Telekomunikace

Počátky

Historie telekomunikace se začala psát počátkem 19. stolí, když v roce 1837 sestrojil Samuel Morse první telegraf, který fungoval na principu propojení dráty. Následovaly první pokusy o přenos zvuku zakončené vynálezem rádia,radiotelefony až nakonec v roce 1973 firma Bell a Motorola sestavila první bezdrátový mobilní telefon Dynatac.


Dynatac

Telegrafy

Telegrafie je telekomunikační metoda umožňující přenést obsah textových zpráv na velkou vzdálenost. Za počátky telegrafie lze považovat i kouřové signály či bubny označované jako tam-tamy.

V roce 1684 představil Robert Hook první optický telegraf. Stalo se tak na přednášce pro Londýnskou královskou společnost. Předvedl posluchačům zařízení ve tvaru dřevěné brány, s trojúhelníkovým terčem, posouvaným a natáčeným soustavou lan a kladek. Polohám trojúhelníku přiřadil písmena a číslice. Bylo tak možno signalizovat na dlouhou vzdálenost. Jeho myšlenka se však neujala.

První telegraf, který se skutečně používal, byl sestaven v roce 1793 francouzem Claudem Chappem, který veřejnosti představil svůj semaforový telegraf. Systém se skládal z věží, na nichž byla na stožáru umístěna pohyblivá ramena. Kombinací natočení ramen bylo možno zakódovat až 196 různých znaků. Věže byly postaveny na dohled a vzájemně si předávaly zprávy. Trasy tohoto telegrafu po Francii byly později dlouhé stovky kilometrů.

První prakticky využitelný telegraf, založený na elektromagnetickém principu, sestrojil Carl Friedrich Gauss a Wilhelm Eduard Weber v roce 1836 v Mnichově. Další typ vytvořili Sir Charles Wheatstone a William Fothergill Cooke v Anglii. Jejich systém využíval jako detektor zmagnetizované jehly vychylované proudem v blízkých vodičích. V roce 1839 byl tento systém poprvé použit na železnici.

Dne 25. května 1844 odeslal americký malíř Samuel Morse historicky první zprávu "Co stvořil Bůh na světě nejkrásnějšího?" z Washingtonu do Baltimoru (asi 50 km). Završil tak 12 let svých pokusů a vývoje a vytvořil tak Morseův telegraf - komunikační prostředek, který byl využíván dalších více než 100 let. Morseův telegraf využívá pro přenos informace pouze dva stavy vysílače resp. zdroje signálu (např. svítí / nesvítí, vysílá / nevysílá). Stavy se střídají tak, že je možné je ve výsledku vnímat lidskými smysly (typicky zrak, sluch) jako sérii mezer, teček a čárek a následně dekódovat do jednotlivých písmen abecedy, číslic a dalších znaků.

Velký boom v poštovním styku umožnila radiotelegrafie, protože odstranila kabely jako extrémně limitující faktor rozvoje sítě. V tuto chvíli bylo možné prakticky okamžitě zřídit telegrafní pracoviště a přijmout (ale i vyslat) zprávu v kterémkoliv místě v dosahu vysílače. Obsluha radiotelegrafní stanice byla ale náročnější, než obsluha stanice propojených kabely. Zatímco kabelogramy se automaticky zapisovaly na papírovou pásku a bylo možné je číst se zpožděním a originál zprávy archivovat, u radiotelegrafního spojení musel být operátor přítomen a musel být schopen v reálném čase zprávu vysílanou v Morseově abecedě dekódovat a zapisovat.

Rozvoj nových technologií umožňujících dopravování zpráv však postupně vytlačil i bezdrátovou telegrafii. Byla částečně nahrazena radiofonickými a telefonickými zprávami umožňujícími vyšší přenosovou rychlost. To byl také směr, kterým se telegrafie začala ubírat. Znovu se začalo experimentovat s vícestavovými systémy, tzv. tónová telegrafie, která umožnila dopravovat zprávy rychleji a po jednom vedení i více zpráv. Téměř definitivní upuštění od bezdrátové telegrafie v komerční komunikaci nastal rozvojem datových (digitálních) druhů provozu jako např. telexu (dálnopisu) a později telefaxu.


Telegraf

Fax

Fax, správně telefax či telefaxový přístroj, je zařízení umožnující přenos statického obrazu. Fax skenuje psaný text nebo obrázek z papíru, rozkládá jej na body (pixely) a pošle jej v binární formě pomocí telefonní linky na jiný faxový přístroj. Ten zprávu přijme a vytiskne její kopii na papír nebo ji uchová elektronicky. Faxový přístroj využíval většinou tepelného tisku na teplocitlivý papír, postupem času se ale více rozšířily faxy které využívaly inkoustový nebo laserový tisk. Klasické faxové přístroje spotřebovávaly mnoho papíru a proto byly nakonec téměř úplně vytlačeny elektronickou poštou.

Za vynálezce faxu je považován Skot Alexander Bain, který svůj "záznamový telegraf" patentoval už 27. května 1843.



Pevná linka

V systému s místní baterií obsahoval telefon baterii, sluchátko s mikrofonem a ruční induktor s kličkou, kterým se generoval signál vyzvánění u druhého účastníka nebo v manuální ústředně. Žádané číslo sdělil volající účastník operátorce v ústředně, která ručně na panelu propojila oba účastníky kablíkem. Tento systém se dlouho používal na železnici a v armádách.


Švédský telefon pro manuální ústředny z roku 1896

Elektromechanický telefon pro pevnou síť s ústředním napájením a automatickou pulzní volbou se k ústředně připojuje dvojicí vodičů. Hlavní části přístroje jsou uhlíkový mikrofon a elektromagnetické sluchátko, obvykle uložené ve společné rukojeti a spojené s přístrojem vícežilovým kabelem. Vlastní přístroj obsahuje několik přepínačů, zvonek a otočnou číselnici pro automatickou volbu. Je-li sluchátko zavěšeno ve vidlici, je do vnějšího obvodu zapojen zvonek, který signalizuje příchozí hovor. Jakmile se sluchátko zvedne, je do obvodu zapojeno sluchátko a mikrofon, takže účastníci mohou hovořit. Pro výchozí hovor uživatel na otočné číselnici postupně volí žádané číslo účastníka.


Telefon W28 s číselnicí a pulzní volbou - Siemens 1925.

Od druhé poloviny 20. století se v telefonech začaly používat digitální elektronické prvky, což umožnilo řadu dalších zdokonalení. Pulzní volbu mohla nahradit tónová volba a otočnou číselnici nahradila tlačítka. Volené číslice se ukládají do paměti přístroje a teprve celá volba se najednou odvysílá jako posloupnost krátkých pulzů o různém kmitočtu. To je jednak spolehlivější, jednak se tím zvýšila průchodnost ústředny. Po drátech se tak přenášejí pouze akustické signály a přístroj nemusí být s ústřednou galvanicky propojen, což umožnilo dálkové přenosy bezdrátovou cestou.Od druhé poloviny 20. století se v telefonech začaly používat digitální elektronické prvky, což umožnilo řadu dalších zdokonalení. Pulzní volbu mohla nahradit tónová volba a otočnou číselnici nahradila tlačítka. Volené číslice se ukládají do paměti přístroje a teprve celá volba se najednou odvysílá jako posloupnost krátkých pulzů o různém kmitočtu. To je jednak spolehlivější, jednak se tím zvýšila průchodnost ústředny. Po drátech se tak přenášejí pouze akustické signály a přístroj nemusí být s ústřednou galvanicky propojen, což umožnilo dálkové přenosy bezdrátovou cestou.



Mobilní telefony

Přestože vynález bezdrátové telefonie spadá již do konce 19. století, první mobilní telefony pro veřejnost se začaly objevovat až v 50. letech 20. století v USA a byly zpočátku prodávány jako vybavení automobilů. Až v průběhu 70. let se objevily první skutečně přenosné (ale zdaleka ne kapesní) přístroje. Ještě při vývoji systému GSM v 80. letech 20. století se předpokládalo, že mobilní telefony bude i ve vyspělých zemích používat pouze malá část obyvatelstva. Díky výraznému poklesu cen tarifů a dostupnosti předplacených karet došlo k takovému rozšíření mobilních telefonů, že počet mobilních účastníků je srovnatelný s počtem obyvatel Země a mnohonásobně překonal počet účastníků pevných telefonních sítí.


Telefon Nokia 5110 z roku 1998.

Rozhlas

Hovorově zvaný rádio, je telekomunikační zařízení určené pro jednosměřný přenos zvuku na dálku. Obvykle se k přenosu používají radiové vlny a to jak z pozemních, tak ze satelitních vysílačů. (V dřívějších dobách se používalo i kovové vedení).

Historie rozhlasu sahá do roku 1893, kdy Nikola Tesla poprvé veřejně demonstroval rádio a radiové spojení. O dva roky později pak Alexandr Stěpanovič Popov zkonstruoval první bezdrátovou telegrafickou stanici za využití hromosvodu jako antény. V roce 1896 pak Guglielmo Marchese Marconi dokázal telegrafovat na vzdálenost přes tři kilometry. Prvním velkým milníkem fuknce rádia jako takového byl rok 1910, kdy se uskutečnil první rozhlasový přenos z Metropolitní opery v New Yorku. V roce 1992 pak anglické BBC zahájilo pravidelné rozhlasové vysílání a o rok později pak dne 18. května v Kbelích začal vysílat první český rozhlas Radiojournal.


Hlasatelna brněnského rozhlasu v roce 1928.

Ing. Zdeněk Holemář

Pedagog odborných předmětů z oblasti elektrotechniky.

Více...

Radka
Křížová

Studentka čtvrtého ročníku oboru elektrotechnika.

Více...

Kryštof
Matula

Student čtvrtého ročníku oboru elektrotechnika.

Více...

Stanislav Punčochář

Student čtvrtého ročníku oboru elektrotechnika.

Více...