Сколько разговоров влезет в один телефонный кабель? Технологии, меняющие мир

Говорят, средневековые схоласты любили споры на тему «Сколько мириадов ангелов могут разместиться на кончике иглы». Для связистов гораздо важнее решение проблемы: сколько телефонных разговоров могут поместиться в кабель… Точнее, такая проблема была актуальна лет 100 назад. Сейчас речь идет о том, сколько десятков гигабит в секунду может передать данный оптический кабель.

О том, сколько это сотен тысяч телефонных разговоров, уже никто даже не думает. Но посчитать можно. Если 64 килобит в секунду — один телефонный разговор, то 40 гигабит в секунду, это… чуть больше 655.000 телефонных разговоров. Одновременно. По одному оптическому кабелю.

«Вначале было слово»… Нет, не так. Вначале была пара. Два провода. Ее зовут «витой парой» — те, кто ее еще используют. Этой самой витой парой каждый стационарный телефон соединяется с АТС. Почему витой? Когда провода скручены, то уменьшаются наводки от одного провода на другом, и наоборот. Ведь надо же передавать по возможности чистый звук, а не помехи от себя самого.

Разумеется, соединение это происходит не напрямую. Тут в дело вступает удобство эксплуатации. Поэтому от АТС провода идут к некоему устройству, называемому «аналоговый кросс», которое обеспечивает присоединение абонентских проводов от АТС к проводам, впоследствии объединяющимся в многожильные кабели, идущие от АТС к разным распределительным шкафам уже непосредственно в домах, откуда потом уже каждая отдельная пара идет к своему телефону.

А в самом начале телефонизации эти самые пары «вились» от коммутатора до самого телефонного аппарата. Ну и проводов же было! Ну, пока абонентов было мало, это было терпимо. А вот когда их стало не 10−20, а сотни и тысячи, когда к одному зданию надо было тянуть сотню, а то и несколько сот проводов (я имею в виду — пар проводов), а еще все это провести от коммутатора к телефону, от столба к столбу… И самое умное, что люди сумели придумать сразу — это сделать кабель не на одну витую пару, а на много-много витых пар. Вот так — закопали в землю толстый кабель от АТС до дома, а в том кабеле разместились десятки, даже сотни витых пар.

В настоящее время рекордом является кабель на 4000 витых пар. В одном толстом кабеле находятся 8000 тончайших медных проводков по 0,32 мм толщиной, причем каждый провод имеет изоляцию толщиной всего в 0,08 мм из полиэтилена.

Однако это паллиативное и очень дорогое решение. Сегодня оно используется только для «разводки» от АТС до абонентов. А ведь нужна еще и связь между АТС, для обеспечения работы всей телефонной сети. Инженеры подумали-подумали… И вдруг оказалось, что решение уже давно придумано и запатентовано. Это — коаксиальный кабель. Если вы не знаете что это такое — посмотрите на антенну вашего телевизора. Ваша антенна — коаксиальный кабель.

Коаксиальный кабель был изобретен и запатентован в XIX веке, а использовать его для связи начали с 1930-х годов. Название происходит от латинского «co-axis», или «со-осный». Внутри — проводник, затем изолятор, а сверху — цилиндрический второй проводник и снова изолирующая оболочка. Изобрел его, кстати, английский физик Оливер Хевисайд, да-да, тот самый Хевисайд, который почти обнаружил слой Хевисайда в атмосфере Земли, отражающий радиоволны. Слой он не открыл, а только предсказал. И название официальное он носит «слой Кеннелли-Хевисайда».

Встал вопрос о том, как бы вначале сжать несколько телефонных разговоров в один кабель — чтобы протянуть только один кабель, а потом, на другом конце — как бы их разделить. Между АТС связь осуществляется уже не в аналоговом формате обычной витой пары, а через цифровые линии стандарта Е1. Если для качественного телефонного разговора необходимо 64 килобита в секунду, то линия Е1 передает 2 мегабита в секунду, объединяя в одном пакете 30 телефонных разговоров и еще 2 служебных канала, обеспечивающих надежность передачи. Перевод из аналога в цифру осуществляется аппаратурой АТС. Коаксиальный кабель позволяет передавать до 300 мегабит в секунду, т. е. — до 150 каналов Е1 в одном кабеле.

В наше время на главных магистральных кабелях давно уже используются оптические кабели. Они пропускают уже не сотни или тысячи телефонных разговоров, а десятки гигабит в секунду. При этом очевидно, что оптические волокна имеют еще огромный резерв развития — постоянно появляются новинки, позволяющие увеличить передающую способность оптических кабелей.

Единственный минус у всех кабелей связи — то, что сигнал, идущий по ним, затухает довольно быстро. Поэтому каждые 50−70 километров на линии связи должен быть построен узел, в котором специальное оборудование усилит сигнал и передаст его дальше.