Сергей (22sobaki) wrote in engineering_ru,
Сергей
22sobaki
engineering_ru

Оптический телеграф

Пишет kouzdra:

Давно я что-то про всякую техноложку не писал. Ну вот стало быть:



Любопытный пример технологии, которая вполне бы могла быть создана и на 100-150 лет раньше и потребность в которой вроде бы была, но возникла лишь в 1793 году и сразу же пошла в массы.

Толчок, по-видимому, дала Великая Французская Революция, в 1790-м году священник (что было как я понимаю типовой синекурой для младших сыновей) ивыходец из довольно приличной дворянской семьи Клод Шапп (1763-1805):



Занялся экспериментами с телеграфированием. Первая система, впервые продемонстрированная публике 2 марта 1791 года, была довольно своеобразна - приемник и передатчик оборудовались синхронизированными часовыми механизмами, а передача символа осуществлялась подачей звукового сигнала (расстояние было несколько сотен метров). В некотором роде это вариация на тему использовавшегося еще в античности водяного телеграфа (также), только с механическими часами вместо водяных.



Картинка художественно представляющая демонстрацию прибора - не вполне точная, например делений было 10 - передавались десятичные цифры, скорость передачи была для столь хитрой системы довольно неплохой - несколько знаков в минуту


Главной загвоздкой системы была необходимость как-то передавать сигнал, когда стрелка проходит нужный символ - звук, понятно, не годился на сколько-нибудь большие расстояния - Шапп думал на темы использования электричества и оптических знаков (что и использовалось при поздних демонстрациях - на приеме смотрели в подзорную трубу, на передаче давали отмашку в нужный момент), что в общем и привело к созданию семафорного телеграфа: довольно очевидно, что при наличии возможности передавать оптические сигналы конструкция с часами оказывается лишней.

Одно время он игрался с системой с щитами, которые могли быть подняты или опущены, позволяя тем самым передавать сигнал (примерно так, как показано в экранизации Пратчетта "Going Postal", только без подсветки и гигантизма), а потом переключился на семафорную схему.

Одновременно Шапп начал окучивать Национальное Собрание ценным инновационным проектом, в 1793 году охмурил Жильбера Ромма, тот произнес пламенную речь о необходимости для Республики хорошей связи и на постройку демонстрационной линии из трех станций было выделено около 6000 франков.

12 июля 1793 года было проведено успешное испытание и в начале августа выделено 58000 франков на строительство линии Париж-Лилль в угрожаемом направлении австрийской границы - с 18 станциями и длинной 190 километров и через год линия была введена в строй.

Поначалу там было довольно много ошибок при передаче, скорость тоже была невысока. Шапп обдумывал варианты увеличения размера семафора или количества рычагов, но в конце концов просто переработал систему кодирования.

Дальше Франция начала обстраиваться телеграфными линиями:

1794 Paris to Lille    190 km (1794-1847)
     Paris to Landau/Strasbourg 128 (1798-1852)
1798 Lille to Dunkerque          64 (1798-1801)
     Paris to Brest             210 (1798-1853)
1799 Strasbourg to Huningue      96 (1799-1800)
1803 Lille to Brussels           96 (1803-1814)
     Lille to Boulogne           80 (1803-1816)
1804 Paris to Dijon to Lyon     370 (1804-1852)
1804 Lyon to Turin              250 (1807-1814)
     Turin to Milan             100 (1809-1814)
1805 Lyon to Toulon             305 (replaced in 1821)


Обращу внимание - до Булони линия была дотянута в 1803 году - что не случайно: на время амьенского мира (1802-1803) функционирование большинства линий было приостановлено ввидах экономии. Но после его разрыва мира и эксплуатация и строительство линий были немедлено возобновлены - в частности срочно был построен участок Лилль-Булонь, связавший Булонский лагерь со столицей.

Еще в 1801 году в порядке высадки в Англии был произведен эксперимент на предмет возможности телеграфной связи через Ла-Манш - в целях обеспечения связи с экспедиционным корпусом, экспримент оказался успешным (Шапп использовал семафорную башню существенно большего размера) и в 1804 году в Булони была поставлена станция этой системы. Ввиду отмены десанта затея с трансканальной связью развития не получила.

Дальше сеть развивалась весьма быстро, хотя после падения Империи часть линий, связывавших Париж с территориями, которые перестали принадлежать Франции, была закрыта:

1809 Brussels to Antwerp        40 (1809-1813)
     Antwerp to Vlissingen      72 (1809-1811)
1810 Antwerp to Amsterdam      128 (1810-1813)
     Milan via Turin to Venice 241 (1810-1814)
1813 Metz to Mainz             225 (1813-1814)
1816 Lille to Calais            80 (1816-1852)
1821 Lyon to Toulon            305 (1821-1852)
1823 Paris to Bordeaux         507 (1823-1853)
     Bordeaux to Bayonne       160  (1823-1853)
     Avranches to Nantes       157 (1823-1853)
1825 Paris to Lille            190 (expanded)
1828 Avignon to Perpignan      209 (1828-1853)
1833 Avranches to Cherbourg    108 (1833-1853)
1834 Bordeaux to Toulouse      205 (1834-1853)
     Toulouse to Narbonne      127 (1834-1853)
     Narbonne to Montpellier    84 (1834-1853)
     Montpellier to Avignon     80 (1834-1853)
1840 Boulogne to Calais         32 (1840-1852)
     Narbonne to Perpignan      54 (1840-1853)
     Calais to Boulogne         40 (1840-1853)
     Dijon to Besancon          72 (1840-1852)
1844 Bordeaux to Agen          145 (replaced)
1845 Boulogne to Eu            100 (1845-1853)
1846 Bayonne to Behobie         30 (1846-1853)



Линии центральной Франции



Северные линии



Как это было устроено:


Конструкция состояла из поперечины ("регулятора") и пары рычагов ("индикаторов"). Систем кодирования менялись со временем, я опишу ту, к которой Шапп пришел примерно в 1795 году на основе опыта эксплуатации первых линий:

Каждый из индикаторов мог занимать позиции с шагом 45&Deg;, регулятор - только горизонтальную и вертикальную, позволяя в теориии задавать 8x8x2 = 128 кодов, на практике же было выяснено, что позиции регуляторов, точно продолжающая линию индикатора практически не отличимы от позиций, когда они были скрыты за индикатором, потому количество позиций было уменьшено до 7 - и кодовое пространство сократилось до 98 кодов. 4-6 из них использовались как служебные символы, остальными кодировался алфавит и часто встречающиеся слова.

Последовательность передачи была примерно такая: регулятор наклонялся, чтобы исключить возможность спутать промежуточные положения, возникающие при формировании сигнала, после чего формировался сигнал, и регулятор ставился в горизонтальное либо вертикальное положение.

Если сигнал был из основной кодовой таблицы, то после этого он "закрывался" постановкой обоих индикаров в скрытое за регулятором положение. При использовании расширенной (94x94) таблицы сигнал не закрывался, а передвалась аналогичным образом вторая часть сигнала (сигнал закрытия не мог встречатся в расширенных кодах). И закрытие сигнала.

Оператор следил за тем, чтобы следующий узел правильно повторил сигнал, в случае неверной передачи выставлялся сигнал "ошибка" и передача повторялась.

Расширенная кодовая таблица содержала часто употребляемые слова, фразы etc и использовалась для лучшего сжатия кода. По ходу эксплуатации она обзаводилась новыми страницами, а длинны кодов расли. В общем почти как у людей.

Скорость передачи была небольшой - около 2 знаков в минуту, что подразумевало прохождение сигнала от станции до станции за 30 с (хотя рекордные скорости в 2-3 раза больше). В принципе сообщение распространялось по линии весьма быстро - на одной из самых длинных линий Империи - Антверпен-Венеция сообщение доходило примерно за час.





Французский телеграф был линией исключительно правительственной связи и коммерсанты естественно искали способ присоседиться - оперативная, а главное - эксклюзивная информация о биржевых котировках и т.п. была возможностью неплохо поспекулировать. В начале 30-х годов был довольно красивый хак - пара торговцев подупили операторов промежуточных станций на линии Париж-Бордо: подкупленному оператору конной почтой доставлялась информация, которую надо передать и он делал это путем внесения в передаваемые сообщения заранее оговоренных ошибок. Через несколько станций другой оператор точно так же их декодировал.

Держалось это на том, что телеграфистам промежуточных станций не сообщались коды, и они не понимали смысла передаваемых сообщений. Ограниченнсть участка, на котором этот хак работал также обуславливалась тем, что на узлловых станциях сообщения раскодировались и после исправления ошибок кодировались снова.

Данная афера функционировала около двух лет, после чего накрылась.

Попытки строить коммерческие линии начались в 1831 году, после нескольких неудачных попыток вопросом обеспокоилось правительство и запретило несанкионированное строительство телеграфных линий. Закон почти в том же виде действует и сейчас - только выросли суммы санкций.

В 40-е годы начинает появляться электрический телеграф и система начинает угасать. В 55 году была закрыта последняя французская линия (хотя в европе эта система в Швеции действовала до 1881 года).

Распространене он был в Европе в 20-30-е много где, в России, при пространствах котрой быстрая свзяь имела вполне очевидное значение и тут ухитрились спохватиться когда собственно уже ыло поздно: в 1824 году была построена линия СПб-Шлиссельбург, в начале 30-х - СПб-Царское село-Гатчина и СПб-Кронштадт, и в тот самый момент, когда уже начиналось распространение электрического телеграфа в 1839 году была построена линия СПб-Варшава длиной 1200 км содержащая 150 станций (много, кстати, во Франции расстояния между станциями были 10-15 км а иногда и больше, тогда как тут - среднее расстояние 6 км).

Через 15 лет она была закрыта ввиду замены на элетрическую линию. Одна из станций в СПб располагалась в башенке на крыше Зимнего дворца, еще одна - на здании госдумы и одна - в Адмиралтейсте.

PS: Надо бы еще про шведский и английский "панельный" телеграф - но это в следующем постинге.

Источники -
The Early History of Data Networks
Napoleon's Secret Weapon
Wiki: Semaphore line
Наука и Жизнь: ГЛАВНАЯ СТАНЦИЯ ОПТИЧЕСКОГО ТЕЛЕГРАФА РОССИЙСКОЙ ИМПЕРИИ
Tags: история, связь
Subscribe
promo engineering_ru april 14, 2014 13:47 105
Buy for 200 tokens
В 50-х годах Советский Союз вел грандиозные стройки, одной из которых был невиданный по тем временам проект — подземный тоннель на остров Сахалин, получивший рабочее название «Строительство № 506″. В конце 40-х, начале 50-х годов XX века остров Сахалин переживал бурный…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 11 comments