Если группу компьютеров и их периферийных устройств соединить линиями связи — например, телефонными проводами или кабелями, то образуется компьютерная сеть. Включив в неё свой компьютер, можно получить информацию, хранящуюся в любом другом компьютере той же сети. Или передать информацию из своего компьютера в другой без пересылки дискеты. Удобно? Очень! Поэтому за последние 30 лет XX в. в мире создано необозримое множество разнообразных компьютерных сетей, отличающихся друг от друга способом связи, количеством и расположением включённых в них устройств. Всё это сложное техническое хозяйство сегодня стремительно развивается.
Различают локальные и глобальные компьютерные (или вычислительные) сет. Локальная вычислительная сеть (ЛВС) состоит из небольшого числа компьютеров, принтеров и других устройств, расположенных на сравнительно ограниченной территории (обычно на одном предприятии). Основным назначением ЛВС является совместное использование дорогостоящих периферийных устройств — скоростных лазерных принтеров, дисков, содержащих большой объём информации, и т. д. Кроме того, ЛВС позволяет централизованно установить и настроить
общее для всех компьютеров сети программное обеспечение. ЛВС стали для многих воротами в
Интернет.
Компьютерные сети могут использоваться и для решения более сложных задач. Например, для
распределённых вычислений, когда трудоёмкая задача разбивается на части и решается
параллельно и согласованно сразу на нескольких компьютерах сети, действующих как один
мощный компьютер.
Компьютеры ЛВС связаны кабелями (их наиболее распространённые типы — витая пара,
волоконно-оптические и коаксиальные кабели).
Кабели соединяются с компьютером через сетевые адаптеры (от лат. adaptacio —
«приспособление»).
Отдельные ЛВС объединяют друг с другом, создавая глобальные сети. Однотипные ЛВС,
действующие по одинаковым правилам (протоколам) взаимодействия между компьютерами,
соединяют с помощью специальных устройств — мостов, а разнотипные — посредством
межсетевых шлюзов. Всемирно известный Интернет, кстати сказать, является именно такой сетью сетей. Мосты и шлюзы — это обычные компьютеры, но снабжённые специальным
программным обеспечением и дополнительным оборудованием.
Компьютерные сети могут включать в себя как постоянные каналы связи (кабельные линии или
радиоканалы), так и временные (например, телефонные). Для приёма и передачи данных
компьютером по телефонным линиям требуется особое техническое устройство — модем
(модулятор/демодулятор).
В компьютерных и телефонных сетях используются принципиально разные методы передачи
информации. В телефонной связи применяется метод коммутации каналов. Это означает, что
между вызывающей и вызываемой сторонами образуется линия связи путём соединения
идущих к ним проводов на коммутаторах телефонных станций. Эта линия связи сохраняется
столько времени, сколько потребуется. Метод коммутации каналов сравнительно прост, но для
компьютерной сети неэффективен: линия полностью занята на неопределённо долгий срок, причём независимо от того, передаются по ней какие-нибудь данные или нет. Компьютеры же часто обмениваются сравнительно небольшими объёмами информации, и подготовка соединения может занять больше времени, чем передача и приём самого сообщения.
В компьютерных сетях используется метод коммутации пакетов. Отправляемое компьютером сообщение разбивается на маленькие фрагменты — пакеты. Они снабжаются специальными кодами, указывающими, куда и от кого идёт пакет, какой частью какого сообщения он является. Затем пакет отправляется в независимое от других пакетов путешествие по сети, выбирая наименее загруженные её участки. Принимающий компьютер реконструирует исходное сообщение из набора прибывших к нему пакетов. Пакетно-коммутационные сети работают быстро и эффективно, но требуют достаточно мощных компьютеров и соответствующего программного обеспечения для управления процессом приёма-передачи данных.
Поскольку локальные и глобальные сети объединяют самые разные типы компьютеров и других устройств, для организации взаимодействия между ними приходится использовать особые протоколы связи. Общепризнанный стандарт межкомпьютерной связи — комплект аппаратных и программных протоколов, известный как эталонная модель ISO/OSI, т. е. модель, утверждённая Международной организацией стандартизации (ISO) для описания взаимодействия открытых систем (OSI).
Эталонная модель ISO/OSI — это идеализированная многоуровневая схема интерфейсов и протоколов сетевого взаимодействия компьютерных систем. Каждый уровень модели обозначает программные и принимающем компьютере данные передаются с уровня на уровень снизу вверх — от проводов
до, например, программы NetMeeting вашего собеседника.
Возможно, вы удивитесь, но эталонная модель ISO/OSI описывает и то, как работает старая
добрая почта. В самом деле, написав на листе бумаги письмо, мы вкладываем его в конверт.
Надписываем конверт, наклеиваем на него марку. Опускаем конверт в почтовый ящик. Письма
из ящика попадают в сортировочный центр, там их раскладывают по контейнерам. Контейнеры
грузятся в почтовый вагон поезда или на самолёт. В месте назначения контейнеры
распаковывают, развозят корреспонденцию по почтовым отделениям. Почтальон опускает ваше
письмо в почтовый ящик адресата. А тот достаёт из ящика конверт, из конверта — листочек...
Ваш адресат, таким образом, получил в точности то сообщение, которое вы ему послали.
Для того чтобы пакетная коммутация работала эффективно, пакеты передаваемой информации
не должны быть слишком большими. И действительно, IP-пакеты, используемые в Интернете,
могут содержать не больше 1500 байт информации, а пакеты в локальных сетях — ещё меньше
(напомним, что стандартная машинописная страница текста содержит 1800 символов, т. е. 1800
байт).
СЕТЬ СЕТЕЙ
Интернет (от англ. international — «международный» и net — «сеть») — это бурно растущая и
развивающаяся всемирная сеть компьютерных сетей (или, для краткости, просто Сеть; см.
статью «Компьютерные сети»). Она объединяет десятки тысяч локальных сетей, т. е. миллионы
больших и малых компьютеров. Услугами Интернета постоянно пользуется множество людей,
и их число непрерывно растёт.
Принято считать, что история Интернета началась в 1968 г., когда в США стали создавать
экспериментальную сеть ARPAnet. Она связала друг с другом самые разнотипные компьютеры,
которые использовались тогда в военно-промышленных исследованиях и разработках. Каждый
компьютер ARPAnet при необходимости мог связаться с любым другим, как равный с равным.
В то же время сеть проектировалась так, чтобы пользователи контактировали друг с другом, ничего не зная о её конфигурации, об исчезновении или о появлении в сети других компьютеров и каналов связи. Для установления контакта между компьютерами было достаточно их сетевого адреса. Поскольку ARPAnet готовили к работе и в военное время, сеть сделали устойчивой к различным повреждениям. ARPAnet — первая сеть, в которой использовались коммутация пакетов (см. статью «Компьютерные сети») и межсетевой протокол — IP (англ. Internet Protocol). По образцу ARPAnet начали создаваться другие сети, которые присоединялись к ней через так называемые шлюзы. Сеть разрасталась, сохраняя общее адресное пространство. В 1973 г. она превратилась в международную: в неё вошли компьютеры Великобритании и Норвегии. Примерно тогда же стало популярным и её название — Internet (с прописной буквы или со строчной, набранное кириллицей или латиницей).
В 80-х гг. XX в. Сеть развивалась под эгидой Национального научного фонда США (National Science Foundation NSF) До 1988 г. включительно Интернет был некоммерческим: он объединял только академические и государственные компьютерные сети. В 1989 г. в составе Интернета появилась и первая коммерческая организация — MCI Mail.

Возникает вполне резонный вопрос: если с диапазоном УКВ так много хлопот, то почему
телевизионный сигнал не передают на более длинных радиоволнах, которые вполне успешно
используются для передачи радиопрограмм?
Дело в том, что звуковая радиопередача требует довольно узкой полосы передаваемых частот:
для удовлетворительного звучания ей вполне достаточно 10 кГц. Для телевидения полоса частот
должна быть в несколько тысяч раз шире. Любое изображение представляет собой определённое сочетание световых пятен различной
формы и интенсивности. Чтобы передать чёткое изображение со всеми деталями, его нужно
разложить на множество мелких элементов. Для качественной передачи чёрно-белого
изображения необходимо около 100 тыс. элементов, а цветного — уже около 500 тыс.
Упорядоченные определённым образом элементы составляют формат изображения. Например,
100 тыс. элементов могут быть уложены в прямоугольники с разным соотношением числа
элементов по горизонтали и вертикали: например, 250 — в вертикальных и 400 — в
горизонтальных рядах.
В телевидении, как и в кино, принят формат кадра с наиболее удобным для глаза соотношением
сторон 4:3, т. е. на четыре единицы длины изображения приходится три единицы его высоты.
В компьютерах, где используются телевизионные мониторы, качество «картинки» принято
оценивать количеством пикселей, приходящихся на единицу площади изображения.
Таким образом, если разрешающая способность дисплея компьютера в передаче изображения
равна 800x600 пикселей, то по горизонтали оно будет передано 800 элементами, а по вертикали
— 600. Всего же в таком изображении будет 800x600 = 480 000 элементов, каждый их которых представляет определённое значение силы света в данной точке изображения.
Но проблема состоит в том, что каждому из 480 тыс. элементов «картинки» нужно поставить в соответствие определённый сигнал. Передать их одновременно по 480 тыс. каналов невозможно. Для того чтобы пропустить весь этот огромный поток информации через один канал — пару проводов, был выбран метод последовательной передачи сигналов. Импульсы тока для каждого элемента изображения следуют друг за другом серией, образуя видеосигнал. Элементы на экране телевизора загораются поочерёдно, но видим мы их все целиком благодаря инерции зрения, из-за которой изображение удерживается на сетчатке глаза в течение приблизительно 0,1 с. И если отдельные изображения — кадры — сменяют друг друга достаточно быстро, глаз воспринимает движущееся изображение как слитное. В отечественном, как и европейском, телевидении принята скорость 25 кадров в секунду, а в американском и японском — 30 кадров в секунду. Если в каждом кадре изображения содержится, например, 480 тыс. элементов, а в секунду передают 25 кадров, то получится 25x480 000 = 12 000 000 элементов изображения. Когда электрический ток, определяющий яркость элемента, принимает максимальное значение, элемент «включён» и светится, а когда минимальное — «выключен» и не горит. Таким образом, за один период полного колебания сигнала можно передать состояние двух рядом расположенных элементов изображения, один из которых светлый, а другой тёмный. Отсюда частота видеосигнала равна 12 000 000:2 = б 000 000 Гц, или 6 МГц (мегагерц). Это и есть полоса пропускания телевизионного канала — очень высокая частота, лежащая в диапазоне УКВ.

Ретрансляция — это последовательная пересылка сигнала от одного приёмника к другому.
Невысокая антенна, снабжённая электронной аппаратурой, принимает сигнал, усиливает его и
посылает дальше. Цепочка ретрансляторов может передать телевизионный сигнал на тысячи
километров.
Такой способ пересылки сигнала требует сотен антенн-ретрансляторов и обходится недёшево. К
тому же каждый ретранслятор вносит в сигнал свои искажения, которые в дальнейшем только
усиливаются. После освоения околоземного пространства в качестве ретрансляторов стали использовать
искусственные спутники Земли. Благодаря спутниковым системам связи и ретрансляции удалось
значительно улучшить передачу сигналов и охватить телевизионным вещанием огромные
территории.
Первыми советскими спутниками связи были «Молния-1» и «Экран». Вместе с 90 станциями
наземного базирования они образовали глобальную систему связи «Орбита», которая
обслуживает всю страну.

Почему же ARPAnet из экспериментальной военно-промышленной разработки превратилась во всемирную Сеть?
Интернет — коммуникационная (от лат. communico — «делаю общим», «связываю», «общаюсь») система: она обеспечивает общение и взаимодействие людей. Начав пользоваться новым средством связи, люди (вначале только учёные и инженеры, которые разрабатывали сети и экспериментировали с ними) вдруг обнаружили, что раньше испытывали недостаток общения. Обширные возможности Сети, в частности быстрый доступ к самой разнообразной и свежей информации, не только повышают конкурентоспособность организаций и отдельных работников. Интернет приносит удовольствие, о чём много пишут в специальных печатных изданиях и в многочисленных текстах, хранящихся в электронной форме в Сети. Но поверить в это, не испытав самому, очень трудно.
Радость «быть в Сети» приносил не только Интернет. До сих пор функционируют развивавшиеся параллельно другие всемирные сети, технически устроенные иначе, например вузовская сеть Bitnet и сеть FIDO, использующие обычные коммутируемые (от лат. commuto — «меняю») телефонные линии. Однако Интернет победил их, хотя и не стремился к этому. Его открытость для любых типов компьютеров и компьютерных сетей облегчала подсоединение к Сети, и она росла быстрее других. И чем больше становилась, тем большими информационными богатствами обладала, тем сильнее люди стремились войти именно в Интернет, а не в какую-либо иную сеть. Важную роль сыграли, конечно, надёжность и эффективность заложенных в Интернете сетевых технологий.
WWW — «ВСЕМИРНАЯ ПАУТИНА»
С начала 90-х гг. в Интернете работает так называемая всемирная паутина {англ. World Wide
Web, или WWW, или W ). Благодаря этой системе доступ к информационным богатствам Сети
получили и люди, далёкие от науки, неспециалисты. Интернет стал привлекателен для бизнеса.
В результате и без того стремительное развитие Сети ещё ускорилось. Слово «Интернет»
замелькало не только в научных публикациях, но и на страницах газет, журналов, в радио- и
телерепортажах.
А началось всё с того, что в 1989 г. Тим Бернерс-Ли, сотрудник Европейской лаборатории
ядерной физики (Женева), занимавшийся разработкой новых способов хранения больших
объёмов информации и обменом ею между учёными разных стран, предложил использовать
для доступа к ресурсам компьютерных сетей средства гипертекста (от греч. «хипе'р» — «над»,
«сверх» и «текст»).
Гипертекст — система, позволяющая быстро найти любую информацию в Интернете.
Выделенное в тексте особым образом (цветом, например) слово оказывается связкой с другим
источником информации. Чтобы перейти к нему, достаточно щёлкнуть кнопкой мыши на
выделенном слове или фрагменте текста.
Гипермедиа — следующая ступень развития идеи гипертекста. Гипермедиа-документ включает
в себя не только текст, но и аудио- и видеоизображения. Например, щёлкнув мышью на
выделенной точке географической карты, можно увидеть фотографии, видеофильм или текст,
рассказывающие об этой местности и её достопримечательностях.
Гипермедиа-документ чаще называют Web-страницей. Для её создания используется
специальный язык программирования — HTML (англ. Hyper-Text Mark-up Language — «язык
разметки гипертекста»). Выделенные фрагменты Web-страниц именуют гиперссылками. Любая
информация в WWW имеет уникальный адрес, по которому её можно найти, — URL {англ.
Uniform Resource Locator — «унифицированный указатель ресурса»), содержащийся в каждой
гиперссылке. В 1992 г. появились первые браузеры (от англ. browser — «обозреватель») — программы, облегчающие работу с гипертекстовой информацией. Именно браузеры сделали Интернет общедоступным источником знаний. Чтобы получить через Сеть информацию, до появления браузеров нужно было использовать множество различных сложных программ. Для управления каждой из них приходилось помнить и безошибочно вводить с клавиатуры специальные наборы команд. Разных программ требовали передача сообщений электронной почты, работа с документами и информацией, поиск в базах данных Gopher, получение файлов с FTP-узлов и т.
Д.
Браузеры превратились в единую оболочку для всех программ такого типа, а доступ к
информации и её обработка пользователем стали единообразными. Кроме того, поскольку браузеры работают в графическом режиме, практически исчезла необходимость вводить
команды с клавиатуры — достаточно щелчка мыши на нужном слове.
Развитие системы WWW происходило чрезвычайно быстро. Так, в июне 1993 г. в систему Web
входило лишь 130 узлов (компьютеров, использующих для предоставления своей информации
систему WWW). Но через год, в июне 1994 г., их стало 2738, в июне 1995 г. — 23,5 тыс., а в
июне 1996 г. — уже 230 тыс.! Сегодня многие не только не мыслят Интернет без Web, но и
путают их, полагая, что World Wide Web и есть Интернет.
Стандарты для «всемирной паутины» и соответствующих программных средств создаются
всем Интернет-сообществом под руководством международной организации — консорциума
World Wide Web, или, коротко, W3C
ЧТО ЖДЁТ ИНТЕРНЕТ В БУДУЩЕМ
Принято считать, что предел, к которому стремится Интернет, — это так называемая
информационная магистраль (англ. Information Highway). Уже в 10—20-х гг. XXI столетия она
свяжет линиями компьютерной связи каждого человека в мире со всеми остальными людьми и
организациями.
Не выходя из дому, можно будет поговорить, увидеться, вместе поработать над одной задачей с
коллегой, находящимся за тысячи километров; посмотреть в любое удобное время нужный
видеофильм; заказать и оплатить покупки; послать письмо; зарегистрировать автомобиль и т. д.
Иначе говоря, «информационная магистраль», вобрав в себя и развив уже существующие
средства связи, сократит пространство и время, разделяющие людей, и расширит доступный
каждому человеку мир до пределов земного шара. Причём любой человек сможет пользоваться
«информационной магистралью», как сегодня телефоном или телевидением.
Каким бы фантастичным это ни казалось, но уже теперь, в конце XX столетия, Интернет (а ему
суждено раствориться в будущей глобальной системе) в той или иной форме располагает всем
перечисленным. Проводятся видеоконференции, теле- и радиопередачи, есть свои почта и факс,
действуют электронные магазины... Однако пребывание в Сети не всегда доступно по цене,
получение нужной информации порой требует больших затрат времени. Словом, Интернет
должен развиваться и совершенствоваться, чтобы им действительно могли пользоваться все
желающие. К тому же сейчас информационные богатства Сети открыты в основном тем, кто
знает английский — язык межнационального общения в Интернете.

Прообразом современного карандаша считаются заострённые с обоих концов прутики, которые
обжигались без доступа воздуха в глиняном сосуде. В XII—XVI вв. во многих странах писали
уже стержнем (штифтом) из свинца (а чаще из его сплава с оловом) в металлической или
кожаной оправе. С тех пор в немецком языке слово «Bleistift» (Blei — «свинец» и Stift —
«штифт») означает «карандаш». След от свинцового карандаша был не очень ярок и легко
удалялся хлебным мякишем. Более чёткую, нестирающуюся линию оставлял при письме
серебряный стержень, однако доступен он был только богатым людям. В Италии в XV в. стали использовать глинистый сланец (горная порода чёрного цвета),
месторождение которого было найдено в Пьемонте. Однако «исписали» его очень быстро. Во
Франции чёрного камня не оказалось, и местные мастера изобрели смесь белой глины с сажей.
Получился так называемый парижский карандаш. Он вышел намного чернее итальянского и
меньше царапал бумагу.
В XVI в. в Англии были обнаружены залежи мягкого чёрного минерала — графита (от греч.
«гра'фо» — «пишу»). Первоначально находку оценили только крестьяне: они метили графитом
овец. Затем графитовые палочки, обмотанные бечевой, стали продавать в Лондоне. Писать ими
оказалось не очень удобно: с оболочкой они не скреплялись, а потому были очень хрупкими.
По специальному королевскому указу, дабы месторождение не истощилось, добывать графит
разрешалось только шесть недель в году, а за вывоз его из Англии полагалась смертная казнь.
Эксплуатацию месторождения удалось «растянуть» на двести лет.
Современный карандаш появился благодаря изобретению чеха Иозефа Гартмута. Он догадался
смешать молотый графит с глиной (твёрдость стержня зависит от их соотношения).
Тот же «рецепт», независимо от Гартмута, придумал в 1790 г. французский химик Никола Жак
Конте. Именно он предложил помещать графитовый стержень в деревянную оболочку.
Прообразом другого орудия письма — пера считают стержни-клинышки, применявшиеся в
Шумере для выдавливания знаков на сырой глине, и заострённые палочки — сти'лосьт. Ими
писали на восковых дощечках в Древней Греции и Риме. Один конец стилоса делали острым,
другой, округлый, служил для заглаживания букв. В Египте использовали перо-калам из
тростника. Здесь же появился самый древний рецепт чернил — смесь сажи и масла.
После изобретения чернил по папирусу, пергаменту и бумаге забегали, поскрипывая,
заточенные гусиные, лебединые и вороньи перья. Их очищали в раскалённом песке, обрезали и
затачивали. Однако эти орудия были недолговечны, к тому же из одного гусиного крыла
удавалось получить только три-четыре пера, пригодных для письма. Тогда с целью экономии
перья начали разрезать на части и вставлять каждую в деревянную ручку.
Первое металлическое перо появилось в Германии. В 1748 г. слуга ахенского бургомистра
Янсена, желая избавить своего хозяина от необходимости постоянно затачивать перо,
изготовил его из стали. Первоначально перо не имело прорези, а потому было негибким и
сильно брызгало.
В 1792 г. англичанин Джеймс Перри догадался сделать продольную прорезь в острие пера.
Качество письма улучшилось, а долговечность самого инструмента возросла, что способствовало его повсеместному распространению. В 1835 г. в одной только Англии было
произведено около 200 млн. стальных перьев.
В настоящее время перья для авторучек изготовляют двух видов — из нержавеющей стали и из
сплава золота с серебром (золотые). На кончик золотого пера наплавляется прочный сплав
осмия с иридием, что делает его практически «вечным».
В 1938 г. венгерский журналист Ласло Биро изобрёл шариковую ручку. Он залил в тонкую трубку с шариком на конце типографскую краску, которая смазывала шарик и оставляла быстро высыхающий след на бумаге. Одними из первых, кого снабдили такими ручками, были штурманы бомбардировочной авиации Великобритании и США, которым приходилось выполнять сложные навигационные расчёты в полёте. Традиционные перьевые ручки для этого не подходили: при перепадах давления из них вытекали чернила. Массовое применение шариковых ручек началось сразу после Второй мировой войны. Одновременно с шариковой ручкой появился фломастер (англ. flow-master) — инструмент для письма с пористым стержнем, пропитанным специальным красителем. Новое — это хорошо забытое старое. Среди вещей, найденных в гробнице Тутанхамона, оказался и прообраз фломастера. Правда, выглядел он несколько иначе, чем в конце XX столетия: в медную ручку была вставлена свинцовая трубочка, внутри которой находилась заполнявшаяся чернилами тростинка. По её волокнам чернила просачивались к заострённому концу ручки. У шариковых ручек есть серьёзный недостаток — в них образуются воздушные пробки. Одним из удачных решений стала замена пасты на обыкновенные чернила. Так появился инкограф (от англ. ink — «чернила» и греч. «гра'фо»), гибрид шариковой ручки, авторучки и фломастера: его капиллярно-пористый стержень подаёт чернила на миниатюрный фарфоровый шарик. В гелевых (от лат. gelatinum — «желатин») ручках используют другой наполнитель (нечто среднее между пастой и чернилами), шарик крутится в них намного легче, и рука при письме утомляется меньше.

Средства связи всегда играли важную роль в жизни общества. Одними из первых стали применять сигнальные огни и дымы. Днём на фоне облаков хорошо заметен дым, даже если самого костра не видно, а ночью — пламя, особенно если оно зажжено на возвышенном месте. Сначала таким способом передавали только заранее оговорённые сигналы, скажем «враг приближается». Потом, особым образом располагая несколько дымов или огней, научились посылать целые сообщения.
В Средние века появилась флажная сигнализация, которую использовали, например, во флоте. Форма, цвет и рисунок флажков имели конкретное значение. Один флажок мог означать предложение («Судно ведёт водолазные работы» или «Требую лоцмана»), и он же, в сочетании с другими, являлся буквой в слове.
В Голландии, где было множество ветряных мельниц, несложные сообщения передавали, останавливая крылья мельниц в определённых положениях. Этот способ получил развитие в оптическом телеграфе. Между городами возводили башни, которые находились друг от друга на расстоянии прямой видимости. На каждой башне имелась пара огромных суставчатых крыльев с семафорами. Телеграфист принимал сообщение и тут же передавал его дальше,
передвигая крылья рычагами. Первый оптический телеграф построили в 1794 г. во Франции,
между Парижем и Лиллем. Самая длинная линия — 1200 км — действовала в середине XIX в.
между Петербургом и Варшавой. Сигнал по линии проходил из конца в конец за 15 мин.
В конце XX столетия широко распространена электросвязь — передача информации
посредством электрических сигналов или электромагнитных волн. Сигналы идут по каналам
связи — проводам (кабелям) либо без проводов.
Все способы электросвязи — телефон, телеграф, телефакс, Интернет, радио и телевидение
схожи по структуре. В начале канала стоит устройство, которое преобразует информацию
(звук, изображение, текст, команды) в электрические сигналы. Затем эти сигналы переводятся в
форму, пригодную для передачи на большие расстояния, усиливаются до нужной мощности и
«отправляются» в кабельную сеть или излучаются в пространство.
По дороге сигналы сильно ослабевают, поэтому предусмотрены промежуточные усилители. Их
нередко встраивают в кабели (в том числе в волоконно-оптические) и ставят на ретрансляторы
(от лат. re — приставка, указывающая на повторное действие, и translator — «переносчик»),
передающие сигналы по наземным линиям связи или через спутник.
На другом конце линии сигналы попадают в приёмник с усилителем, далее их переводят в
форму, удобную для обработки и хранения, и, наконец, они снова превращаются в звук, изображение, текст,
команды.
Возможности и особенности линий связи в значительной степени определяются тем, какие
именно сигналы — электрические или электромагнитные — по ним передаются.
Первые телеграфные и телефонные аппараты созданы по одному и тому же принципу. Ключ (в
первом случае) или мембрана микрофона (во втором) замыкает электрическую цепь, и
электромагнит преобразует проходящий по цепи импульс тока (электрический сигнал) в
движение пишущего устройства или мембраны телефона. Разница состоит в том, что импульсы,
которые использовали на телеграфе, имели частоту, позволявшую передавать только код Морзе
(сочетание коротких и длинных сигналов), а при телефонной связи сигналы шли со звуковой
частотой. У такого способа передачи информации есть существенные недостатки: с
увеличением длины кабеля сигнал быстро затухает, его легко забить помехами или
перехватить.
Со временем телеграфную и телефонную связь научились осуществлять с помощью радиоволн
— колебаний электромагнитного поля высокой частоты. Важные характеристики радиоволн —
частота колебаний и длина волны (последнюю можно определить, разделив скорость
распространения радиоволн, равную 300 000 км/с,
на частоту). Так называемые длинные (ДВ, 1 — 10 км) и средние (СВ, 100— 1000 м) волны
способны огибать Землю и поэтому могут распространяться на значительные расстояния.
Короткие (KB, 10—100 м) волны, многократно отражаясь от верхних слоев атмосферы и от
поверхности нашей планеты, могут «обойти» её вокруг. А вот ультракороткие (УКВ, 1 —10 м),
дециметровые (10—100 см) и сантиметровые (1 — 10 см) волны распространяются фактически
по прямой, а значит, в пределах видимости. Для увеличения дальности связи на этих волнах
антенны приходится поднимать на большую высоту — чтобы с каждой были видны две
соседние. Это дорого и неудобно. Сейчас активно используют спутники связи: установленные
на них ретрансляторы обеспечивают надёжную связь на всём пространстве Земли.
Чтобы отправить сообщение, радиоволну модулируют полезным сигналом, т. е. сигналом,
содержащим передаваемую информацию. Сложнее всего передать речь или музыку. Обычно
используют два вида модуляции. При амплитудной модуляции (AM) на электромагнитную
волну накладывают сигнал от микрофона, и амплитуда начинает меняться, повторяя форму
звукового колебания, а частота остаётся неизменной. При частотной модуляции (ЧМ, или FM) звуковой сигнал меняет только частоту радиоволны — она
«плавает» в небольших пределах прямо пропорционально уровню полезного сигнала.
Оба вида модуляции называют аналоговыми (от греч. «аналог'ия» — «соответствие»,
«сходство»): изменение характеристик несущей электромагнитной волны происходит
непрерывно, в соответствии с формой звукового сигнала. Работающие таким образом линии
связи называются также аналоговыми.
Сначала модуляцию применяли только в радиосвязи и лишь затем в телефонной и телеграфной.
Использование несущего сигнала высокой частоты позволяет передавать по одному кабелю
десятки и сотни сообщений одновременно, разделяя их в приёмном устройстве при помощи
электронных фильтров, настроенных на «свои» частоты.
8 40-х гг. XX в. пропускная способность высокочастотных каналов казалась громадной, но в 90-х гг. объём передаваемых сведений увеличился настолько, что аналоговые системы с ним уже не справляются. В связи с этим перешли на принципиально иной способ передачи информации — цифровой. Аналоговый, звуковой например, сигнал превращает в цифровой система дискретизации (от лат. diskretus — «прерывистый»): она с определённой частотой замеряет величину сигнала и сравнивает её со стандартным («опорным») значением. Полученные числа переводятся в двоичный код и передаются в виде комбинации импульсов (единиц) и пробелов (нулей). Помимо полезного сигнала в сообщение записывают и служебные данные, например частоту дискретизации. Чем больше эта частота, тем выше качество передачи; одновременно резко возрастает объём информации.
На пороге III тысячелетия не утратила своего значения и обычная почта. Скорость доставки почтовой корреспонденции — писем, посылок и телеграмм — достаточно высока. В самую отдалённую точку планеты письмо идёт не больше месяца. Перед погрузкой в самолёт, поезд или на судно почту нужно рассортировать — разложить по адресам. Сократить время сортировки помогает цифровой индекс со стандартизованным написанием знаков, доступный машинному чтению. По приведённому образцу следует обвести пунктирные линии на конверте. Нарисованные цифры «прочтёт» фотоэлемент.

Когерентное излучение в диапазоне радиоволн научились получать более 100 лет назад.
Довольно быстро установили: чем короче длина волны передатчика, тем больше станций может
работать одновременно, не мешая друг другу. Уже освоены диапазоны дециметровых и
сантиметровых волн, но в эфире всё равно «очень тесно».
Свет — тоже электромагнитное излучение, как и радиоволны, но с длиной волны в
стотысячные доли сантиметра. Поэтому световая связь оказывается в сотни тысяч раз
«плотнее»: такие каналы занимают лишь малые участки диапазона. И как только появился
источник когерентного света — непрерывный луч лазера, его тут же постарались приспособить
для телефонной связи.
Первую оптическую линию связи в нашей стране «проложили» между Ленинским районом
Москвы и подмосковным городом Красногорском. Лазер стоял на одной из башен Московского
государственного университета на Ленинских (Воробьёвых) горах — в то время самой высокой
точке в столице. Связь была не очень надёжной: она работала исправно только в хорошую
погоду. Снегопад, дождь и туман «гасили» луч. Поэтому сегодня везде, где можно, оптическую
связь ведут не по открытому лучу, а по световодам — тонким стеклянным нитям, собранным в
жгуты. Световой луч, попадая в световод через его торец, распространяется по стеклянному волокну, не выходя наружу. По световоду, как угодно изогнутому и даже свёрнутому, луч послушно следует, не теряя яркости до самого конца волокна. В наши дни оптические волокна объединили весь мир. По дну океанов проложены оптические кабели из стекла более прозрачного, чем самый чистый воздух. В ближайшем будущем на оптоволоконную связь полностью перейдёт Москва. Новая сеть обеспечит бесперебойную телефонную и факсимильную связь по многим каналам одновременно через один кабель, соединит персональные компьютеры линиями электронной почты, позволит всем желающим войти в Интернет. Места в сети хватит и дозвониться можно будет куда и когда угодно.