснить возможность использования линий действующего телеграфа для телефонной связи. Испытания 1878 г. показали, что телеграфные токи создают сильные помехи в телефонах и невозможно вести телефонные переговоры по телеграфным линиям одновременно с передачей телеграмм.

В поисках решения этой проблемы Г. Г. Игнатьев пришел к мысли разделять телеграфные и телефонные токи с помощью включенных в цепь конденсаторов и катушек индуктивности ("разделителей", по терминологии изобретателя). При разработке идеи одновременного телеграфирования и телефонирования Игнатьев консультировался с профессором Киевского университета М. П. Авенариусом, в физическом кабинете которого и была осуществлена 29 марта 1880 г. первая публичная демонстрация устройства Игнатьева. В следующем году устройство было введено в опытную эксплуатацию на воздушной линии протяженностью 14,5 км, соединявшей лагеря Киевского военного округа [46]. Русское военное ведомство считало изобретение Игнатьева своим достоянием и держало его в тайне; поэтому бельгийскому инженеру Ф. ван Риссельберге, разработавшему два года спустя аналогичную систему одновременного телеграфирования и телефонирования, беспрепятственно удалось запатентовать ее не только в Западной Европе, но и в России.

Начало развития междугородной телефонной связи в нашей стране относится к 80-м годам XIX в. Первая междугородная линия была устроена между Петербургом и резиденциями царя в Гатчине (1882), Петергофе (1883) и Царском Селе (1885). В 1885 г. на средства московских промышленников были построены однопроводные стальные телефонные линии между Москвой и Богородском, Пушкином, Химками, Одинцовом, Коломной, Подольском и Серпуховом.

Однако связь с окрестностями Петербурга и Москвы не считалась в те годы междугородной; ее называли "загородной" телефонной связью. Что касается междугородной телефонной связи, то ее подлинная эксплуатация началась после усовершенствования методов одновременного телеграфирования и телефонирования, в чем особенно большая заслуга принадлежит русскому инженеру Е. И. Гвоздеву [47].

Исходя из опытных данных, Гвоздев считал, что для разных линий связи или для одной и той же линии, состояние которой изменяется под влиянием атмосферных факторов или других причин, необходимо в каждом случае специально подбирать значения конденсаторов и индуктивностей, включаемых в цепь для одновременного телеграфирования и телефонирования. Поэтому он предложил сосредоточить на станциях наборы емкостей и индуктивностей разных параметров и разработал схемы параллельного и последовательного включения их в различных случаях. Таким образом, Гвоздев эмпирически подошел к решению вопроса о согласовании электрических характеристик включаемого фильтра с линией и аппаратурой. Им же разработаны схемы фантомных цепей для телефонирования по телеграфным линиям.

Е. И. Гвоздеву удалось найти поддержку и организовать "Телефонное товарищество" для использования своих изобретений. "Товарищество" в 1888-1889 гг. провело успешные испытания приборов Гвоздева для одновременного телеграфирования и телефонирования на Рыбинско-Бологоевской железной дороге на расстояние 295 км. В дальнейшем приборами Гвоздева были оборудованы отдельные железнодорожные участки: Одесса-Николаев (1893), Ростов-Таганрог (1895), а затем полностью железные дороги - Орловско-Витебская, Киево-Воронежская и др.

Труды Г. Г. Игнатьева и Е. И. Гвоздева, таким образом, положили начало практическому осуществлению частотного уплотнения линий связи.

Наиболее важным событием в истории телефонной связи в России было строительство телефонной магистрали Петербург - Москва, начатое в 1898 г. под руководством инженера А. А. Новицкого. В то время эта магистраль являлась самой длинной в Европе. Стремясь сократить расходы, первоначально предполагали строить магистраль однопроводной и, во избежание помех от телеграфа, намечали провести ее автономно вдоль большака. Некоторые специалисты высказывались за прокладку магистрали вдоль железной дороги, причем для устранения влияния телеграфных помех главный механик петербургского телеграфа И. Н. Деревянкин предложил применить скрещивание проводов. Это обстоятельство требовало прокладки двухпроводных линий, что и было принято после ряда испытаний.

В июне 1898 г. начались работы по подвеске четырех медных проводов общей протяженностью 2680 км, которые образовали две телефонные цепи, имевшие около 900 скрещиваний. Наиболее эффективная схема, по данным опытов, получалась при скрещивании верхней пары проводов через 1 км и нижней пары - через 2 км.

Официальное открытие междугородной телефонной магистрали Петербург - Москва состоялось в конце 1898 г. Результаты работы по проектированию магистрали обобщены П. Д. Войнаровским в труде "Теоретическое и практическое руководство по телефонии" [48].

Необъятные просторы нашей Родины объясняют, почему именно в нашей стране раньше, чем в других странах Европы, начали создавать телефонные линии наибольшей протяженности. Русским инженерам и ученым пришлось совершенно самостоятельно и впервые изыскивать способы увеличения дальности телефонирования [49].

Как было отмечено, в 1888 г. механик Рыбинско-Бологоевской железной дороги Е. И. Гвоздев добился телефонирования по стальным проводам на расстояние 295 км. Однако все последующие попытки увеличить дальность передачи оканчивались неудачей. За границей в то время дальность телефонирования по стальным проводам также не превышала 300 км. Сеть русских междугородных телефонных линий росла крайне медленно, и к 1913 г. телефонная связь по медным двухпроводным линиям имелась у Москвы с Харьковом, Рязанью, Нижним Новгородом и Костромой, у Петербурга - с Ревелем и Гельсингфорсом, у Баку - с Тифлисом. В 1912 г. была открыта междугородная телефонная связь Москвы с Харьковом, а попытка установления прямой телефонной связи Петербург - Харьков через Москву оказалась безуспешной, несмотря на применение самых мощных микрофонов и телефонов.

Дальность телефонной связи ограничивали помехи, быстро возраставшие по мере развития разнообразных, особенно энергетических, применений электрического тока. Об этом П. Д. Войнаровский доложил на I Всероссийском электротехническом съезде в 1900 г. [50].

Увеличению дальности телефонирования препятствовало отсутствие средств для усиления в соответствующих пунктах трассы токов тональной частоты. А. С. Попов в 1902 г. указал, как на важнейшую задачу в области совершенствования средств связи, на необходимость "создания телефонной трансляции, без которой... нечего мыслить о связи в общероссийском и тем более мировом масштабе" [51]. Поэтому в последующие годы предпринимались попытки создать телефонную трансляцию, используя единственное средство, которым тогда располагали, - микротелефон с дополнительным питанием от батареи постоянного тока. Схема одной из первых в мире телефонных трансляций, предложенная инженером А. А. Кузнецовым в 1909 г., была успешно опробована в том же году при телефонировании по стальным проводам между Петербургом и ст. Дно [235 км.].

Изобретение триода дало, наконец, практически пригодное средство для усиления переменного тока, и в 1915 г. ученик А. С. Попова инженер В. И. Коваленков, впоследствии член-корреспондент АН СССР, разработал первую дуплексную телефонную трансляцию. Она демонстрировалась участникам VIII Всероссийского электротехнического съезда в 1915 г. Испытания ее были успешно проведены в 1917 г.

Устройство телефонной магистрали Петербург - Москва вызвало необходимость оборудования первой междугородной станции в нашей стране. Коммутаторы были закуплены в Бельгии и позволили обеспечить соединение междугородной телефонной линии с любым абонентом московской и петербургской телефонных сетей по соединительным линиям, а также организовать переговорные кабины для обеспечения включения телефонов обеих столиц. Такие первые междугородные телефонные станции - "централи" - были в последующие 20 лет оборудованы в Одессе, Варшаве, Риге и Лодзи [52].

Создание ограниченного числа правительственных телефонных магистралей еще не вызвало к жизни отечественного строительства коммутаторов дальней связи. В 1910-1912 гг. с расширением хозяйственных связей внутри уездов и губерний наблюдался рост внутриуездных телефонных сетей, и акционерное общество "Л. М. Эриксон и компания" организовало серийное производство "земских" коммутаторов, которые, кстати сказать, вплоть до 1917 г. были единственным видом коммутаторного оборудования дальней связи, производившимся в России.

Летом 1916 г. в связи с первой мировой войной возникла необходимость срочно осуществить телефонную связь Петрограда с Могилевом на расстояние 750 км. В то время в нашей стране телефонные усилительные устройства еще не применялись. Решить эту беспрецедентную задачу взялись профессор А. А. Кузнецов и инженер Ф. X. Чирахов [53]. Они предложили использовать мощные телефонные аппараты системы А. А. Кузнецова, которые имели КПД в 10 раз больший, чем применявшиеся в России иностранные.

На существовавшей телеграфно-телефонной линии были подвешены стальные провода диаметром 5,5 мм. Для создания хорошей проводимости цепи Чирахов впервые предложил соединять провода внакладку с помощью автогенной сварки. Для защиты от помех, возникающих от телеграфных проводов, телефонные цепи в то время скрещивали через каждые 4 км нечетное число раз. Это и было осуществлено на стальной цепи Петербург - Могилев.

Первое же испытание новой цепи показало, что кроме помех от телеграфных проводов, хотя и ослабленных, наблюдалась значительная индукция от двух других телефонных цепей местного значения, подвешенных на той же столбовой линии. Для изучения явлений индукции между телефонными цепями был создан опытный участок, на котором построили линию с тремя телефонными цепями. Анализируя результаты опытов, Чирахов установил, что пункты скрещивания трех цепей должны выбираться так, чтобы они не только не совпадали, но и располагались секционно. В результате им была составлена схема скрещивания для трех телефонных цепей. Получив удовлетворительную схему скрещивания на опытном участке, Чирахов переделал скрещивания всех трех телефонных цепей в соответствии с разработанной им схемой.

В 1916 г. эту самую длинную в мире стальную телефонную цепь без усилительных пунктов приняла комиссия, отметившая, что благодаря новому методу постройки цепи, а также применению мощных телефонных аппаратов Кузнецова удалось осуществить телефонную связь нормальной слышимости по стальным проводам на расстоянии 750 км.

В 1913 г. по 87 действовавшим тогда междугородным телефонным линиям было осуществлено 300 тыс. разговоров. Первая мировая война нанесла урон телефонному хозяйству, особенно междугородной телефонной сети, протяженность которой к 1917 г. сократилась более чем вдвое.