Вместо строчки – только точки

Сергей Королев

50 лет назад была совершена попытка модернизировать текстовые телеграфные коммуникации.

Во второй половине 40-х годов прошлого века телеграфные сообщения считались наиболее массовым и доступным способом сообщений. Между тем апробированная инфраструктура в этой сфере нуждалась в серьезной модернизации. В первую очередь потому, что ряд радиотелеграфных систем казался необычайно перспективным для организации магистральной связи в диапазоне коротких волн. Здесь предстояло разрешить главную проблему – слабую помехозащищенность. Однако даже после установки передовой для того времени системы Агапова-Щупитина, получившей название "система двухканального частотного телеграфирования" (ДЧТ), снизить уровень помех на линии не удалось. Специалисты пытались поднять мощность передающей системы, используя одни и те же технические средства – передатчики, приемники и антенны, чтобы подключать не один, а сразу два телеграфных аппарата. Причем каждый из них одновременно настраивался на две частоты – на одну при "посылке", на другую – при "паузе". Но по сравнению с одноканальной системой помехи возникали чаще, так как частота передатчика в соответствие с передаваемым сигналом изменяется – например, от самой низкой до самой высокой – и неизбежно проходит два промежуточных значения. В результате на приемном устройстве возникают кратковременные ложные посылки на этих частотах. Проще говоря, положительный сигнал первого телеграфного аппарата раздробляется короткой отрицательной посылкой. Такое "дробление" телеграфных посылок легко приводит к ошибкам при расшифровке телеграмм.

Для снижения уровня помех пробовали устанавливать в приемном тракте узкополосный низкочастотный фильтр, но тщетно – стабильность сигнала повышалась, однако телеграфисты не могли уловить суть так называемой пробы сигнала, когда указывается перемена знака при передаче. Несколько позже разрабатывались системы интегрального приема, когда телеграфная система полностью свободна от влияния уровня напряжения предшествующей "посылки", равно как исключается и "дробление" сигнала. Но и здесь разработчиков ожидало фиаско, поскольку данная система надежно функционировала только в сопряжении с синхронной аппаратурой, скажем, с популярными телеграфными аппаратами Бодо. Средств на модернизацию всего телеграфного парка не было.

В стремлении оптимизировать помехи специалисты предлагали весьма смелые решения. Например, основным элементом узкополосного фильтра для интегральной системы являлась... обычная рояльная струна, которая возбуждалась передаваемыми сигналами. Причем ее резонансная частота могла легко изменяться простым натяжением.

Очевидно, в 1944 году в повышении надежности телеграфных систем были весьма заинтересованы соответствующие гражданские и военные структуры. Иначе трудно объяснить то обстоятельство, что после неудач в сфере подавления помех лучшие специалисты – радиотехники, связисты, лингвисты, криптографы – были привлечены к работе на другом фланге данной отрасли. На этот раз заказчики решили сосредоточить усилия на увеличении пропускной способности телеграфных коммуникаций. Исходным материалом послужила методика использования статистических особенностей языка или другого передаваемого по каналу связи материала. Причем пионерами на этом направлении тогда считались американцы – радиотехническая лаборатория Кевина Шеннона.

Отечественные специалисты сначала взялись за сам буквопечатающий телеграфный аппарат, работающий, естественно, на побуквенной передаче. Здесь каждой букве присваивалась определенная комбинация из пяти элементарных посылок. Каждая такая посылка имела возможность передавать одно из двух видовых сообщений ("+" или "-", иначе "0" или "1"), и пять посылок – это 32 комбинации (сообщения), что очень удачно соответствовало 32 буквам русского алфавита – за исключением буквы "ё". При желании можно было передать любой словесный текст, однако он не содержал ни цифр, ни знаков препинания, ни даже интервалов между словами. Как же пытались решить эту проблему?

Надо сказать, что каждый телеграфный аппарат имел два регистра: буквенный и цифровой. Это гарантировало передачу 29 условных комбинаций (всего – 58), так как одну комбинацию приходилось использовать для обозначения интервала, одну для знака "перевод регистра" и еще одну – для сообщения об отсутствии работы. При этом две последние комбинации задействовались на обоих регистрах.

Разработчики сформулировали вопрос следующим образом: не разумнее ли построить телеграфный код не из пяти, а из шести элементарных посылок, тогда все буквы, цифры и знаки можно было бы расположить в одном регистре. Даже если учесть, что данное нововведение уменьшало пропускную способность канала, выигрыш во времени казался привлекательным. Однако оппоненты подобной оптимизации сумели в последний момент блокировать ее внедрение. Говорят, продемонстрировать слабые места шестизначного кода удалось с помощью телеграммы, текст которой стал легендарным:

"Иваново Колхозная 18 кв 42 Сидоровой Ждите дядю едет Томска будет 30 июня Клава"

В этой телеграмме было 60 букв и цифр, 13 интервалов между словами и 6 переходов с регистра на регистр. Всего для передачи требовалось 5x79=395 элементарных посылок, при традиционном коде. Конечно, использование шестизначного кода для передачи этой же телеграммы дало бы экономию за счет шести переходов с регистра на регистр, зато потребовало 6x73=438 элементарных посылок и время передачи данной телеграммы увеличилось бы на 11%.

Но технологи не унимались и выдвинули другой вариант – ввести четыре регистра вместо двух и таким образом повысить пропускную способность канала. В принципе это было реально, поскольку первые буквы алфавита встречаются в обиходе несколько чаще, нежели последние.

Поэтому можно поместить наиболее употребляемые буквы на первый регистр, а менее используемые – на второй; аналогичным образом распределялись бы цифры и знаки. Такая уловка давала шанс перейти с пятизначного на четырехзначный код, а при обновленном коде и большем количестве регистров реально передавать больше знаков. При передаче вышеуказанной телеграммы получалась экономия почти в 12% элементарных посылок – их теперь было только 336. Но в этом случае теряется возможность использовать вспомогательные сигналы.

После того как была отвергнута и эта идея, энтузиасты телеграфных коммуникаций попытались более-менее убедительно доказать, что, присваивая каждому слову в смысловом тексте определенную комбинацию из некоторого числа элементарных посылок, можно передавать тексты больших объемов. (Отметим, что главная цель оставалась прежней – увеличение пропускной способности канала связи.) Действительно, при использовании рационального четырехрегистрового кодирования система набора-передачи требовала произвести вдвое меньше операций, чем традиционная система.

Но здесь вновь вмешались помехи: если передача коротких текстовых сообщений допускалась, то в текстах больших объемов возникало искажение отдельных букв. Общий смысл документа не пропадал, но использовать подобную методику для пересылки важной информации по понятным причинам не представлялось возможным. Как только это было описано, "заказчики" потеряли интерес и к этой версии.

Последней рассматривалась экспериментальная методика известного криптографа В. А. Котельникова, который предлагал оригинальную "экономичную систему" радиотелеграфирования. Ее суть в том, что сигналы, несущие отдельные сообщения, должны в максимальной степени отличаться друг от друга, тогда их распознавание гарантировано. Но и здесь не удалось совместить удачные теоретические изыскания с инфраструктурой, защищенной от коммуникационных помех. Так превращение телеграфа в технологию "двойного назначения" было отложено; телеграмма на долгие годы осталась средством общения для рядовых потребителей.

Статья опубликована в газете It News №12, 2004 г., стр. 18.
Перепечатывается с разрешения редакции.