Як здійснюється телефонний зв’язок?

ВІД НАШОГО ДОПИСУВАЧА З ЯПОНІЇ

У ЯПОНІЇ, де телефонів майже стільки ж, скільки й жителів, повсякденно робиться понад 300 мільйонів телефонних дзвінків. Крім того, щодня близько мільйона разів сюди телефонують з-за кордону, і приблизно стільки ж телефонних дзвінків надходить з Японії в інші країни.

І ви, мабуть, майже день у день користуєтесь телефоном — чи то звичайним (під’єднаним до кабельної лінії зв’язку), чи стільниковим. У світі, що стає дедалі більш модернізованим, для багатьох людей телефонувати на інший континент — тепер буденна справа. А чи цікавилися ви колись, як налагоджується зв’язок між телефонними апаратами?

Сполучення через телефонну мережу

Насамперед апарат необхідно під’єднати до телефонної мережі. Якщо б ви захотіли з’ясувати, куди веде звичайний телефонний шнур, то зрештою зупинилися б перед уніфікованою розеткою або розподільною скринькою, яка сполучена з проводкою у вашому будинку *. Далі ця проводка під’єднується до кабелю, прокладеного під землею чи підвішеного до опор, котрий у свою чергу тягнеться до місцевої телефонної станції. Вона відповідно зв’язана з більшою АТС. Таким чином утворюється телефонна мережа. Отож, коли ви телефонуєте приятелю у межах одного міста, між вашими апаратами через цю мережу встановлюється звуковий зв’язок.

Що сказати про телефони стільникового зв’язку? Як вони функціонують? Загалом вони діють подібно до звичайних телефонів. Невидимий «шнур», тобто радіохвиля, з’єднує телефон із поблизькою стільниковою АТС, яка сполучена з телефонною мережею. А завдяки чому ви можете телефонувати на інший континент?

Кабелі в океанських глибинах

Сполучити кабелем два розділені океаном континенти — дуже важке завдання. Для цього по дну, вкритому високими хребтами та глибокими западинами, потрібно прокласти тисячі кілометрів кабелю. Однак саме так зародився міжконтинентальний зв’язок. Перший трансатлантичний підводний телефонний кабель з’явився 1956 року *. Він сполучав Шотландію з Ньюфаундлендом і обслуговував 36 телефонних каналів. У 1964 році протягли перший кабель через Тихий океан — ця лінія з’єднувала Японію та Гаваї і давала можливість одночасно вести 128 телефонних розмов. Після того між континентами й островами було прокладено ще багато інших підводних кабелів.

Які види телефонних кабелів простягаються по океанічному дну? Спершу широко використовували коаксіальні кабелі, де внутрішнім провідником був  мідний дріт, а зовнішнім — оболонка з мідної чи алюмінієвої фольги. Один з останніх коаксіальних кабелів проклали 1976 року, по ньому можна було передавати майже 4200 розмов воднораз. Однак у 1980-х почали виготовляти волоконно-оптичні кабелі. Перша міжконтинентальна лінія такого типу з’явилася 1988 року. Завдяки цифровій технології ця лінія дала можливість одночасно встановлювати 40 000 каналів мовлення. З того часу пропускна здатність кабелів значно підвищилася: скажімо, декотрі трансатлантичні кабелі забезпечують водночас 200 мільйонів телефонних каналів!

Як ці кабелі прокладають під водою? Їх фактично стелять по океанічному дну, і вони повторюють його рельєф. Біля берега кабель поміщають у тверду оболонку і кладуть у траншею, викопану спеціальним механізмом, що працює на дистанційному управлінні. Ця оболонка захищає кабель від пошкоджень якорем та рибальськими сітями. Отож, коли ви телефонуєте другові на інший континент, завдяки одному з цих кабелів ваш голос може мандрувати дном глибокого океану.

Кабелі-«невидимки»

Однак континенти й острови можна сполучати не лише підводними кабелями. Широко застосовують також невидимий «телефонний шнур» — радіохвилю, яку ще називають мікрохвилею. Ці хвилі з’єднують віддалені місцевості й уможливлюють міжнародну телекомунікацію. Мікрохвиля, подібно до тонкого світлового промінчика, переміщається по прямій лінії, і тому з’єднує лише пункти на віддалі прямої видимості. Але поверхня Землі округла, отож прямим сигналом об’єкти на протилежних сторонах світу не з’єднаєш. Аби зробити це, використовують супутниковий зв’язок.

Якщо супутник розміщений над екватором на висоті близько 36 000 кілометрів, тобто на геостаціонарній орбіті, він обертається синхронно з Землею, а період його обертання становить приблизно 24 години. Це значить, що такий супутник майже завжди перебуває над тією самою місцевістю. Оскільки він «бачить» третину земної поверхні, всі розташовані в тому регіоні наземні станції, котрі передають і приймають мікрохвилі, можуть постійно підтримувати з ним зв’язок. Але як через супутник можна поєднати дві віддалені місцевості?

Наземна станція, що розміщена в полі зору супутника, посилає до нього мікрохвильовий сигнал. Так встановлюється лінія зв’язку «Земля — супутник». Приймаючи хвилю, супутниковий ретранслятор лише перетворює її на сигнал нижчої частоти і надсилає його до іншої наземної станції. Таким чином утворюється лінія зв’язку «супутник — Земля». Завдяки цьому дві станції, які неможливо з’єднати безпосередньо, сполучають через супутник за  допомогою невидимого телефонного «шнура».

«ІНТЕЛСАТ-1» — перший комерційний супутник зв’язку, відомий ще за назвою «Ранній птах», запустили 1965 року. Тепер комунікацію між об’єктами по цілому світі забезпечує близько 200 таких супутників, більшість з яких — геостаціонарні. Їх застосовують не лише для міжнародного зв’язку, а й для телетрансляцій, стеження за погодою та інших цілей. Завдяки цим супутникам, спорядженим багатьма ретрансляторами, можна утворювати багатоканальні лінії зв’язку. Наприклад, «Ранній птах» передавав один телеканал або 240 телефонних розмов. Через супутники серії «ІНТЕЛСАТ-8», які діють з 1997 року, синхронно можна передавати три телеканали та 112 500 телефонних розмов.

Чи можна визначити спосіб зв’язку?

Завдяки всім цим змінам міжнародні телефонні розмови нині набагато дешевші. Імовірно, тепер ви частіше можете телефонувати друзям чи родичам на іншому континенті. А чи вдається визначити, як вас з’єднано — через підводний кабель, чи через супутник?

У супутниковому зв’язку невидимий шнур (від Землі до супутника та у зворотному напрямку) має близько 70 000 кілометрів, тобто може майже двічі оперезати Землю. Хоча мікрохвилі поширюються зі швидкістю світла, через супутник вони потрапляють від однієї наземної станції до іншої приблизно через чверть секунди. За такий самий час ваш голос доходить до співрозмовника, а його — до вас. Отож, затримка сигналу становить півсекунди. Цього немає у повсякденних розмовах, тому вам, можливо, здаватиметься, наче ви та ваш співрозмовник говорите одночасно. Коли таке трапляється, це, ймовірно, вказує на те, що зв’язок відбувається через супутник. Однак, набравши ще раз той самий номер, ви можете не помітити запізнення сигналу. Тепер, мабуть, зв’язок встановлено через підводний волоконно-оптичний кабель. Не ви вибираєте, яким чином зв’язатися з іншою частиною світу: це визначає складна телефонна мережа.

Аби та складна мережа з її підводними кабелями, наземними станціями й супутниками справно функціонувала нам на благо, потрібні вміння та праця багатьох людей. Отож, наступного разу, телефонуючи другові, згадайте про працю всіх тих, завдяки кому ви можете чути його голос.

[Примітки]

[Схема/Ілюстрації на сторінках 20, 21]

(Повністю форматований текст дивіться в публікації)

РАДІОХВИЛІ

Лінія зв’язку «Земля — супутник».

Лінія зв’язку «супутник — Земля».

[Схема/Ілюстрації на сторінках 20, 21]

(Повністю форматований текст дивіться в публікації)

ПІДВОДНІ КАБЕЛІ

Стільниковий телефон.

[Ілюстрація на сторінці 20]

Сучасні волоконно-оптичні кабелі можуть забезпечити водночас 200 мільйонів каналів телефонного зв’язку.

[Ілюстрація на сторінці 21]

Ремонтно-монтажні роботи на супутнику «ІНТЕЛСАТ-6».

[Відомості про джерело]

NASA photo

[Ілюстрація на сторінці 21]

Кораблі прокладають і ремонтують кабелі.

[Відомості про джерело]

Courtesy TyCom Ltd.