150 жыл бұрын, 1858 жылы 16 тамызда Америка Құрама Штаттарының президенті Джеймс Бьюкенен патшайым Викториядан құттықтау жеделхатын алып, оған жауап ретінде хат жолдаған. Жаңадан төселген трансатлантикалық телеграф кабелі арқылы алғашқы ресми хабарлама алмасу Нью-Йорк Сити Холлында парад пен отшашумен белгіленді. Мереке осы себепті болған өрттің көлеңкесінде қалып, 6 аптадан кейін кабель істен шықты. Рас, бұған дейін де ол онша жақсы жұмыс істемеді - патшайымның хабарламасы 16,5 сағат ішінде жіберілді.
Идеядан жобаға
Телеграф және Атлант мұхиты туралы алғашқы ұсыныс кемелермен жеткізілетін хабарламалар Ньюфаундлендтен Солтүстік Американың қалған бөліктеріне телеграф арқылы жеткізілетін релелік схема болды. Мәселе аралдың қиын жерінде телеграф желісін салу болды.
Жобаға жауапты инженердің көмек сұрауы американдықты қызықтырдыкәсіпкер және қаржыгер Сайрус Филд. Жұмыс барысында ол мұхитты 30-дан астам рет кесіп өткен. Филд кезіккен сәтсіздіктерге қарамастан, оның ынта-жігері табысқа жетеледі.
Кәсіпкер трансатлантикалық ақша аудару идеясына бірден секірді. Импульстер реле арқылы қалпына келтірілетін жерүсті жүйелерден айырмашылығы, трансмұхиттық желі бір кабель арқылы өтуі керек болды. Филд Сэмюэл Морзе мен Майкл Фарадейден сигналды ұзақ қашықтыққа жіберуге болатынына кепілдік алды.
Уильям Томпсон 1855 жылы кері квадрат заңын жариялау арқылы бұған теориялық негіз берді. Индуктивті жүктемесіз кабель арқылы өтетін импульстің көтерілу уақыты L ұзындықтағы өткізгіштің RC уақыт тұрақтысымен анықталады, rcL2 тең, мұндағы r және c – кедергі. және тиісінше ұзындық бірлігіне сыйымдылық. Томсон сонымен қатар суасты кабельдік технологиясына үлес қосты. Ол айна гальванометрін жетілдірді, онда ток әсерінен болатын айнаның шамалы ауытқулары экранға проекциялау арқылы күшейтілді. Кейінірек ол қағаздағы сиямен сигналдарды тіркейтін құрылғы ойлап тапты.
Сүңгуір қайық кабелі технологиясы 1843 жылы Англияда гуттаперча пайда болғаннан кейін жетілдірілді. Малай түбегіндегі ағаштан алынған бұл шайыр тамаша изолятор болды, өйткені ол термопластикалық болды, қыздырылған кезде жұмсарады және салқындаған кезде қатты пішінге оралды, бұл өткізгіштерді оқшаулауды жеңілдетеді. Мұхит түбіндегі қысым мен температура жағдайында оның оқшаулау қасиетіжақсартылған. Гуттаперча 1933 жылы полиэтилен табылғанға дейін суасты кабельдері үшін негізгі оқшаулағыш материал болып қала берді.
Дала жобалары
Сайрус Филд 2 жобаны басқарды, олардың біріншісі сәтсіз аяқталды, ал екіншісі сәтті аяқталды. Екі жағдайда да кабельдер гуттаперчамен қоршалған және болат сыммен брондалған жалғыз 7 ядролы сымнан тұрды. Майланған қарасора коррозиядан қорғауды қамтамасыз етті. 1858 жылы кабельдің теңіз милі салмағы 907 кг болды. 1866 жылғы трансатлантикалық кабель салмағы 1622 кг/ миль болды, бірақ оның көлемі көп болғандықтан, суда салмағы аз болды. Созылу күші сәйкесінше 3 т және 7,5 т болды.
Барлық кабельдерде бір су қайтаратын өткізгіш болды. Теңіз суының кедергісі аз болғанымен, адасушы ағыстарға ұшырайды. Электр энергиясы химиялық ток көздерімен қамтамасыз етілді. Мысалы, 1858 жылғы жобада әрқайсысы 1,1 В болатын 70 элемент болды. Бұл кернеу деңгейлері дұрыс емес және абайсыз сақтаумен біріктіріліп, терең теңіз трансатлантикалық кабелінің істен шығуына әкелді. Айналы гальванометрді қолдану келесі желілерде төменгі кернеулерді қолдануға мүмкіндік берді. Қарсылық теңіз мильіне шамамен 3 Ом болғандықтан, 2000 миль қашықтықта, айна гальванометрі үшін жеткілікті миллиампер тәртібіндегі токтарды өткізуге болады. 1860 жылдары биполярлық телеграфтық код енгізілді. Морзе кодының нүктелері мен штрихтары қарама-қарсы полярлық импульстармен ауыстырылды. Уақыт өте келе дамыдыкүрделірек схемалар.
1857-58 және 65-66 экспедициялары
350 000 фунт стерлинг бірінші трансатлантикалық кабельді тарту үшін акцияларды шығару арқылы жиналды. Америка мен Ұлыбритания үкіметтері инвестицияның қайтарылуына кепілдік берді. Бірінші әрекет 1857 жылы жасалды. Кабельді тасымалдау үшін Агамемнон және Ниагара атты 2 пароход қажет болды. Электриктер бір кеме желіні жағалық станциядан салып, содан кейін екінші ұшын басқа кемедегі кабельге жалғайтын әдісті мақұлдады. Артықшылығы оның жағамен үздіксіз электр байланысын ұстап тұруында болды. Бірінші әрекет 200 миль теңізде кабель төсеу жабдығы істен шыққан кезде сәтсіз аяқталды. Ол 3,7 км тереңдікте жоғалған.
1857 жылы Ниагараның бас инженері Уильям Эверетт жаңа кабель төсеу жабдығын жасап шығарды. Айтарлықтай жақсарту кернеу белгілі бір шекке жеткенде іске қосылған автоматты тежеу болды.
Агамемнонды суға түсіре жаздаған қатты дауылдан кейін кемелер мұхиттың ортасында кездесіп, 1858 жылы 25 маусымда трансатлантикалық кабельді қайтадан тарта бастады. Ниагара батысқа, ал Агамемнон шығысқа қарай жылжыды. 2 әрекет жасалды, кабельдің зақымдануы үзілді. Оның орнына кемелер Ирландияға оралды.
17 шілдеде флот бір-бірін қарсы алу үшін қайтадан жолға шықты. Кішігірім ықыластардан кейін операция сәтті өтті. 5-6 түйін тұрақты жылдамдықпен жүріп, 4 тамызда Ниагара кірдіТринити шығанағында Ньюфаундленд. Сол күні Агамемнон Ирландиядағы Валентина шығанағына келді. Королева Виктория жоғарыда сипатталған алғашқы сәлемдемені жіберді.
1865 жылғы экспедиция Ньюфаундлендтен 600 мильде сәтсіз аяқталды және тек 1866 жылғы әрекет сәтті болды. Жаңа желідегі алғашқы хабарлама 1866 жылы 31 шілдеде Ванкуверден Лондонға жіберілді. Сонымен қатар 1865 жылы жоғалған кабельдің ұшы табылып, желі де сәтті аяқталды. Тасымалдау жылдамдығы минутына 6-8 сөз болды, бағасы $10/сөз.
Телефон байланысы
1919 жылы американдық AT&T компаниясы трансатлантикалық телефон кабелін тарту мүмкіндігін зерттеуді бастады. 1921 жылы Ки-Уэст пен Гавана арасында терең су телефон желісі тартылды.
1928 жылы Атлант мұхиты арқылы бір дауыстық арнасы бар қайталағышсыз кабель тарту ұсынылды. Ұлы депрессия кезіндегі жобаның жоғары құны (15 миллион доллар), сондай-ақ радиотехниканың жетілдірілуі жобаны тоқтатты.
1930 жылдардың басында электрониканың дамуы ретрансляторлары бар суасты кабель жүйесін жасауға мүмкіндік берді. Аралық байланыс күшейткіштерін жобалауға қойылатын талаптар бұрын-соңды болмаған, өйткені құрылғылар мұхит түбінде 20 жыл бойы үздіксіз жұмыс істеуі керек болды. Құрамдас бөліктердің, атап айтқанда вакуумдық түтіктердің сенімділігіне қатаң талаптар қойылды. 1932 жылы сәтті сынақтан өткен электр шамдары болды18 жыл бойы. Қолданылған радиоэлементтер ең жақсы үлгілерден айтарлықтай төмен болды, бірақ олар өте сенімді болды. Нәтижесінде TAT-1 22 жыл жұмыс істеді және бірде-бір шам істен шықты.
Тағы бір мәселе ашық теңізде 4 км-ге дейінгі тереңдікте күшейткіштердің төселуі болды. Қайталағышты қалпына келтіру үшін кеме тоқтатылған кезде, бұрандалы броньы бар кабельде бұралулар пайда болуы мүмкін. Нәтижесінде телеграф кабеліне арналған жабдықты сыйдыра алатын икемді күшейткіш қолданылды. Дегенмен, икемді қайталағыштың физикалық шектеулері оның сыйымдылығын 4 сымды жүйемен шектеді.
UK Post диаметрі және сыйымдылығы әлдеқайда үлкен қатты қайталағыштармен балама тәсіл әзірледі.
TAT-1 енгізу
Жоба Екінші дүниежүзілік соғыстан кейін қайта іске қосылды. 1950 жылы икемді күшейткіш технологиясы Ки-Уэст пен Гавананы байланыстыратын жүйе арқылы сыналған. 1955 және 1956 жылдың жазында Шотландиядағы Обан мен аралдағы Кларенвилл арасында бірінші трансатлантикалық телефон кабелі тартылды. Ньюфаундленд, қолданыстағы телеграф желілерінің солтүстігінде. Әрбір кабельдің ұзындығы шамамен 1950 теңіз милі болды және 51 қайталағыш болды. Олардың саны жоғары вольтты құрамдас бөліктердің сенімділігіне әсер етпестен қуат алу үшін пайдаланылуы мүмкін терминалдардағы максималды кернеумен анықталды. Кернеу бір ұшында +2000 В, екіншісінде -2000 В болды. Жүйенің өткізу қабілеті, оның ішіндекезек қайталағыштар санымен анықталды.
Ретрансляторлардан басқа шығыс-батыс желісінде 8 және батыс-шығыс желісінде 6 су асты эквалайзерлері орнатылды. Олар жиілік диапазонындағы жинақталған ығысуларды түзетті. 144 кГц өткізу жолағындағы жалпы жоғалту 2100 дБ болғанымен, эквалайзерлер мен қайталағыштарды пайдалану оны 1 дБ-ден азға дейін төмендетті.
Бастау TAT-1
1956 жылы 25 қыркүйекте іске қосылғаннан кейінгі алғашқы 24 сағат ішінде Лондон мен АҚШ-тан 588, ал Лондоннан Канадаға 119 қоңырау шалынды. TAT-1 трансатлантикалық желінің өткізу қабілетін бірден үш есеге арттырды. Кабельдік өткізу қабілеті 20-164 кГц болды, бұл 36 дауыстық арнаға (әрқайсысы 4 кГц) мүмкіндік берді, оның 6-ы Лондон мен Монреаль арасында және 29-ы Лондон мен Нью-Йорк арасында бөлінді. Бір арна телеграф және қызмет көрсетуге арналған.
Жүйе сонымен қатар Ньюфаундленд арқылы құрлық қатынасын және Жаңа Шотландияға сүңгуір қайық қосылымын қамтиды. Екі желі 14 UK Post әзірлеген қатты қайталағыштары бар 271 теңіз милі бір кабельден тұрды. Жалпы сыйымдылығы 60 дауыстық арна болды, оның 24-і Ньюфаундленд пен Жаңа Шотландияны байланыстырды.
TAT-1 үшін қосымша жақсартулар
TAT-1 желісі 42 миллион доллар тұрады. Бір арна үшін 1 миллион доллардың бағасы өткізу қабілеттілігін тиімдірек пайдаланатын терминалдық жабдықтың дамуын ынталандырды. Стандартты 48 кГц жиілік диапазонындағы дауыс арналарының саны азайту арқылы 12-ден 16-ға дейін ұлғайтылды.олардың ені 4-тен 3 кГц-ке дейін. Тағы бір жаңалық Bell Labs-те әзірленген уақытша сөйлеу интерполяциясы (TASI) болды. TASI сөйлеу кідірістерінің арқасында дауыс тізбектерінің санын екі есеге арттырды.
Оптикалық жүйелер
Бірінші мұхиттық оптикалық кабель TAT-8 1988 жылы пайдалануға берілді. Қайталағыштар оптикалық сигналдарды электрлік сигналға және керісінше түрлендіру арқылы импульстарды қалпына келтірді. Талшықтардың екі жұмыс жұбы 280 Мбит/с жылдамдықпен жұмыс істеді. 1989 жылы осы трансатлантикалық интернет кабелінің арқасында IBM Корнуолл университеті мен CERN арасындағы T1 деңгейіндегі байланысты қаржыландыруға келісті, бұл ерте Интернеттің американдық және еуропалық бөліктері арасындағы байланысты айтарлықтай жақсартты.
1993 жылға қарай бүкіл әлемде 125 000 км-ден астам TAT-8 жұмыс істеді. Бұл көрсеткіш аналогтық суасты кабельдерінің жалпы ұзындығына дерлік сәйкес келді. 1992 жылы ТАТ-9 қызметке енді. Әрбір талшықтағы жылдамдық 580 Мбит/с дейін ұлғайтылды.
Технологиялық жетістік
1990 жылдардың аяғында эрбий қосылған оптикалық күшейткіштердің дамуы суасты кабельдік жүйелерінің сапасында кванттық секіріске әкелді. Толқын ұзындығы шамамен 1,55 микрон болатын жарық сигналдарын тікелей күшейтуге болады, ал өткізу қабілеті енді электроника жылдамдығымен шектелмейді. Атлант мұхиты арқылы ұшатын бірінші оптикалық жақсартылған жүйе 1996 жылы TAT 12/13 болды. Екі жұп талшықтардың әрқайсысында тасымалдау жылдамдығы 5 Гбит/с болды.
Заманауи оптикалық жүйелер осындай үлкен көлемдерді беруге мүмкіндік бередіартық болуы маңызды болып табылатын деректер. Әдетте, TAT-14 сияқты заманауи талшықты-оптикалық кабельдер сақина топологиясының бөлігі болып табылатын 2 бөлек трансатлантикалық кабельдерден тұрады. Қалған екі жол Атлант мұхитының екі жағындағы жағалау станцияларын байланыстырады. Деректер сақинаның айналасында екі бағытта жіберіледі. Үзіліс болған жағдайда сақина өздігінен түзетіледі. Трафик қызмет көрсету кабельдеріндегі қосалқы талшық жұптарына бағытталады.
