Радиотехнологии: эволюция от аналоговых к цифровым системам

• Персоны
• Доцифровая эпоха (с 1870-х до 1970-х)
• Цифровая эпоха (с 1970-х и по настоящее время)

Радиотехнологии: эволюция от аналоговых к цифровым системам

Персоны

В разделе будут представлены персоналии самых ярких представителей изобретателей, учёных, инженеров, предпринимателей и компаний, занимавшихся и занимающихся развитием радиотехнологий. Однако всех, кто приложил усилия к развитию радиотехнологий, перечислить практически невозможно.

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

Доцифровая эпоха (с 1870-х до 1970-х)

1873

Джеймс Клерк Максвелл публикует свою основополагающую работу «Трактат об электричестве и магнетизме», в которой он облачает концепции, предложенные Майклом Фарадеем, в математическую форму. Уравнения Максвелла стали фундаментальной математической основой электромагнетизма и беспроводной передачи сигналов.

1878

Профессор и изобретатель Дэвид Эдвард Хьюз случайно обнаружил, что в не так давно изобретённом проводном телефонном аппарате слышны щелчки, когда в разряднике высоковольтной катушки индуктивности, расположенной на некотором удалении, происходит разряд. Он продемонстрировал эффект Королевскому обществу, которое не смогло понять, что это явление подтверждает «электромагнитную теорию» Максвелла. Если бы Королевское общество осознало значимость продемонстрированного явления Дэвида Эдварда Хьюза, возможно, единицей частоты сегодня был бы «хьюз», а не «герц».

1888

Немецкий физик Генрих Рудольф Герц, экспериментируя в своей лаборатории, передаёт и принимает (точнее сказать, регистрирует) электромагнитные волны, генерируемые искровыми разрядниками высоковольтных катушек индуктивности, тем самым подтверждая «электромагнитную теорию» Джеймса Клерка Максвелла. Обнаруженные электромагнитные волны стали называться «волнами Герца».

1891

В эту доэлектронную эпоху были разработаны различные методы приёма (регистрации) электромагнитных волн, генерируемых искровыми разрядниками. Французский изобретатель Эдуард Бранли создал одно устройство — когерер, состоящее из стеклянной трубки, заполненной железными опилками, и двух электродов. Под воздействием электромагнитных волн проводимость железных опилок резко повышалась и регистрировалась с помощью звонка. Позже Гульельмо Маркони разработал более совершенное устройство — магнитный детектор.

1894

Во время мемориальной лекции, посвящённой безвременной кончине Генриха Рудольфа Герца, профессор Оливер Лодж демонстрировал передачу и приём «волн Герца» на расстоянии около 60 метров. Хотя никакой значимой информации передано не было, демонстрация показала потенциал использования «волн Герца» для разработки беспроводного телеграфного аппарата.

1895

Российский учёный и изобретатель Александр Степанович Попов демонстрирует осуществление беспроводной связи «волнами Герца» с использованием высоких башен-громоотводов в качестве передающих и приёмных антенн.

1896

Гульельмо Маркони в Италии проявил живой интерес к потенциалу «волн «Герца» после обучения у профессора Аугусто Риги в Болонье. Используя искровой разрядник Риги в качестве передатчика и когерер Бранли для приёма, он обнаружил, что улучшение приёма достигается путём использования заземления и применения высоких антенн. Он также усовершенствовал когерер, добавив к нему молоточек, который с помощью электромагнита стучал по стеклянной трубке когерера, снижая проводимость металлических опилок и приводя прибор вновь к возможности приёма.

Тогда же Гульельмо Маркони перебирается в Великобританию и получает патент на беспроводной телеграфный аппарат.

1897

Гульельмо Маркони демонстрирует беспроводную телеграфную связь на расстоянии 14 миль между мысом Лавернок около Кардиффа и островом Флэт-Холм в Бристольском заливе.

Маркони основывает Wireless Telegraph and Signal Company для производства своих передатчиков с искровым разрядником и приёмников-когереров. Позднее название компании было изменено на Marconi Wireless Telegraph Company.

Некоторые источники приписывают Эдуарду Бранли первое использование термина «радиоволны» вместо «волны Герца».

Маркони в Италии успешно связывается с кораблями в 12 милях от берега с помощью своих искровых передатчиков. Радиосвязь между судном и берегом доказывает свою практичность.

1898

Карл Браун совершенствует передатчик с искровым разрядником, вводя индуктивную связь между передатчиком и передающей антенной, что приводит к увеличению дальности передачи сигнала. Он также разрабатывает одну из разновидностей кристаллического детектора.

1900

Американский профессор Реджинальд Фессенден осознал необходимость генерации незатухающих колебаний и разработки нового вида детектора, отличного от когерера, для передачи речи на расстоянии. Он успешно передаёт звук голоса на короткое расстояние, используя генератор с искровым разрядником, работающем на очень высокой частоты (10000 герц) для имитации незатухающих несущих колебаний, которые затем модулируются микрофоном и поступают в передающую антенну. Для обратного преобразования в звук Фессенден использовал электролитический детектор вместо когерера.

1901

Гульельмо Маркони успешно передаёт литеру «S» кодом Морзе с помощью своего искрового передатчика между Полдху в Корнуолле и Сигнал-Хилл в Ньюфаундленде: таким образом состоялась первая трансатлантическая беспроводная передача. Позже в том же году Маркони основал Атлантическую телеграфную службу в Крукхейвене в Корке, а затем переместил её в Валентию в Ирландии в 1914 году.

В Соединённых Штатах Америки профессор Реджинальд Фессенден патентует беспроводную телефонию.

1902

Чтобы объяснить, как Маркони смог передать электромагнитные волны из Великобритании в Соединённые Штаты Америки за пределы оптического горизонта, член Британского Общества Инженеров Оливер Хевисайд и Артур Кеннелли в США выдвигают предположение о существовании ионизированного слоя над поверхностью Земли, отражающего радиоволны. Сегодня этот слой известен как слой Кеннелли-Хевисайда (или E-слой). В 1926 году Эдвард Эпплтон обнаружил ещё один слой в ионосфере, названный в его честь слоем Эпплтона (F-слой), который отражает радиоволны коротковолнового диапазона. За это открытие Эдвард Эплтон был удостоен Нобелевской премии.

1903

В Берлине проходит Международная предварительная конференция по беспроводным технологиям, на которой обсуждается использование нового способа для связи с судами в море.

Фессенден осуществляет полноценную телефонию на расстоянии 20 километров, используя модулированную электрическую дугу в качестве источника сигнала и электролитический детектор.

Маркони устанавливает регулярную беспроводную телеграфную связь, в основном для новостных сообщений между Полдху Корнуолл и Кейп-Кодом.

1904

Джон Эмброуз Флеминг из Университетского Колледжа Лондона в Великобритании, работая консультантом у Маркони, создаёт двухэлектродный вакуумный электронный прибор с односторонней проводимостью — ламповый диод, способный производить детектирование высокочастотных радиоволн значительно лучше, чем когерер. Диод Флеминга был основан на эффекте, обнаруженном ещё Эдисоном. Изобретение диода многими учёными считается зарождением электроники как науки.

1906

В Берлине проводится конференция, продолжающая мероприятие 1903 года, но с использованием нового названия: «Международная радиотелеграфная конференция». Слово «радио» становится официально принятым.

Американский изобретатель Ли де Форест в США добавляет третий электрод к лампе Флеминга, изобретая таким образом ламповый триод. Диоды и триоды позволяют создавать эффективные полностью электронные передатчики и приёмники радиоволн.

В канун Рождества 24 декабря 1906 года Реджинальд Фессенден передал первый человеческий голос по радио из Брант-Рока, штат Массачусетс, на суда в Атлантике, принадлежавшие United Fruit Company, на которую он работал.

1907-e

Маркони организует общественную беспроводную телеграфную службу между Ирландией, Канадой и США. Беспроводной телеграф становится общественно доступным.

1909

Браун и Маркони получили Нобелевскую премию по физике за разработку беспроводного телеграфа.

1913

Инженер компании Marconi и пионер беспроводной связи Генри Джозеф Раунд запатентовал ряд идей по усовершенствованию электронных вакуумных ламп, включая идею косвенного нагрева катода.

1915

Летом 1915 года бывшие инженеры компании Marconi под руководством К. Э. Принса успешно продемонстрировали первую голосовую связь «воздух-земля» с использованием приёмопередатчика, расположенного на самолёте.

1919

19 марта 1919 года Гульельмо Маркони совершает первый беспроводной телефонный звонок по направлению «восток-запад» между Ирландией и Канадой.

1920

Электровакуумные электронные приборы становятся совершеннее и полностью вытесняют передатчики на искровых разрядниках.

В Британии и в Соединённых Штатах Америки начинается радиовещание.

1922

Основывается BBC — British Broadcasting Corporation, существующая до настоящего времени.

1923

Владимир Козьмич Зворыкин из Westinghouse Electric в Соединённых Штатах Америки разрабатывает прототип электронной передающей трубки.

1925

Шотландский инженер Джон Лоуги Бэрд проводит то, что считается первой публичной демонстрацией телевидения с механической развёрткой. Он использует вращающиеся диски, содержащие множество отверстий как для сканирования, так и для отображения полученного изображения.

1926

В Японии Кендзиро Такаанаги проводит частную демонстрацию полностью электронной телевизионной системы с использованием электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Однако он не патентует её.

В этом же году состоялась первая «настоящая» публичная демонстрация «механического» телевидения Джоном Лоуги Бэрдом. Идея передачи изображения на расстоянии стала широкоизвестна.

1927

На весь мир из Королевской обсерватории начинает передаваться сигнал точного времени, необходимый морякам.

1928

В Соединённых Штатах Америки в Сан-Франциско, Фило Тэйлор Фарнсуорт проводит то, что считается первейшей публичной демонстрацией для прессы полностью электронной телевизионной системы.

В Великобритании Джон Лоуги Бэрд демонстрирует собственную систему цветного телевидения.

1931

Проходят испытания системы радиорелейной связи между Дувром в Англии и Кале во Франции. Испытания проходят успешно, открывая путь к использованию высокочастотных сигналов (1000÷10000 мегагерц) для обеспечения дальней помехозащищённой связи.

Владимир Козьмич Зворыкин представляет прототип иконоскопа — первой электронной телевизионной камеры.

1932

В Великобритании компанией EMI (Electrical and Music Industries) разрабатывается собственная электронная передающая трубка, которая станет основной частью телевизионных камер.

1936

BBC начала регулярное телевещание, используя, поочерёдно, механическую систему Бэрда и электронную систему EMI. Система EMI явно давала превосходное изображение и стала первоначальным стандартом телевещания, принятым в Великобритании.

1937

Алекс Ривз из британской компании STC (Standard Telephones and Cables) изобретает импульсно-кодовую модуляцию, ставшей фундаментальным строительным блоком цифровой передачи информации в будущем, но которая тогда не смогла быть реализована физически и экономически, пока не стали доступны твердотельные электронные компоненты.

ВМС Соединённых Штатов Америки разрабатывают систему распознавания «свой—чужой» для опознания своих самолётов в небе. Принцип работы системы основан на радиочастотной идентификации, который многие годы спустя будет широко распространён в быту, в виде ключей от домофона, пропусков, банковских карт с поддержкой бесконтактной оплаты и так далее.

1945

Писатель-футуролог Артур Чарльз Кларк публикует статью в журнале Wireless World, предлагая разместить на геостационарной орбите сеть искусственных спутников, которые могли бы действовать как внеземные радиорелейные станции, обеспечивающие всемирное покрытие. Своей идеей он предвосхитил появление спутниковой связи и системы глобальной спутниковой навигации (смотри статью «Телекоммуникационные сети: история появления, разновидности»).

1947

Джон Бардин и Уолтер Браттен, члены команды под руководством Уильяма Шокли в американской компании Bell Labs, создают первый транзистор. Данное событие стало рождением твердотельной электроники (смотри статью «Что такое полупроводник?»).

В Соединённых Штатах Америки Дугласом Рингом и Рэем Янгом из Bell Labs разработана концепция сотовой радиосвязи для телефонов в транспортных средствах. Она определяет структуру, которая обеспечивает экономию за счёт повторного использования частот и методов передачи по мере перемещения транспортного средства географически между сотами. Эта концепция станет основой всех мировых сетей мобильной телефонной связи.

1948

Американский учёный Клод Шеннон из Bell Labs считается основателем теории информации. Шеннон публикует статью «Математическая теория связи», основанную на работе Гарри Найквиста. Теория Шеннона устанавливает необходимые условия для дискретной последовательности выборок, чтобы захватить всю необходимую информацию в непрерывном аналоговом сигнале с конечной полосой пропускания.

1949

Между Лондоном и телевизионным передатчиком BBC в Саттон-Колдфилде заработала микроволновая радиорелейная связь, работающая на частоте 900 мегагерц.

1951

Американский физик Чарльз Хард Таунс публикует концепцию мазера — эффективного генератора и излучателя радиоволн микроволнового диапазона.

1952

Заработала аналоговая микроволновая радиорелейная линия связи (РЛС) между Манчестером и Кирк О'Шоттсом около Эдинбурга. Работа ведётся на частоте в диапазоне 4 гигагерц.

1957

СССР запустил первый в мире искусственный спутник Земли. Началось освоение как космического пространства, так и спутниковой связи.

1958

Американский спутник SCORE (Signal Communication by Orbiting Relay Equipment) стал первым в мире спутником для передачи голосовой информации.

1959

В Великобритании запускаются службы беспроводной телефонии. Начало эры коммерческого использования сотовых сетей мобильной связи.

1960-e

Соединёнными Штатами Америки запускаются пассивные ретрансляторные спутники связи.

Разрабатывается лазер, способный генерировать узконаправленное когерентное излучение. Начинает прорабатываться вопрос о применении лазерного излучения для передачи информации.

В Великобритании начинают действовать системы пейджинговой связи.

1962

Запущен спутник TELSTAR — активный низкоорбитальный спутник, обеспечивающий прямую трансляцию телевидения между Европой и США.

1965

Запущен спутник системы Intelsat. Intelsat 1 стал первым коммерческим спутником, предоставляющим регулярные телекоммуникационные и вещательные услуги между США и Европой.

В Великобритании микроволновые радиорелейные системы образуют национальную сеть дальней связи, дополняющую магистральные кабели. Используемые для передачи как аналогового телевидения, так и телефонии, они работают в диапазонах сверхвысоких частот 4 и 6 гигагерц и имеют ретрансляторы, расположенные на расстоянии 30 миль друг от друга.

1966

Чарльз Као и Джордж Хокхэм из британского исследовательского центра STL (Standard Telephones Laboratories) публикуют статью, в которой предлагают использовать стеклянные волокна в качестве волноводов для оптической связи.

1967

Опубликованы планы создания сети, объединяющей сетевые узлы ARPA (Advanced Research Projects Agency) в США в сеть ARPANET. ARPANET впоследствии станет предтечей сети Internet.

1968

Дональд Дэвис из Национальной физической лаборатории Великобритании (NPL) предложил пакетную передачу данных в компьютерной сети. В США Пол Баран предложил похожую идею примерно в то же время. Пакетная передача данных стала ключевой для сети Internet.

1969

Сеть ARPANET начинает своё функционирование. Появление первой, ещё не глобальной, но уже не локальной вычислительной сети. Так началась цифровая эпоха.

Цифровая эпоха (с 1970-х и по настоящее время)

1973

Американская Motorola становится передовой компанией, разработавшей и представившей мобильный телефон. Мобильная связь становится хоть и дорогой, но широкодоступной.

1974

Архитектура протокола управления передачей (TCP), которая позволит различным компьютерным сетям взаимодействовать, опубликована в США Винтом Серфом и Робертом Каном. Позднее, в 1978 году, TCP будет разделён на две части — TCP (собственно сам Transmission Control Protocol) и IP (Internet Protocol). Стек протоколов TCP/IP станет ключевым фактором, обеспечивающим общедоступность сети Internet.

Продолжение. Часть 2 ...

Теги: #теория