Телефон и радио появились не одновременно и решали разные задачи. Телефон Александра Белла в 1876 году передавал форму звуковых колебаний электрическим сигналом по проводу. Радио выросло из открытия электромагнитных волн и научилось переносить сначала телеграфные импульсы, а затем голос без провода. Оба изобретения были итогом работы многих исследователей.
Телеграф подготовил новую связь
Электрический телеграф передавал условные знаки: оператор замыкал цепь, а приёмник отмечал импульс. К середине XIX века города связывали тысячи километров проводов. Следующим шагом стала попытка посылать несколько сообщений по одной линии, а затем передавать не код, а саму форму речи.
Телефон должен непрерывно превращать изменение давления воздуха в изменение электрического сигнала. История предшественника подробно раскрыта в статье об изобретении телеграфа.
Кто работал над телефоном
Антонио Меуччи создавал устройства для передачи голоса и в 1871 году подал патентное предуведомление. Иоганн Филипп Рейс демонстрировал аппарат, способный плохо передавать речь. Элиша Грей разрабатывал похожий жидкостный передатчик.
Белл получил патент США 7 марта 1876 года, а 10 марта передал Томасу Уотсону понятную фразу. Его заслуга не сводится к очередному опыту: вместе с помощниками он улучшил аппарат, публично его демонстрировал и построил жизнеспособную телефонную систему. Споры о приоритете показывают, что задача созрела сразу в нескольких лабораториях.
Как работает проводной телефон
Звуковая волна колеблет мембрану микрофона. В раннем жидкостном передатчике менялось сопротивление контакта, а в угольном микрофоне давление на гранулы меняло ток. На другом конце электромагнит двигал мембрану динамика, и она снова создавала звук.
Сначала каждый аппарат соединяли отдельной линией. Телефонная станция позволила оператору коммутировать абонентов, а автоматические станции заменили ручное соединение. Усилители и кабели сделали возможными междугородние разговоры.
От волн Герца к радиотелеграфу
Джеймс Клерк Максвелл теоретически описал электромагнитные волны, а Генрих Герц в 1880-х получил и обнаружил их в лаборатории. Для связи требовалось увеличить расстояние, создать чувствительный приёмник, антенну и надёжную сигнализацию.
В 1890-х Александр Попов демонстрировал приём электромагнитных импульсов и применял антенну. Гульельмо Маркони построил практическую коммерческую систему беспроводного телеграфа, получил патенты и увеличивал дальность. Назначение единственного «изобретателя радио» зависит от того, что считать решающим моментом: опыт, передачу сообщения, патент или работающую сеть.
Развёрнутая история ранних опытов приведена в статье «Когда появилось радио».
Когда по радио заговорили
Искровой передатчик создавал короткие импульсы и подходил для азбуки Морзе, но не для непрерывного звука. Голос и музыка требуют несущей волны, амплитуда или частота которой меняется в соответствии с аудиосигналом. Генераторы незатухающих волн, электронные лампы и усилители сделали радиотелефонию практичной.
В начале XX века прошли экспериментальные передачи речи и музыки, а в 1920-х возникло регулярное радиовещание. Радио превратилось из связи «точка – точка» в массовое средство, где один передатчик обслуживает множество приёмников.
Общий путь к мобильной связи
Телефонная сеть научилась находить нужного абонента и соединять разговор, радио – передавать сигнал движущемуся приёмнику. Сотовая система объединила эти принципы: территорию делят на ячейки, частоты используют повторно, а сеть передаёт соединение между базовыми станциями. Этот механизм объясняет статья о работе сотовой сети.
Сегодня голос обычно оцифровывается, сжимается и передаётся пакетами. Но фундаментальная задача остаётся прежней: точно представить звуковую волну электрическим сигналом, доставить его по проводу или радио и восстановить речь у собеседника.
