Цифровая революция: истоки. Оптический телеграф братьев Шапп. Оптический телеграф в России.

Введение

С древности у людей возникла необходимость поддерживать связь между собой. Первые охотники начали пользоваться рогами животных и морскими раковинами для передачи сигналов. На смену им пришли звуковые устройства типа барабанов, а в дальнейшем человечество стало использовать факелы и костры. Одним из первых технических средств можно назвать водяные часы, так называемые клепсидры. Это сообщающиеся сосуды, которые имели разметку с названиями команд. Связь в данном случае происходила по принципу синхронной видимости команд. Долгое время люди пользовались традиционными в те времена почтовыми сообщениями. Эволюция ворвалась в мир связи в XVII веке. Именно тогда общество задумалось о способах ускорения подачи сообщений и изобретении средств связи. Все это обуславливает актуальность работы.
Целью данной работы является изучение оптического телеграфа братьев Шапп, а также оптического телеграфа в России.
В ходе поставленной цели были выделены следующие задачи:
-Рассмотреть историю создания телеграфа Шаппа, биографию изобретателя;
-Проанализировать историю оптического телеграфа в России.


1 ОПТИЧЕСКИЙ ТЕЛЕГРАФ БРАТЬЕВ ШАПП
1.1 Биография создателя
Клод Шапп д'Аутерош родился в Брулоне, Франция, в 1763 году. Клод Шапп изначально планировал карьеру в качестве члена духовенства, но Французская революция изменила свои проекты. Затем он сосредоточился на научной работе, включая передачу сообщений на большие расстояния. Большая часть его работы была сделана с его братьями. [1,c.32]
Вскоре они обнаружили, что сложные сообщения могут быть отправлены с использованием комбинаций простых сигналов. В 1791 году была разработана и успешно использована первая версия оптического семафора.
Однако понадобится еще несколько лет, чтобы улучшить дизайн семафора и процедуру кодирования, в то время как братья предприняли усилия, чтобы получить поддержку от новых властей. В 1794 году Клод Шапп был окончательно назначен на государственную зарплату.
На этом этапе стоит помнить, что слово телеграф происходит от французского télégraphe. Сначала Клод Шапп хотел назвать свое изобретение тахиграфом от греческого «быстрый писатель», но ему посоветовали принять решение в пользу телеграфа.
Клод Шапп покончил жизнь самоубийством в 1805 году, когда его изобретение уже было успешным, чтобы избежать «жизненных забот», таких как критика и претензии со стороны других изобретателей и конкурентов. После его смерти его братьям Аврааму, Игнасу и Пьеру будет поручено организовать и возглавить администрацию телеграфа.
1.2 Описание телеграфа Шаппа
После ранних разработок с использованием синхронизированных часов и неудачной попытки использовать электричество в качестве среды для передачи (поскольку не удалось найти эффективный изолятор для электрических проводов), Шапп изобрел семафор. Предварительные эксперименты, проведенные в 1792 году, убедили Клода Шаппа и его трех братьев в том, что линейные рычаги были более заметны на расстоянии, чем семафор затвора. [6,c.17]
Таким образом, окончательная конструкция состояла из длинной (4 м х 30 см) вращающейся штанги (регулятор) с двумя меньшими вращающимися рычагами (индикаторами) на концах, уравновешенными металлическими грузиками. Хотя регулятор может быть ориентирован горизонтально, наклонно или вертикально, индикаторы могут быть независимо ориентированы в одной из семи позиций на 45 градусов друг от друга, что дает 98 комбинаций.
Регулятор и индикаторы были окрашены в черный цвет, чтобы увеличить контраст на фоне неба.
Авраам-Луи Бреге, известный производитель часов, спроектировал и создал механизм управления, позволяющий оператору с помощью уменьшенной модели телеграфа дистанционно выровнять полноразмерную модель изнутри здания, используя шкивы и веревки.
1.3 Сеть телеграфа
Трасса длиной около 230 км между Парижем и Лиллем была первой в своем роде

. Она была завершена за семь месяцев и начала функционировать в мае 1794 года. Вторая линия, от Парижа до Страсбурга, была завершена в 1798 году. В 1799 году Наполеон Бонапарт захватил власть и вскоре распорядился расширить сеть для подготовки позднее забытого вторжения в Англию.
Линия состояла из станций, расположенных на расстоянии примерно 10-15 км друг от друга, либо с использованием колокольни или церковных башен для размещения телеграфа, либо с помощью строительства новых зданий. На каждой станции два оператора управляли телеграфом. Операторы знали только контрольный код. Длинные строки были разделены на более короткие разделы, на концах которых сообщения были декодированы, записаны в книгах, очищены от ошибок передачи, если это было необходимо и возможно, а затем закодированы и переданы снова. Это соответствует тому, что делается сегодня на терминальном оборудовании, выполняющем обнаружение и исправление ошибок.
Примерно в 1800-х годах четыре линии соединяли Париж с крупными городами: это было началом настоящей сети. Новые линии будут построены до 1846 года. [4,c.275]
На рисунке ниже показано полное расширение телеграфной сети. Стоит отметить, что все эти линии не работали одновременно, например, линии в Италии, Бельгии, Германии и Голландии, которые исчезли после падения Наполеона.

Рис 1. Схема покрытия телеграфа
Возможность двусторонней связи была, конечно, обязательной, и управляющие сигналы использовались для указания степени приоритета для обработки сообщений, передаваемых в противоположных направлениях. Были использованы два уровня приоритета: «активность» («activité») и «приоритет» («срочность»), учитывая тот факт, что сообщения из Парижа имели приоритет над другим происхождением эквивалентного уровня приоритета. Также использовались методы контроля скорости и коды, запрашивающие некорректную отправку искаженной информации.
Во время правления Луи-Филиппа (1830-1848) упрощенная версия (только индикаторы вращались и тяжелый регулирующий луч был зафиксирован в горизонтальном положении) телеграфа Шаппа была установлена в Алжире (три линии) и Марокко, которыми в то время управляла Франция.
1.4 Закат эры оптического телеграфа
Во Франции в 1846 году было принято решение заменить оптический телеграф электрическим. Для сравнения: первая установка электрического телеграфа была сделана в 1837 году в Англии. Превосходство новых методов, таких как электрический телеграф было неоднозначно для Франции. В случае установки нового телеграфа требовалось физическое соединение между станциями, что, по-видимому, было недостатком, учитывая саботаж. Франция не хотела отказываться от старой технологии, в области которой она руководила.
Удивительно, но на первых порах электрический телеграф во Франции будет состоять из небольшой электрически активированной копии телеграфа Шаппа, коды которой передавались с помощью электричества. Они будут заменены телеграфом Морзе в 1855 году.

2 ОПТИЧЕСКИЙ ТЕЛЕГРАФ В РОССИИ
В конце 1794 года Кулибин закончил разработку своего очередного изобретения, которое он назвал "дальноизвещающей машиной".
Это изобретение было семафорным телеграфом, который не отличался значительно от разработки братьев Шапп