За счёт ликвидации брони можно, не изменяя наружного диаметра кабеля, увеличить размеры его внутреннего и внешнего проводников и толщину изоляции. Благодаря этому затухание передаваемых сигналов, например, на частоте 600 кгц уменьшается в 1,5 раза. Следовательно, можно реже размещать подводные усилители, увеличить интервал между ними (в данном примере в 1,5 раза) и таким образом сократить общее число усилителей на трассе.
Ламповый усилитель двустороннего действия в жёстком корпусе с гибкими шарнирными сочленениями для ввода концов кабеля
Допустимость прокладки на любую глубину усилителей двустороннего действия в жёстких корпусах, встроенных в небронированный кабель, бесповоротно решила спор двух систем - однокабельной и двухкабельной - в пользу первой. Благодаря этому при строительстве морских трансокеанских линий расходуется вдвое меньше кабеля, обеспечивается экономия десятков тысяч тонн меди, полиэтилена, стали, уменьшается объём работ по прокладке. А ведь стоимость кабеля составляет свыше 40% всех затрат на сооружение подводной линии связи. Начиная с 1961 г., для основных трансокеанских телефонных линий приняты небронированный глубоководный кабель и однокабельная система связи с предоставлением каждому направлению передачи самостоятельного спектра частот. Именно таковы линии "Кантат", "Компак" и ТАТ-3.
глубоководные жёсткие усилители, уже встроенные в кабель, уложены в специальном помещении кабельного судна
Прокладка глубоководного кабеля с жёсткими усилителями. Тележка с усилителем движется по специальным направляющим вдоль расположенных один за другим шкивов кабелеу кладочной машины, по которым в это время проходит специальный отрезок так называемого байпассного, или сопутствующего, троса, прикреплённого к кабелю до и после усилителя
Схема прохождения усилителя через многошкивную укладочную машину
В 1959 г., спустя три года после установления телефонной связи по первому трансатлантическому кабелю, в ряде иностранных журналов промелькнули сообщения о передаче по этому кабелю телевидения. Сенсация, однако, оказалась несколько преждевременной. В заголовки статей вкралась неточность. Речь шла о передаче коротких телевизионных фильмов по каналу радиовещания, образованному из двух телефонных каналов.
В основу передачи положен метод фототелеграфирования. Видеопрограмма, записанная на плёнке, передаётся по кабелю с пониженной скоростью, записывается на приёмном конце с той же скоростью и, наконец, воспроизводится при нормальной скорости. При этом на передачу одноминутного фильма затрачивается 100 минут. Всё же это значительно быстрее, чем транспортировать хроникальные кинофильмы через Атлантику реактивным самолётом (что занимает в общей сложности около 8 часов).
Система транслирования телефильмов была опробована в феврале и запущена в эксплуатацию в июне 1959 г. В первый же год было передано свыше 60 хроникальных фильмов. Увы, телевизионные программы по подводным кабелям пока не транслируются. Всё ещё недостаточен спектр передаваемых по ним частот, хотя он и расширился за последние семь лет почти в семь раз. Это расширение было вызвано, в первую очередь, нехваткой телефонных трансокеанских каналов.
Сооружение вслед за первой последующих трансокеанских кабельных линий - не единственное, притом не самое экономичное решение. Желательно как можно эффективнее загрузить каждый кабель, "выжать" из него как можно больше разговорных цепей. Первым шагом в этом направлении было сужение в 1960 г. ширины частотного канала, отводимого на один телефонный разговор, с 4 до 3 кгц.
Раньше телефонный разговор занимал спектр частот от 300 до 3400 гц; таким образом, использовалось только 78% номинально отводимого частотного канала шириной в 4 кгц. Теперь ограничили верхний предел частотой в 3150 гц, и повысили эффективность использования нового канала до 95%. Благодаря этому число телефонных разговоров, одновременно передаваемых по каждому из кабелей ТАТ-1 и TАТ-2, возросло на одну треть: с 36 до 48.
Начиная с 1961 г., все трансокеанские кабельные линии конструируются из расчёта уплотнения телефонными каналами шириной по 3 кгц. По однокабельным линиям "Кантат" и "Компак" одновременно передаётся по 80 телефонных разговоров, а по линии ТАТ-3 - 128.
Интересно коснуться ещё одного способа уплотнения подводных кабелей. Речь пойдёт о так называемой системе ТАСИ, также действующей на кабелях ТАТ-1 и ТАТ-2 с весны 1960 г.
Обычно в процессе телефонного разговора один абонент говорит, а другой в это время слушает. Таким образом, половина каналов в каждый момент времени "работает", а половина "бездействует", готовая каждое мгновенье включиться в передачу. Линии ТАТ-1 и ТАТ-2 первоначально были рассчитаны каждая на 36 телефонных каналов. Предположим, говорит абонент №5А, находящийся в Европе. Его речь передаётся по каналу №5А кабеля №1 в направлении с востока на запад. Абонент №5Б по другую сторону Атлантики слушает. Следовательно, его "ответный" канал №5Б в кабеле №2, по которому ведётся передача сообщений с запада на восток, пока свободен. Почему бы его не предоставить на это время новому, дополнительному 37-му абоненту? Пусть им будет абонент №37Б. Когда ему начнёт отвечать абонент № 37А, последнему предоставят какой-либо из "ожидающих" каналов в кабеле №1 и т.д.
Кроме того, во всякой речи существуют паузы между фразами и между словами. Статистика показала, что абонент загружает телефонный канал непосредственно речью в среднем 40% времени от общей длительности разговора.
Электронная система ТАСИ и предоставляет говорящему абоненту канал только на периоды фактической передачи его речевой информации. В принципе она напоминает обычную систему многократного телеграфирования.
Подключение начавшего говорить абонента к свободному телефонному каналу в кабеле производится электронным переключателем в течение одной пятидесятитысячной доли секунды. Одновременно на приёмный конец линии посылается команда кодом для подключения к этому же каналу слушающего абонента данной пары. Образно говоря, на приёмный конец посылается сообщение примерно следующего содержания: "Я приступаю к соединению абонента №45А с каналом №20, соедините канал №20 с абонентом № 45Б". Как только абонент прекращает речь, канал отключается и может быть использован для передачи другого разговора.
Система ТАСИ позволяет удваивать пропускную способность кабелей. Будучи разработанной для кабелей ТАТ-1 и ТАТ-2, рассчитанных первоначально на передачу 36 телефонных разговоров одновременно, эта система обеспечила возможность обслуживания ещё 36 дополнительных абонентов.
В результате внедрения системы ТАСИ и сужения телефонного канала пропускная способность каждой из двух первых трансатлантических телефонных кабельных линий возросла до 84 одновременных разговоров.
В настоящее время все пять трансатлантических линий допускают одновременную передачу 400 телефонных разговоров. Достаточно ли этого? Нет! Всё расширяющийся обмен деловой и культурной информацией между странами требует всё новых и новых каналов связи. В 1968 г. через Северную Атлантику понадобится не менее 800 каналов, а в 1975 г. свыше 2000. Для удовлетворения растущих запросов человечества потребуется нe только прокладка новых подводных кабельных линий, но главное - дальнейшее расширение спектра используемых для передачи частот, с тем, чтобы уплотнять каждый кабель как можно большим количеством телефонных каналов. В кабеле ТАТ-3 1963 года верхний предел передаваемых частот равняется одному миллиону герц (1052 кгц). Ожидается, что в линиях 1966-1967 гг. и последующих лет этот предел будет поднят сначала до 3 Мгц, затем до 6 и далее до 10 Мгц.
Итак, следующий скачок будет сделан со 128-канальной к 360-канальной системе уплотнения подводных кабелей, затем к 720-канальной и далее к 1200-канальной. Весьма вероятно, что на смену ламповым усилителям в этих системах придут транзисторные усилители.
Новейшее кабельное судно "Лонг Лайнз" водоизмещением в 17 000 тонн.
Его длина 155 метров, ширина 20 метров, крейсерская скорость 15 узлов. Расположенная на корме кабелеукладочная машина отличается тем, что основу её составляют не шкивы, а гусеничное тяговое устройство, через которое вместе с кабелем проходят и жёсткие усилители двустороннего действия
Ну а как же с трансокеанским телевидением? По кабелю оно ещё не осуществляется, ибо для качественной передачи одного телевизионного канала требуется частотный диапазон шириной в З-4 Мгц. Как и в случае трансокеанской телефонии, первенство в передаче телевидения через Атлантику принадлежит беспроволочной связи. Первый опыт телепередачи из Америки в Европу был осуществлён в 1962 г. Для этой цели был использован активный искусственный спутник связи (ИСС) "Телестар-II". С помощью искусственного спутника велась в конце 1963 г. передача в Европу и, в частности, в Советский Союз церемонии похорон злодейски убитого президента США Джона Кеннеди.
Пока сеансы как телефонии, так и телевидения, обеспечиваемые посредством искусственного спутника связи, кратковременны. И всё же Кларк полагает, что основу глобальной системы телефонной и телевизионной связи составят именно искусственные спутники Земли.
Какова же роль подводных кабелей в трансокеанском телевидении?
У изобретений, как и у людей, судьбы бывают разные. Открытая и поставленная на службу человечеству в 1895 г., радиосвязь вот уже 70 лет триумфально шествует по свету, по праву занимая место в первой шеренге отраслей технического прогресса. Что же касается кабелей связи, то каждое новое достижение в области радиотехники первым делом ставит под сомнение целесообразность их дальнейшего существования вообще. Появляются десятки технических, популярных, а подчас просто сенсационных прогнозов и высказываний, единых в своём стремлении покончить с кабелем навсегда. Последнюю главу своей книги А. Кларк заканчивает прогнозом профессора Эйртона, который в 1897 г. заявил, что со временем кабель станет антикварной вещью. Однако идут годы, а подводный кабель не только не сдан в музей, но неуклонно совершенствуется.
Не складывает кабельная техника оружия и перед межконтинентальным телевизионным барьером. И кто знает, кем этот барьер раньше будет по-настоящему прёодолён - кабелями или искусственными спутниками.
Во всяком случае, при расширении спектра передаваемых частот до 3-6 Мгц, и использовании двухкабельной системы по трансокеанским кабелям можно будет обмениваться телевизионными программами. Возможно, в этом случае в трансатлантическую линию придётся встроить не 180, а 300-350 усилителей и поднять напряжение питания с 5-6 до 10-12 кв. Что ж, и то и другое осуществимо.
В развитии и кабельной техники, и систем с использованием искусственных спутников связи предстоит преодолеть немало трудностей. Однако уже сегодня можно с уверенностью сказать, что трансокеанское телевидение не за горами, и, наверно, следующие олимпийские игры смогут наблюдать телезрители всех частей света.
К этому времени намечается создание единой международной системы прямой автоматической телефонной связи между всеми странами земного шара.
Ламповый усилитель двустороннего действия в жёстком корпусе с гибкими шарнирными сочленениями для ввода концов кабеля
Допустимость прокладки на любую глубину усилителей двустороннего действия в жёстких корпусах, встроенных в небронированный кабель, бесповоротно решила спор двух систем - однокабельной и двухкабельной - в пользу первой. Благодаря этому при строительстве морских трансокеанских линий расходуется вдвое меньше кабеля, обеспечивается экономия десятков тысяч тонн меди, полиэтилена, стали, уменьшается объём работ по прокладке. А ведь стоимость кабеля составляет свыше 40% всех затрат на сооружение подводной линии связи. Начиная с 1961 г., для основных трансокеанских телефонных линий приняты небронированный глубоководный кабель и однокабельная система связи с предоставлением каждому направлению передачи самостоятельного спектра частот. Именно таковы линии "Кантат", "Компак" и ТАТ-3.
глубоководные жёсткие усилители, уже встроенные в кабель, уложены в специальном помещении кабельного судна
Прокладка глубоководного кабеля с жёсткими усилителями. Тележка с усилителем движется по специальным направляющим вдоль расположенных один за другим шкивов кабелеу кладочной машины, по которым в это время проходит специальный отрезок так называемого байпассного, или сопутствующего, троса, прикреплённого к кабелю до и после усилителя
Схема прохождения усилителя через многошкивную укладочную машину
Кабели или спутники?
"Кабели приняли вызов спутников!", "Ошибка профессора Эйртона", "На очереди - трансокеанское телевидение!"- любое из этих названий подходит для заключительной главы этой книги.В 1959 г., спустя три года после установления телефонной связи по первому трансатлантическому кабелю, в ряде иностранных журналов промелькнули сообщения о передаче по этому кабелю телевидения. Сенсация, однако, оказалась несколько преждевременной. В заголовки статей вкралась неточность. Речь шла о передаче коротких телевизионных фильмов по каналу радиовещания, образованному из двух телефонных каналов.
В основу передачи положен метод фототелеграфирования. Видеопрограмма, записанная на плёнке, передаётся по кабелю с пониженной скоростью, записывается на приёмном конце с той же скоростью и, наконец, воспроизводится при нормальной скорости. При этом на передачу одноминутного фильма затрачивается 100 минут. Всё же это значительно быстрее, чем транспортировать хроникальные кинофильмы через Атлантику реактивным самолётом (что занимает в общей сложности около 8 часов).
Система транслирования телефильмов была опробована в феврале и запущена в эксплуатацию в июне 1959 г. В первый же год было передано свыше 60 хроникальных фильмов. Увы, телевизионные программы по подводным кабелям пока не транслируются. Всё ещё недостаточен спектр передаваемых по ним частот, хотя он и расширился за последние семь лет почти в семь раз. Это расширение было вызвано, в первую очередь, нехваткой телефонных трансокеанских каналов.
Сооружение вслед за первой последующих трансокеанских кабельных линий - не единственное, притом не самое экономичное решение. Желательно как можно эффективнее загрузить каждый кабель, "выжать" из него как можно больше разговорных цепей. Первым шагом в этом направлении было сужение в 1960 г. ширины частотного канала, отводимого на один телефонный разговор, с 4 до 3 кгц.
Раньше телефонный разговор занимал спектр частот от 300 до 3400 гц; таким образом, использовалось только 78% номинально отводимого частотного канала шириной в 4 кгц. Теперь ограничили верхний предел частотой в 3150 гц, и повысили эффективность использования нового канала до 95%. Благодаря этому число телефонных разговоров, одновременно передаваемых по каждому из кабелей ТАТ-1 и TАТ-2, возросло на одну треть: с 36 до 48.
Начиная с 1961 г., все трансокеанские кабельные линии конструируются из расчёта уплотнения телефонными каналами шириной по 3 кгц. По однокабельным линиям "Кантат" и "Компак" одновременно передаётся по 80 телефонных разговоров, а по линии ТАТ-3 - 128.
Интересно коснуться ещё одного способа уплотнения подводных кабелей. Речь пойдёт о так называемой системе ТАСИ, также действующей на кабелях ТАТ-1 и ТАТ-2 с весны 1960 г.
Обычно в процессе телефонного разговора один абонент говорит, а другой в это время слушает. Таким образом, половина каналов в каждый момент времени "работает", а половина "бездействует", готовая каждое мгновенье включиться в передачу. Линии ТАТ-1 и ТАТ-2 первоначально были рассчитаны каждая на 36 телефонных каналов. Предположим, говорит абонент №5А, находящийся в Европе. Его речь передаётся по каналу №5А кабеля №1 в направлении с востока на запад. Абонент №5Б по другую сторону Атлантики слушает. Следовательно, его "ответный" канал №5Б в кабеле №2, по которому ведётся передача сообщений с запада на восток, пока свободен. Почему бы его не предоставить на это время новому, дополнительному 37-му абоненту? Пусть им будет абонент №37Б. Когда ему начнёт отвечать абонент № 37А, последнему предоставят какой-либо из "ожидающих" каналов в кабеле №1 и т.д.
Кроме того, во всякой речи существуют паузы между фразами и между словами. Статистика показала, что абонент загружает телефонный канал непосредственно речью в среднем 40% времени от общей длительности разговора.
Электронная система ТАСИ и предоставляет говорящему абоненту канал только на периоды фактической передачи его речевой информации. В принципе она напоминает обычную систему многократного телеграфирования.
Подключение начавшего говорить абонента к свободному телефонному каналу в кабеле производится электронным переключателем в течение одной пятидесятитысячной доли секунды. Одновременно на приёмный конец линии посылается команда кодом для подключения к этому же каналу слушающего абонента данной пары. Образно говоря, на приёмный конец посылается сообщение примерно следующего содержания: "Я приступаю к соединению абонента №45А с каналом №20, соедините канал №20 с абонентом № 45Б". Как только абонент прекращает речь, канал отключается и может быть использован для передачи другого разговора.
Система ТАСИ позволяет удваивать пропускную способность кабелей. Будучи разработанной для кабелей ТАТ-1 и ТАТ-2, рассчитанных первоначально на передачу 36 телефонных разговоров одновременно, эта система обеспечила возможность обслуживания ещё 36 дополнительных абонентов.
В результате внедрения системы ТАСИ и сужения телефонного канала пропускная способность каждой из двух первых трансатлантических телефонных кабельных линий возросла до 84 одновременных разговоров.
В настоящее время все пять трансатлантических линий допускают одновременную передачу 400 телефонных разговоров. Достаточно ли этого? Нет! Всё расширяющийся обмен деловой и культурной информацией между странами требует всё новых и новых каналов связи. В 1968 г. через Северную Атлантику понадобится не менее 800 каналов, а в 1975 г. свыше 2000. Для удовлетворения растущих запросов человечества потребуется нe только прокладка новых подводных кабельных линий, но главное - дальнейшее расширение спектра используемых для передачи частот, с тем, чтобы уплотнять каждый кабель как можно большим количеством телефонных каналов. В кабеле ТАТ-3 1963 года верхний предел передаваемых частот равняется одному миллиону герц (1052 кгц). Ожидается, что в линиях 1966-1967 гг. и последующих лет этот предел будет поднят сначала до 3 Мгц, затем до 6 и далее до 10 Мгц.
Итак, следующий скачок будет сделан со 128-канальной к 360-канальной системе уплотнения подводных кабелей, затем к 720-канальной и далее к 1200-канальной. Весьма вероятно, что на смену ламповым усилителям в этих системах придут транзисторные усилители.
Новейшее кабельное судно "Лонг Лайнз" водоизмещением в 17 000 тонн.
Его длина 155 метров, ширина 20 метров, крейсерская скорость 15 узлов. Расположенная на корме кабелеукладочная машина отличается тем, что основу её составляют не шкивы, а гусеничное тяговое устройство, через которое вместе с кабелем проходят и жёсткие усилители двустороннего действия
Ну а как же с трансокеанским телевидением? По кабелю оно ещё не осуществляется, ибо для качественной передачи одного телевизионного канала требуется частотный диапазон шириной в З-4 Мгц. Как и в случае трансокеанской телефонии, первенство в передаче телевидения через Атлантику принадлежит беспроволочной связи. Первый опыт телепередачи из Америки в Европу был осуществлён в 1962 г. Для этой цели был использован активный искусственный спутник связи (ИСС) "Телестар-II". С помощью искусственного спутника велась в конце 1963 г. передача в Европу и, в частности, в Советский Союз церемонии похорон злодейски убитого президента США Джона Кеннеди.
Пока сеансы как телефонии, так и телевидения, обеспечиваемые посредством искусственного спутника связи, кратковременны. И всё же Кларк полагает, что основу глобальной системы телефонной и телевизионной связи составят именно искусственные спутники Земли.
Какова же роль подводных кабелей в трансокеанском телевидении?
У изобретений, как и у людей, судьбы бывают разные. Открытая и поставленная на службу человечеству в 1895 г., радиосвязь вот уже 70 лет триумфально шествует по свету, по праву занимая место в первой шеренге отраслей технического прогресса. Что же касается кабелей связи, то каждое новое достижение в области радиотехники первым делом ставит под сомнение целесообразность их дальнейшего существования вообще. Появляются десятки технических, популярных, а подчас просто сенсационных прогнозов и высказываний, единых в своём стремлении покончить с кабелем навсегда. Последнюю главу своей книги А. Кларк заканчивает прогнозом профессора Эйртона, который в 1897 г. заявил, что со временем кабель станет антикварной вещью. Однако идут годы, а подводный кабель не только не сдан в музей, но неуклонно совершенствуется.
Не складывает кабельная техника оружия и перед межконтинентальным телевизионным барьером. И кто знает, кем этот барьер раньше будет по-настоящему прёодолён - кабелями или искусственными спутниками.
Во всяком случае, при расширении спектра передаваемых частот до 3-6 Мгц, и использовании двухкабельной системы по трансокеанским кабелям можно будет обмениваться телевизионными программами. Возможно, в этом случае в трансатлантическую линию придётся встроить не 180, а 300-350 усилителей и поднять напряжение питания с 5-6 до 10-12 кв. Что ж, и то и другое осуществимо.
В развитии и кабельной техники, и систем с использованием искусственных спутников связи предстоит преодолеть немало трудностей. Однако уже сегодня можно с уверенностью сказать, что трансокеанское телевидение не за горами, и, наверно, следующие олимпийские игры смогут наблюдать телезрители всех частей света.
* * *
Объём телефонной связи как внутри каждой страны, так и между государствами растёт не по дням, а по часам. Ожидается, что к началу XXI века число телефонных аппаратов в мире достигнет гигантской цифры в 600 миллионов.К этому времени намечается создание единой международной системы прямой автоматической телефонной связи между всеми странами земного шара.