Радио и интернет

Работы А.С. Попова имели большое значение для последующего развития радиотехники. Изучая результаты опытов на Балтике в 1897 году по прекращению связи между кораблями «Европа» и «Африка» в моменты прохождения между ними крейсера «Лейтенант Ильин», Попов пришел к заключению о возможности с помощью радиоволн обнаруживать металлические массы, то есть к идее современной радиолокации.

Попов уделял большое внимание применению полупроводников в радиотехнике, настойчиво изучая роль проводимостей окислов в когерерах. В 1900 году он разработал детектор с парой уголь - сталь.

В Минном офицерском классе Попов  проработал около 18 лет и оставил  там службу лишь в 1901 году, когда  был приглашен занять кафедру  физики в Петербургском электротехническом институте. В октябре 1905 года он был  избран директором этого института.

Однако к этому времени здоровье Александра Степановича было уже  подорвано.

Попов тяжело переживал Цусимскую катастрофу, в которой погибли многие его сотрудники и ученики. К тому же условия работы первого выборного директора Электротехнического института были очень трудными. Все это вместе привело к тому, что после крупного объяснения с министром внутренних дел Дурново Александр Степанович Попов 31 декабря 1905 года (13 января 1906 года по новому стилю) в 5 часов вечера скоропостижно скончался от кровоизлияния в мозг.

Радиосвязь после А.С. Попова

За кратковременную деятельность и области радиотехники (менее 10 лет) А.С. Попов добился очень больших результатов, использовав все достижения физики своего времени. Понадобились долгие годы и соединенные усилия многих ученых и инженеров, чтобы развить изобретение А.С. Попова и довести его до того расцвета, свидетелями которого мы являемся теперь. Всю эту огромную работу можно рассматривать как историю овладения человеком спектром радиоволн, начало которому положили труды А.С. Попова.

Эта работа шла в нескольких направлениях, на первых порах трудно отделимых одно от другого, но постепенно выросших в самостоятельные отрасли. Одновременно велись: 1) разработка способов и техники возбуждения слабо затухающих, а затем и незатухающих колебаний, 2) совершенствовались средства обнаружения и выделения колебаний, 3) разрабатывались конструкции антенн, 4) совершенствовались способы воспроизведения и обработки передаваемой информации.

Чем же располагал А.С. Попов, когда он прокладывал первые пути в изучении этого океана электрических волн? Он работал на волнах, которые в настоящее время называют промежуточными. Применение антенны позволило ему увеличить дальность действия своей аппаратуры, но при этом пришлось отойти от тех воли (метровые и дециметровые), на которых работал Герц. Искровой промежуток Попов включал в передающую антенну, и она возбуждалась на собственной длине волны. Поскольку собственная длина, волны вертикального заземленного вибратора-антенны А.С. Попова равна приблизительно учетверенной высоте, антенну старались поднять, возможно, выше, чтобы увеличить дальность связи. В итоге рабочая длина волны стала измеряться сначала десятками, а затем и сотнями метров.

Для осуществления связи А.С. Попов применял искровые передатчики с редкой искрой и сильным затуханием колебаний и приемники с когерером и первыми образцами полупроводниковых детекторов. Располагая столь скудной аппаратурой, А.С. Попов, тем не менее, наметил обширный план дальнейшего развития радио: радиотелефонию, радиообнаружение, открыл ограничивающее действие помех и суточный неравномерный ход силы принимаемых сигналов.

Теорию четвертьволнового вибратора  А.С. Попов доложил на I Всероссийском электротехническом съезде 29 декабря 1899 года. Описывая работы по спасению броненосца «Генерал-адмирал Апраксин», А.С. Попов особо отметил в докладе: «Два дня совершенно нельзя было работать от действия атмосферного электричества…». Выдвинутая им задача борьбы за помехоустойчивость радиосвязи остается и теперь одной из главных задач радиотехники.

О втором наблюдении Попова мы узнаем из воспоминаний одного из его современников  В.М. Лебедева: «Надо заметить, что уже тогда А.С. знал о значительном улучшении радиосвязи в ночное время, хотя объяснений пока еще и не имел, и поэтому все новые опыты производились исключительно ночью». Таким образом, А.С. Попов установил зависимость дальности радиосвязи от времени суток и открыл ослабление атмосферных разрядов ближе к рассвету.

Эти наблюдения не соответствовали  господствовавшей теории распространения, привязывавшей радиоволны к земной поверхности. Они свидетельствовали о необходимости исследований верхней атмосферы земли, которая только и могла объяснить суточные изменения силы сигналов. Однако на эти наблюдения А.С. Попова было обращено очень мало внимания и исследование их началось гораздо позже.

Предложенный помощником Попова П.Н. Рыбкиным слуховой метод приема радиосигналов на телефонные трубки получил всеобщее признание, так как позволял отличать сигналы от помех, увеличивал дальность связи. Существенной помощью в борьбе с атмосферными помехами было появление в 1906-1909 годах передатчиков с частой искрой и с малым затуханием колебаний. Такие передатчики создавали тональное звучание сигналов, так как музыкальный тон сигналов облегчал выделение их среди помех.

В 1909-1910 годах определился тип  искровых радиостанций, в которых  применялись искровые разрядники вращающиеся  или дисковые многократные. Прием сигналов производился только на телефонные трубки с помощью кристаллического детектора. Эта почти стабилизовавшаяся аппаратура без существенных изменений продержалась всю первую мировую войну, хотя уже имелись и радиостанции незатухающих колебаний, а в приемной аппаратуре в ряде случаев применялись и электронные лампы в качестве усилителей.

Отличительной особенностью этого  периода было стремление западных государств организовать свои стратегические системы  дальней радиосвязи. В России также  шло подобное радиостроительство. В 1910 году была осуществлена сеть стратегической радиосвязи, которая связывала Бобруйск с побережьем Балтики, Черного моря и группой радиостанций вдоль западной границы. На Дальнем Востоке были построены радиостанции, соединявшие Хабаровск с Харбином, Николаевском-на-Амуре, Владивостоком и Петропавловском-на - Камчатке. Группа радиостанций воздвигалась вдоль северного побережья России. Предусматривалось также строительство радиостанций в Москве для связи с Баку, Ташкентом и Бобруйском. Кроме того, Москва через Ташкент связывалась с Кушкой на границе Афганистана и через Баку с Ашхабадом и Карсом. Наконец, намечалось построить транссибирскую линию радиосвязи Москва - Хабаровск с установкой ретрансляционных станций в Уржумке, Красноярске и Чите. Таким образом, предполагалось, что к предстоящей войне будет готова необходимая стратегическая радиосеть. Но осуществить все намеченное радиостроительство полностью не удалось, и некоторые радиостанции спешно достраивались во время войны 1914-1918 годов.

Система внутренней радиосвязи России, однако, не имела выхода в Западную Европу. Международные связи России обслуживали иностранные концессионные компании проволочного телеграфа-Северо-Датская и Индо-Европейская, входившие в сеть английской мировой кабельной связи. Между тем подготовка к мировой войне требовала организации собственной прямой международной радиосвязи с будущим союзниками. Осуществить эту задачу собственными силам Россия была не в состоянии. Сказалось отсутствие собственной научно-исследовательской базы, которая могла бы развивать радиотехнику независимо от иностранных фирм.

Временная стабильность искровой радиотехники, достигнутая к 1908-1909 годах за счет применения многократных и вращающихся  разрядников, оказалась недолговечной: наступала эпоха незатухающих колебаний, переход к которым должен был явиться радикальным поворотом в направлении развития радиотехники и прежде всего в области дальней радиосвязи, для которой, как тогда считали, нужны очень длинные полны.

Начали строиться длинноволновые сверхмощные радиостанции с огромными антеннами, подвешиваемыми на 200 - 250-метровых мачтах и башнях. Станции стоили 5-10 миллионов рублей, и строить их было под силу только большим электротехническим предприятиям. Передатчики со звучащей искрой уже не годились для таких мощных станций, как ни отстаивала это направление фирма Маркони. Место искровой техники стали занимать дуговые и машинные генераторы незатухающих колебаний.

Переход на работу незатухающими колебаниями  явился очередным этапом развития радиотехники. Дуговые генераторы⁴ были разработаны сначала в Европе, а машины высокой частоты появились впервые в США. Несколько позже в России машины высокой частоты начал изготовлять В.П. Вологднн на заводе Дюфлон в Петербурге.

Между тем, ученики А.С. Попова продолжали подготовку кадров радиоспециалистов. Их выпускали два высших военных училища - Офицерская электротехническая школа в Петербурге и Минный офицерский класс в Кронштадте, а также Петербургский электротехнический институт. Русские инженеры работали на радиотелеграфном заводе Морского ведомства, служили во флоте, на радиостанциях почтового ведомства и в армейских радиодивизионах.

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 3.

Предпосылки возникновения интернета

Своими корнями Интернет уходит еще в 50-е годы ХХ века. Все  началось в 1949 г., когда в Советском  Союзе была испытана атомная бомба, а в 1952 г. была успешно испытана водородная бомба. В 1957 г. СССР запустил первый искусственный  спутник земли, то есть, в Советском  Союзе появилось средство, способное доставить ядерный заряд в любую точку мира.

В 1958 г. Пентагон получил  финансовую поддержку, и было принято  решение о создании системы раннего оповещения, которую построили на севере Канады (поскольку траектория запущенных ракет в направлении США проходит через Северный полюс). Она получила название NORAD. Станции NORAD протянулись от Аляски до Гренландии. Разумеется, система NORAD не могла предотвратить достижение ракетами цели, однако была в состоянии предупредить об их приближении за 15 минут. Для этого все посты наблюдения и станции раннего оповещения надо было подключить к единому центру управления, оснащенному компьютерами.

В 1960-х годах вблизи курортного городка Колородо-Спрингс был создан подземный центр управления - норад. Он расположился внутри горы Шайенн Маунтин, которая представляет собой единый скалистый массив. Когда подземный центр был запущен, его компьютеры начали обрабатывать информацию, поступающую с севера континента по каналам гигантской глобальной сети. В течение 1965-1966 годов к этой сети активно подключались многочисленные авиационные и метеорологические службы, в том числе и гражданские. То есть, уже к середине 60-х годов в США действовала огромная компьютерная сеть национального масштаба, обслуживавшая как гражданские сферы, так и множество служб Министерства обороны.

К середине 60-х годов в СССР появились термоядерные заряды мощностью 40-50 мегатонн. Расчеты показали, что одного такого заряда достаточно, чтобы разрушить Шайеннскую гору, внутри которой расположился центр - норад. Тогда было принято решение о разработке такой компьютерной сети, которая не выйдет из строя при поражении любого ее участка или нескольких участков.

Пентагону потребовалось  экспериментальная сеть, причем, желательно, действующая в неустойчивой и  ненадежной среде. И в 1969 г. под контролем  Управления перспективных исследований Министерства Обороны США началось соединение в единую сеть компьютеров университетских и научных центров.

                

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 4.

История возникновения интернета

Первоначальная концепция объединения сетей постепенно должна была перерасти в Интернет. Интернет основывается на идее существования множества независимых сетей почти произвольной архитектуры, начиная от пионерской сети с пакетной коммутацией, к которой вскоре должны были присоединиться пакетные спутниковые сети, наземные пакетные радиосети и т.д. Интернет в современном понимании воплощает ключевой технический принцип открытости сетевой архитектуры. При подобном подходе архитектура и техническая реализация отдельных сетей не навязываются извне; они могут свободно выбираться поставщиком сетевых услуг при сохранении возможности объединения с другими сетями посредством мегауровня "Межсетевой архитектуры". Однако в описываемое нами время существовал только один общий метод объединения сетей - традиционная коммутация соединений, когда сети объединяются на канальном уровне, а отдельные биты передаются в синхронном режиме по сквозному соединению между двумя оконечными системами. Напомним, что в 1961 году Клейнрок в своих работах указал на преимущества пакетной коммутации. Эти идеи в сочетании со специализированными устройствами межсетевой связи могли стать основой иного подхода. Были и другие частные методы объединения различных сетей, однако они требовали, чтобы одна сеть выступала как часть другой, а не как равноправный партнер по предоставлению сквозных, от одной оконечной системы до другой, сервисов.

Открытая сетевая архитектура  подразумевает, что отдельные сети могут проектироваться и разрабатываться  независимо, со своими уникальными  интерфейсами, предоставляемыми пользователям или другим поставщикам сетевых услуг, включая услуги Интернета. При проектировании каждой сети могут быть приняты во внимание специфика окружения и особые требования пользователей.

Вообще говоря, не накладывается  никаких ограничений на типы объединяемых сетей или их территориальный масштаб, хотя, конечно, прагматические соображения должны сузить спектр возможных решений.

Идея открытой сетевой архитектуры  была впервые высказана Каном  в 1972 году, вскоре после того, как он начал работать в дапра. Деятельность, которой занимался Кан, первоначально была частью программы разработки пакетных радиосетей, но впоследствии она переросла в полноправный проект под названием интернет. Ключевым для работоспособности пакетных радиосистем был надежный сквозной протокол, способный поддерживать эффективные коммуникации, несмотря на радиопомехи или временное затенение, вызванное особенностями местности или пребыванием в туннеле. Сначала Кан предполагал разработать протокол, специфичный для пакетных радиосетей, поскольку это избавило бы от необходимости иметь дело с множеством различных операционных систем и позволило бы продолжать использовать протокол NCP.