На исходе каждой минуты звукосниматель передвигается вдоль барабана на следующую звуковую дорожку. После того как он пройдет пятьдесят девять дорожек, снова возвращается на дорожку с записью «0» минут. И в это же время звукосниматель, читающий часы, перемещается на соседнюю звуковую дорожку. Все движения звукоснимателей и барабана производятся автоматически, в строгой зависимости от точных, выверенных часов.
Телефонные реле, искатели и другие приборы, применяемые на телефонных станциях, широко используются также на заводах, электростанциях и других предприятиях для автоматизации отдельных этапов производственных процессов.
16 разговоров по одной паре проводов
Для устройства в городе телефонной связи, кроме телефонной станции (например, АТС на несколько тысяч номеров), по всей территории города надо проложить кабели или воздушные провода для соединения телефонных аппаратов, установленных у абонентов, со станцией. Об устройстве таких линейных сооружений рассказано ниже. Сейчас заметим только, что стоимость линейных сооружений для городской телефонной сети примерно в два раза больше стоимости оборудования телефонной станции. Еще дороже по сравнению со станционными сооружениями те кабели и воздушные провода, которые приходится прокладывать на сотни и тысячи километров между междугородными телефонными станциями (МТС).
Естественно возникает вопрос: а можно ли по одной линии связи вести одновременно не один, а несколько телефонных разговоров? Над этой проблемой работали многие ученые и инженеры.
Еще в 1880 году военный связист Г. Г. Игнатьев впервые в мире произвел опыт передачи по одной линии связи телеграммы и телефонного разговора. Он использовал свойство конденсатора пропускать переменный ток и задерживать постоянный. Переменный ток, возникающий при телефонном разговоре, свободно проходит через конденсатор, а постоянный — задерживается. Поэтому для постоянного тока был дан другой путь: через катушку, состоящую из большого числа витков изолированного провода. Такая катушка (катушка индуктивности) пропускает постоянный ток и, наоборот, задерживает переменный ток.
При помощи конденсатора и катушек индуктивности Игнатьеву удалось передать по одному проводу одновременно телеграмму и телефонный разговор. Токи, приходящие с линии, на станции разделились: постоянный ток шел в телеграфный аппарат, переменный — через конденсатор в телефон.
В настоящее время по одной паре проводов осуществляется несколько телефонных разговоров. Для этого используются переменные токи различной частоты.
Известно, что обычный переменный ток осветительной сети сто раз в секунду меняет свое направление. Частота тока в этом случае равна 50 полным колебаниям в секунду, или, как принято обозначать в технике, 50 герцам. При телефонных же переговорах используются переменные токи с частотами от 300 до 2400 герц. Это — так называемые токи звуковой частоты.
Переменные токи звуковой частоты преобразовывают с помощью особых устройств в токи со значительно большей частотой — до 150 тысяч герц. С применением токов такой высокой частоты и организуется передача нескольких телефонных разговоров одновременно по одной паре проводов. Для каждого разговора отводится определенная «полоса» частот. Например, одна пара абонентов ведет разговор, пользуясь токами звуковой частоты от 300 до 2400 герц; для следующих трех пар абонентов выделяются три полосы высокой частоты в пределах от 6300 до 14 700 герц; для пятой пары абонентов выделенная полоса частот начинается с 36 000 герц.
Но почему же говорящие не мешают друг другу? Дело в том, что в общей широкой полосе спектра частот для каждого разговора выделяются отдельные участки этой полосы, которые не перекрывают один другого. Более того, между этими участками полосы частот оставляются небольшие промежутки, «барьеры». Благодаря этому невидимому барьеру абоненты и не мешают друг другу. В дополнение к этому на междугородных телефонных станциях устанавливают специальные приборы — электрические фильтры, включаемые в абонентские линии. Каждый фильтр является «ограничителем» и пропускает токи только определенной полосы частот (для каждого разговора) и задерживает все другие токи.
Аппараты и приборы, которые позволяют по одной паре проводов осуществлять одновременно несколько телефонных разговоров, называются аппаратурой уплотнения. Пользуясь аппаратурой уплотнения системы К-24, по двум парам кабельных жил, выделенных из двух рядов проложенных кабелей, можно организовать 24 одновременных разговора (24-канальная система). Следовательно, в этом случае одновременно пользуются телефонной связью 48 абонентов.
Наиболее же распространенными системами уплотнения воздушных линий связи являются системы В-3 и В-12. Пользуясь аппаратурой уплотнения этих систем, по одной паре воздушных проводов можно вести 16 одновременных разговоров.
Более усовершенствованной является разрабатываемая аппаратура уплотнения системы К-60. С применением такой системы по двум парам жил, выделенным из двух рядом проложенных кабелей, можно будет организовать 60 одновременных разговоров (60-канальная система).
Проводные линии связи
Мы уже говорили, что для работы двух телеграфных или телефонных аппаратов их необходимо соединить друг с другом линией связи. Наиболее простая линия связи состоит из одного или двух металлических проводов.
В горах Алтая и Кавказа, в степях Украины, в сибирской тайге — повсюду можно увидеть ровный ряд столбов с фарфоровыми изоляторами и укрепленными на них проводами — это воздушные линии связи. Сотни тысяч километров проводов подвешены на линиях связи нашей страны.
Провода чаще всего голые, без изоляции. Одни из них стальные, другие алюминиевые, третьи медные. Для подвески проводов в столбы ввертываются стальные крюки. На каждый крюк насаживается фарфоровый изолятор, к которому при помощи мягкой вязочной проволоки укрепляется воздушный провод. На многопроводных линиях связи вместо крюков применяют траверсы со штырями.
Работы по устройству воздушных линий связи приходится вести на сотни километров, поэтому для ускорения и удешевления таких работ применяют специальные механизмы. Так, например, для рытья ям, в которых устанавливаются столбы (опоры), применяют бурильную машину, а установку столбов в заготовленные ямы производят с помощью крана-столбостава.
К изоляторам провода прикрепляются, как уже говорили, вязочной проволокой. Но, раньше чем закрепить провода на изоляторах, их регулируют, т. е. устанавливают одинаковое расстояние между соседними проводами. При этом натягивают провода не очень туго, а так, чтобы они несколько провисали, или, как говорят, имели установленную нормами стрелу провеса.
Это — одно из самых важных правил производящегося у нас массового строительства воздушных линий связи. Дело в том, что очень туго нельзя натягивать провода, так как зимой они укорачиваются и могут лопнуть.
Воздушные линии связи требуют постоянного присмотра. На них влияют атмосферные явления. Так, например, если на проводах появляется лед, то он создает дополнительную механическую нагрузку, в результате чего могут произойти обрывы проводов. При сильном гололеде на воздушных линиях связи могут произойти обрывы проводов и падение опор на значительных по длине участках. Тогда на магистральных линиях с многоканальной связью прекращается сообщение на многих телеграфно-телефонных связях. Чтобы не допустить такой аварии или быстро ликвидировать ее последствия, работники связи привлекают на помощь по заранее имеющейся договоренности временных рабочих из расположенных вблизи колхозов.
На воздушные линии связи влияют также сильный ветер, дождь, снег, иней. Иногда столбы подгнивают, и их приходится заменять новыми. Иногда разрушаются изоляторы, подчас ржавеют и обрываются провода и так далее. За целостью и исправностью воздушных линий связи круглосуточно следят участковые линейные надсмотрщики.
Наряду с воздушными линиями связи на городских телефонных сетях, а также на междугородных магистралях у нас имеется много кабельных линий связи. Подавляющее большинство их скрыто под землей, это — подземные кабельные линии связи.
Кабель представляет собой совокупность медных изолированных проводников (жил), свитых между собой попарно (или четверками) и заключенных на всем протяжении в гибкую защитную оболочку из свинца (так называемые освинцованные кабели). Для менее ответственных прокладок применяются кабели с пластмассовой (полихлорвиниловой) оболочкой.
Для городских телефонных сетей кабели изготовляются емкостью от одной пары до 1200 пар. Прокладываются они под землей в асбестоцементных или бетонных трубах, а иногда подвешиваются на стальных тросах, укрепленных на столбовых и стоечных линиях.
Кабели большой емкости, идущие от телефонной станции в разные части города, оканчиваются в так называемых распределительных шкафах, которые устанавливаются на тротуарах или внутри больших домов, а кабели меньшей емкости, идущие от распределительных шкафов, подводятся к распределительным коробкам (на стенах зданий) или кабельным ящикам (на столбах и стойках).
От распределительных коробок к телефонным аппаратам абонентские линии подаются однопарными кабелями, а от кабельных ящиков — воздушными проводами.
В распределительном шкафу любая пара жил кабеля, поданного со станции, может быть легко и быстро соединена с любой парой жил распределительного кабеля, введенного в данный шкаф. Это дает возможность переключить каждую абонентскую линию с одной пары жил ка другую (например, в случае неисправности данной пары жил или в случае переезда абонента в другое помещение) и включать новые абонентские линии без проведения каких-либо трудоемких работ.
На тех участках кабельной линии связи, которые находятся вне населенных пунктов, кабель прокладывается непосредственно в земле, без труб. Там в случае повреждения кабеля его можно беспрепятственно откопать, так как сверху нет искусственного покрова (например, асфальтового слоя). Для защиты от механических повреждений прокладываемые непосредственно в земле кабели снабжаются надежной броней из двух стальных лент 2, как это показано на рис. 21.