Как осуществляется телефонная связь?

ОТ НАШЕГО КОРРЕСПОНДЕНТА В ЯПОНИИ

В ЯПОНИИ, где телефонов столько же, сколько людей, каждый день раздается 300 миллионов внутренних телефонных звонков. Помимо этого, ежедневно в Японию поступает миллион международных звонков, и приблизительно столько же звонков поступает из Японии в другие страны.

Вероятно, вы тоже часто пользуетесь обычным или сотовым телефоном. Поскольку мир становится все более модернизированным, позвонить кому-то за океан стало обычным делом для многих людей. Но хотелось бы вам узнать, как ваш телефон соединяется с телефоном человека, которому вы звоните?

Телефонная сеть

Прежде всего телефон должен быть подключен к телефонной сети. Шнур обычного телефона соединен с розеткой, или распределительной коробкой, которая, в свою очередь, соединена с телефонным кабелем в доме *. Далее этот кабель соединяется с магистральным кабелем, подвешенным на опорах или проложенным под землей. Этот кабель ведет к телефонной станции, которая соединяется с телефонным узлом, и все это вместе образует телефонную сеть. Поэтому, когда вы звоните друзьям в своем городе, сигнал от вашего телефона передается через городскую сеть.

А как работают сотовые телефоны? Как они соединяются между собой? Здесь принцип тот же, что и в обычном телефоне. Только вместо обычных проводов невидимые радиоволны передают сигнал от вашего сотового телефона на ближайшую сотовую станцию. А если нужно позвонить на другой континент?

Кабель через океан

Установка кабельной связи между двумя континентами, разделенных океаном,— гигантский проект. Для его осуществления необходимо через подводные впадины и горы протянуть тысячи километров кабеля. Именно с этого и началось создание межконтинентальных телекоммуникаций. Самый первый трансатлантический подводный телефонный кабель был проложен в 1956 году *. Он соединил Шотландию с Ньюфаундлендом и обеспечил работу 36 каналов телефонной связи. В 1964 году между Японией и Гавайями протянули первый кабель через Тихий океан. Он поддерживал 128 телефонных каналов связи. С тех пор проложили много других подводных кабелей, соединяющих острова и континенты.

Какие телефонные кабели прокладывают по дну океана? Сначала это были коаксиальные кабели, в которых центральную жилу изготавливали из меди, а экран — из медной или алюминиевой фольги. Один из последних коаксиальных кабелей проложили в 1976 году, он может поддерживать до 4 200 каналов связи. В 1980-х годах появились волоконно-оптические кабели. Первый межконтинентальный кабель такого типа был проложен в  1988 году. Используя цифровые технологии, по нему можно было передавать 40 000 телефонных разговоров одновременно. Емкость кабелей с тех пор стала еще больше. По некоторым трансатлантическим кабелям можно передавать 200 миллионов телефонных разговоров одновременно!

Как телекоммуникационные кабели прокладываются под водой? Их протягивают по морскому дну. В прибрежной зоне кабель убирают в прочную оболочку и помещают в траншею, вырытую машинами с дистанционным управлением. Оболочка предохраняет кабель от повреждений якорями и рыболовными сетями. Когда вы звоните своим друзьям, живущим на другом континенте, может быть, ваш голос проносится через глубины океана по одному из таких кабелей.

Невидимые «провода» связывают отдаленные местности

Однако подводный кабель — не единственное средство, позволяющее связать континенты и острова. Широкое применение нашли и невидимые «провода» — радиоволны. Для связи отдаленных точек линиями международных телекоммуникаций используют волны сверхвысокой частоты (СВЧ). Поскольку СВЧ-волны распространяются по прямой, как узкий луч света, они могут связывать только те точки, которые находятся на линии прямой видимости. Из-за искривленности земной поверхности точки, находящиеся в противоположных концах земного шара, невозможно соединить напрямую. Для осуществления связи между такими отдаленными точками пользуются спутники.

Если спутник находится над экватором, на высоте около 35 800 километров над уровнем моря, на так называемой геостационарной орбите, то полный оборот вокруг Земли он совершает приблизительно за 24 часа,— за такое же время Земля совершает оборот вокруг своей оси. Поэтому, в сущности, он «висит» над одной и той же частью Земли. С такого спутника видна треть Земли, и наземные станции, посылающие и принимающие СВЧ-волны в этой части планеты, могут осуществлять связь между собой через этот спутник. А как же можно соединить две отдаленные точки при помощи спутника?

С наземной станции, находящейся в зоне, которую обслуживает спутник, СВЧ-волна поступает на спутник. Эта связь называется Земля — КА (космический аппарат). Принимая волну, ретранслятор, установленный на спутнике, преобразует частоту сигнала, понижая ее, и далее ретранслирует сигнал, так что его может воспринять другая наземная станция. Эта связь называется КА — Земля. Таким образом две наземные станции, которые не могут непосредственно осуществлять связь между собой, соединяются невидимой линией связи через спутник.

Первый коммерческий спутник связи «Интелсат-1» был запущен в 1965 году. В настоящее время работает около 200 спутников связи (бо́льшая часть из них геостационарные), они поддерживают связь между разными точками  планеты. Эти спутники используются не только для международных телекоммуникаций, но и для телевещания, наблюдения за погодой и для других целей. Имея много ретрансляторов, такие спутники могут поддерживать многоканальную связь. Например, «Интелсат-1» мог или передавать один телеканал, или обеспечивать одновременную работу 240 телефонных линий связи. Спутники серии «Интелсат-8», введенные в эксплуатацию в 1997 году, могут ретранслировать три телеканала и 112 500 телефонных каналов одновременно.

Есть ли разница?

С появлением всех этих новинок значительно снизилась стоимость международных телефонных разговоров. Возможно, теперь вы можете чаще разговаривать со своими друзьями и членами семьи, находящимися на другом континенте. Можно ли определить, по какому каналу связи осуществляется связь: по спутниковому или по подводному?

При спутниковой связи длина невидимых «проводов» (до спутника и обратно) составляет около 70 000 километров — это почти два оборота вокруг Земли. И несмотря на то что СВЧ-волны распространяются со скоростью света, на преодоление расстояния от одной наземной точки до другой через спутник требуется почти четверть секунды. Это означает, что ваш голос доносится до того, с кем вы разговариваете, с задержкой на одну четвертую долю секунды, то же происходит и в обратном направлении. Поэтому звуковой сигнал запаздывает на полсекунды. Из-за непривычной для обычного разговора задержки может оказаться, что вы говорите одновременно с вашим собеседником. Если такое происходит, то скорее всего связь между вами осуществляется по линии спутниковой связи. Но если, позвонив по тому же номеру в другое время, вы не обнаруживаете никакой задержки, вполне вероятно, что на этот раз связь осуществляется по подводному волоконно-оптическому кабелю. Выбор канала связи, соединяющего вас с другими частями мира, происходит сложной телефонной сетью, без вашего участия.

Телефон — очень удобное средство общения, но для работы сложной системы телефонной связи, включающей в себя подводные кабели, наземные станции и спутники, необходимы специальные знания и труд многих людей. Поэтому в следующий раз, когда вы будете звонить своим друзьям, вспомните о том, как осуществляется телефонная связь.

[Сноски]

[Схема/Иллюстрации, страницы 20, 21]

(Полное оформление текста смотрите в публикации)

РАДИОВОЛНЫ

Линия связи Земля — КА

Линия связи КА — Земля

[Схема/Иллюстрации, страницы 20, 21]

(Полное оформление текста смотрите в публикации)

ПОДВОДНЫЕ КАБЕЛИ

Сотовый телефон.

[Иллюстрация, страница 20]

По современным волоконно-оптическим кабелям можно передавать 200 миллионов телефонных разговоров.

[Иллюстрация, страница 21]

Команда космического корабля многоразового использования ремонтирует «Интелсат-6».

[Сведения об источнике]

NASA photo

[Иллюстрация, страница 21]

С кораблей прокладывают кабели иосуществляют их ремонт.

[Сведения об источнике]

Courtesy TyCom Ltd.