Так выглядели глубоководные трансокеанские, в частности первые трансатлантические, бронированные телефонные кабели до 1961 года
К изготовлению кабеля предъявлялись столь же высокие требования. Особенно это касается брони. Секции кабеля, погруженные глубоко на морское дно, подвержены меньшей опасности повреждения, чем те, которые лежат в мелководье, вблизи берегов. Береговые кабели могут быть повреждены траулерами, прибоем, якорями и даже морскими животными.
Кабель глубоководной секции имеет наружный диаметр около 30 миллиметров и состоит из десяти слоев, считая от центрального медного проводника до наружного джутового покрова. Интересно отметить, что глубоководный кабель имеет один рудиментарный придаток, как аппендикс у человека, совершенно бесполезный на больших глубинах и оставшийся от первоначального периода развития кабельной техники. На заре подводной телеграфной связи, когда кабель прокладывался в основном на небольших глубинах и нередко в тропических водах, некоторым обитателям океанских просторов пришлась по вкусу изоляция кабеля и это нередко приводило к повреждению линии[61]. Чтобы избежать этого, поверх изоляции спиралью накладывалась тонкая медная лента. Это делается и сейчас, хотя трудно предположить, что на больших глубинах океана водятся животные, способные поедать изоляцию.
Помимо того, что кабель с целью уменьшения потерь энергии должен быть изготовлен из высококачественных материалов, к нему предъявляются также высокие требования в части однородности его характеристик по всей длине. Малейшее отклонение диаметра любого из проводников от номинального значения или смещение внутреннего проводника относительно центра кабеля вызывает помехи.
Кабель изготовлялся в течение двух лет с таким расчётом, чтобы завершить прокладку линии в августе, так как позднее погода в Северной Атлантике становится крайне неблагоприятной. Чтобы успеть к этому сроку, компания "Сабмарин Кэйблз Лтд" построила на берегу Темзы специальный завод и углубила дно около причала с тем, чтобы кабель прямо с завода можно было грузить на судно "Монарх".
Погрузка трансатлантического кабеля в баки "Монарха" непосредственно с завода, расположенного на берегу Темзы. Кабель подаётся по эстакаде с помощью роликов
Участок линии между Ньюфаундлендом и Новой Шотландией также является выдающимся техническим достижением. Между Кларенвиллом и Сидни-Майнс установлено 16 подводных усилителей двустороннего действия, изготовленных компанией "Стандарт Телефоунз энд Кэйблз Лтд". Усилители дают возможность вести одновременно тридцать шесть телефонных разговоров в одном направлении и тридцать шесть в другом. В направлении запад-восток передача ведётся на частотах от 20 до 260 килогерц, в направлении восток-запад – на частотах от 312 до 552 килогерц. Таким образом, возможность влияния встречных передач друг на друга исключена[62].
После усиления сигналы одного и другого направлений как бы сортируются электрическими фильтрами. Итак, на участке между Ньюфаундлендом и Новой Шотландией тридцать шесть каналов одного направления и тридцать шесть – другого расположены рядом и организованы по одному кабелю, в то время как в Атлантике кабели восточного и западного направлений разнесены на расстояние почти сорок километров один от другого.
Кабельная линия длиной около 100 километров пересекает Ньюфаундленд по суше и идёт от Кларенвилла на восточном побережье до Терренсвилла на западном. На этом участке кабель надо было прокладывать в труднодоступной местности через каменные нагромождения, часто при низкой температуре. И сухопутная прокладочная группа, должно быть, завидовала команде "Монарха", которая лишь следила за вытравливанием кабеля в океан во время беспрепятственного движения корабля через Атлантику.
Чтобы закончить эту главу, проследим ради любопытства, какие изменения претерпевает человеческий голос на пути, скажем, из Нью-Йорка в Лондон.
Звуковые волны, возбуждаемые гортанью и голосовыми связками говорящего человека, вызывают колебания мембраны микрофона; последняя давит на зёрна угольного порошка, контакты между которыми становятся то более, то менее плотными. При пропускании через порошок постоянного тока, в результате изменения давления, сопротивление порошка то уменьшается, то увеличивается. В цепи возникают колебания электрического тока, соответствующие колебаниям мембраны. При этом человеческая речь преобразуется в электрические колебания примерно той же частоты – от 300 до 3000 герц.
Эти колебания передаются через местную телефонную сеть на междугородную телефонную станцию в Уайт Плэйнс, расположенный в 50 километрах севернее Нью-Йорка. Здесь эти колебания впервые попадают в коаксиальный кабель, по которому одновременно ведутся десятки других разговоров, и преобразуются в высокочастотные колебания, не воспринимаемые слухом. Так, при помощи электромагнитных волн высокой частоты осуществляется передача по кабелю. Подобно этому происходит трансляция в эфире человеческой речи или музыки посредством радиоволн.
Интересно, что через 500 километров, в Портленде (штат Мэн), электромагнитные волны из кабеля действительно переходят в эфир, претерпевая при этом ещё одно частотное преобразование.
Дальнейшая передача от Портленда идёт по радиорелейной линии связи, от вышки к вышке, с частотой примерно 4000 мегагерц (т. е. 4 миллиарда герц), что соответствует волнам длиной 7-8 сантиметров, подобным тем, которые используются во многих радиолокационных установках. Ультракороткие волны пересекают штаты Мэн, Нью-Брунсуик и территорию Новой Шотландии, проходят расстояние в общей сложности около 1100 километров и достигают местечка Сидни-Майнс, расположенного на берегу залива Святого Лаврентия, как раз напротив острова Ньюфаундленд. Здесь кабель уходит под воду, неся волны, преобразованные до частот 20-260 килогерц.
Шестьсот километров сигналы идут по одному коаксиальному кабелю через шестнадцать усилителей двустороннего действия, расположенных через равные интервалы. Причём каждый телефонный разговор проходит совершенно независимо от тридцати пяти других разговоров, передаваемых параллельно с ним, и тридцати шести разговоров, идущих навстречу. Всё это обеспечивается предоставлением для каждого телефонного разговора своего частотного канала.
Рельеф дна океана на трассе первого трансатлантического телефонного кабеля ТАТ-1
На этом участке максимальная глубина прокладки кабеля составляет 360 метров. Затем сигналы на тех же частотах передаются в Кларенвилл, где начинается трансатлантический двухкабельный участок магистрали. На протяжении 3600 километров, иногда погружаясь на глубину до 4200 метров, сигналы идут по одному из кабелей (южному), проложенных по дну Атлантики. На этом пути сигналы пятьдесят один раз многократно усиливаются для того, чтобы достичь противоположного берега без потерь.
В девятистах километрах от британских берегов сигналы пересекают район подводных скал, известный под названием "банка Роколл", на протяжении тысячи метров следуют по нему, а затем опять уходят глубоко на дно океана. В 370 километрах от шотландского побережья начинается подъём морского дна, сначала резкий, а потом медленный, и, наконец, у небольшого городка Обан кабель выходит на поверхность. Впереди ещё 900 километров пути, но трудности уже позади. Дальше сигналы идут по коаксиальному кабелю, без помех достигают Глазго и, наконец, Лондона. Нет необходимости описывать их преобразование в человеческую речь, так как всё это следует в обратном порядке, вплоть до того момента, когда вибрирующая мембрана воспроизведёт человеческий голос, примерно так же, как это было во времена Грэхема Белла почти девяносто лет назад.
61
Особенно большие неприятности подводным кабелям доставляли морские моллюски "тередо", называемые часто морскими точильщиками. Располагаясь между проволоками брони, "тередо" откладывают яички, выделяющие очень сильно окисляющее химическое вещество, разъедающее стальную броню. В этих местах образуются отверстия, через которые моллюски проникают к изолирующему слою и просверливают его, вследствие чего в кабель проникает вода и он теряет свои изоляционные свойства.
62
Не совсем верно. Так как на передачу одного телефонного разговора отводится частотный канал шириной в 4 кгц, то в полосе частот в 240 кгц (20-260 и 312-512 кгц) можно передать не 36, а 60 телефонных разговоров, что в действительности и имеет место. Из этих 60 двусторонних телефонных каналов 36 используются для телефонной связи по двум глубоководным кабелям с Англией, а оставшиеся 24 – для местной связи между Канадой и Ньюфаундлендом.