Vissza

175 éve született Émile Baudot, a Baudot-kód szabadalmaztatója, a multiplex betűnyomó távíró feltalálója

Egy kevéssé ismert feltaláló, Émile Baudot születésnapja adja az apropót, hogy megemlékezzünk a személyéről. Baudot éppen 175 éve született és nevét leginkább onnan ismerjük, hogy róla nevezték el az egységnyi idő alatt átvitt jelek számát, mint jelenleg is használt SI mértékegységet, a Baud-ot. Pedig a digitális kommunikáció egyik fontos lépését is ő tette meg a Baudot-kód bevezetésével. Az évforduló tiszteletére most megismerkedhetünk a tevékenységével, életútjával és természetesen a találmányával is.


Émile Baudot 1845. szeptember 11-én született Franciaországban, Haute-Marne megye egy kis falujában, Magneux-ban. Az elemi iskolái után egy ideig a családi farmon tevékenykedett, nem úgy indult az élete, mint aki feltalálóvá válik. Már 24 éves volt, mikor a Francia Posta és Távközlési Hivatalban elhelyezkedett, mint tanuló távírász. Baudot itt még a Morse-kóddal dolgozott, de már kapott egy négy hónapos kiképzést a Hughes féle betűnyomó távíró működéséből és kezeléséből is.

Baudot-ot lázba hozta a betűnyomó távíró, de azt is észrevette, hogy a távíróvonal kapacitása nincs eléggé kihasználva, hiszen két betű között hosszabb szünet telik el, s ez alatt akár egy másik távíró jelei is utazhatnának a vonalon. Igen ám, de ehhez az kellett volna, hogy minden betű azonos ideig foglalja a vonalat, azonban ez sem a Morse, sem a Hughes-féle távírónál nem így volt. Kidolgozott tehát egy kódolási eljárást, ami még Carl Friedrich Gauss és Wilhelm Weber 1833-as göttingeni távírókísérletein alapult, de eltért tőle abban, hogy az egyes karakterek kódolását azonos hosszúságúra vette. Így minden egyes karakterhez egy hatelemű kód – ma úgy mondanánk, hogy hatbites kód – tartozott. Ezzel 64 különböző jelet tudott átvinni a vonalon.

Gondolatait akkor még nem tudta megvalósítani, mert közben kitört a francia-porosz háború, s katonai szolgálatot kellett teljesítenie. A hadkötelezettség után 1872-ben azonban már Párizsba tért vissza és ott vállalt állást és közben megkezdte gondolata fizikai megvalósítását. A hatbites kódolást ötbitesre csökkentette, s felhasználva Bernard Meyer 1871-es találmányát, a vonaldisztribútort, valamint Hughes betűnyomtatóját, létrehozott egy új gyorstávírót, melyet azonnal szabadalmaztatott is. Az ötbites kódot – bár ezt a francia szabadalmi kötöttségek miatt nem lehetett levédeni – később International Telegraph Alfabet No. 1 néven szabványosította az ITU – akkori francia nevén a CCITT – és hivatalos anyagokban ITA1 vagy CCITT-1 kód néven hivatkoztak rá. A szakzsargonban azonban Baudot-kód néven ismert. A kódot ma már nem használják, de ez volt a jelenlegi ASCII kód őse és talán ez volt az első példája annak is, hogy az ábécét bináris kódokkal jelenítsék meg és továbbítsák.

Az ötbites változat azonban nem volt elégséges a 26 latin betű, a 10 számjegy és az írásjelek átvitelére. Ezért Baudot a kódoknak kettős jelentést adott és az egyik készlet a latin betűket, a másik a számjegyeket és az írásjeleket kódolta. A két készlet között „letter shift” és a „figure shift” kóddal lehetett váltani. A csupa nulla kódot is kizárva így már 58 karakter állt rendelkezésére, amibe bőven befért a teljes karakterkészlet.

Baudot 1874. június 17-én kapta meg a No. 103 898 számon a francia szabadalmi jogosultságot a „Systéme de Télégraphie Rapide” szabadalomra, mely a vonaldisztribútor továbbfejlesztett változatával akár hat távirat jeleit is tudta egyidejűleg továbbítani a távíróvonalon. A megoldás elvi lényege az volt, hogy egy karakter ötbites kódjának az átvitele után a következő állomás aktuális karakterének az ötbites kódja került a vonalra és így tovább. A csodálatos finommechanikai megoldásra még visszatérünk, most arra hívnánk fel a figyelmet, hogy ezzel Baudot a mai szóhasználattal egy szinkron időosztásos rendszert hozott létre, s ennek volt köszönhető, hogy négy-hat táviratkezelő is ugyanazon az egy vonalon tudott forgalmazni.

Baudot rendszerét 1875-ben elfogadta a francia távíróigazgatás, s 1877. november 12-én már megtarthatta az első nagytávolságú tesztet Párizs és Bordeaux között. Egy hónappal később pedig már a több mint 1700 km-es Párizs-Róma vonalon is megkezdte a működését egy duplex Baudot távíró. 1878-ban a párizsi Exposition Universelle kiállításon Baudot távírója elnyerte a Kiállítási Aranyérmet, s ez az elismerés mellett egyben az ismertséget is meghozta a találmány számára.

Mielőtt tovább mennénk a történetben, ismerkedjünk meg jobban Baudot távírójával. Ez ugyanis egy olyan találmány, hogy minél többet nézegetjük, hogyan is működik, annál több varázslatos megoldás kerül a szemünk elé. Tegyünk hát egy sétát az adó- és a vevőoldalon egyaránt.

Baudot távírója alapvetően három nagyobb egységből áll: az adóoldali billentyűzetből, a disztribútorból és a betűnyomó berendezésből.

Kezdjük az ismerkedést az adóoldali billentyűzettel. A billentyűzet a bal oldalon kettő, a jobb oldalon három zongorabillentyűből áll, amit két kézzel kellett kezelni. A kezelőnek az egyes betűk kódját kellett leütnie a billentyűkön, amit egy öt jelfogóból álló „tároló” fogadott. Amikor a disztribútor ennek a kezelőnek a vonalához kapcsolódott, akkor a jelfogók a tárolt kombinációt kiküldték a vonalra és a kezelőnél egy jelzőhang, az u.n. ütemjel (cadence signal) szólalt meg, ami jelezte, hogy lehet a következő betű kódját leütni. Mivel a disztribútor egyenletesen forog, így az ütemjelek is egyenletesen érkeznek akkor, ha a kezelő jó ritmusban üti le a billentyűket. Ehhez meglehetősen nagy gyakorlat kellett, ha viszont ez megvolt, akkor akár 30 szót is el lehetett küldeni percenként.

A következő fontos eleme a távírónak mind az adó, mind a vevőoldalon a disztribútor. Ez nem más, mint egy kör alakú pálya, ami szegmensekre van osztva. A kör alakú pályán egy kar forog körbe, amin fém kefék vannak, amik végigsúrolják az egyes szegmenseket a forgásuk során. Ha pl. két szegmenst képeztünk ki a disztribútorban és mindegyik szegmenst öt, egymástól elszigetelt részre bontjuk, akkor két távírót fogunk tudni a disztribútorral időosztásban működtetni. Az egy szegmensbe tartozó öt részszegmensre csatlakoztatjuk az adóbillentyűzet öt tároló jelfogját, s amikor ezeken a fém kefék végigsöpörnek, ráengedik a lenyomott billentyűkódot a távíróvonalra. A disztribútor forgási sebessége határozza meg azt, hogy milyen sebességgel jutnak rá a jelek a vonalra és hogy milyen ritmusban ideális a távírásznak a betűkódokat leütnie.

A vételi oldalon is van egy disztribútor, aminek a szerepe pont fordított: ez a disztribútor a vonalon érkező jeleket küldi el a megfelelő betűnyomóhoz. A probléma itt is a szokásos, mint a legtöbb korabeli berendezésnél: biztosítani kell, hogy az adóoldali és a vevőoldali disztribútor szinkronban legyen, máskülönben a vételi oldalon összekeverednének a kódok, ha több távíró jelei futnak időosztásban a vonalon. Ezt maga a disztribútor tudja vezérelni: ha a szegmensek kiosztása nem teljese szimmetrikus a kör mentén, hanem van egy szakasz, ahol nincs szegmens kialakítva, akkor ezt mindkét oldal érzékelni tudja és ezzel a szinkronitást lehet vezérelni.

A berendezés harmadik eleme a betűnyomó berendezés a vevőoldalon. Itt a Hughes betűtávíró megoldásaiból indult ki Baudot, de meg kellett valahogy oldani, hogy a vonalon érkező ötbites kódot betűvé dekódolja a betűnyomó berendezés. Ez a megoldás a szabadalmi leírásnak egy olyan gyöngyszeme, ami a magasszintű gondolkodás és a precíziós finommechanika egész sajátos elegye.

Ma persze könnyen megoldanánk a kérdést: az ötbites kóddal meg kell címezni egy tárolót és a megcímzett sorból kiolvasni a hozzá tartozó karaktert. Igen ám, de 1870-ben ez a lehetőség nem adatott meg. Nem volt más megoldás, mint az érkezett ötbites kódot összehasonlítani az összes lehetséges ötbites kombinációval és amelyikkel teljes fedésben van az érkezett kód, az ahhoz tartozó betűt kell kinyomtatni.

Baudot arra jutott, hogy ezt egy, a kódokat tartalmazó körlappal lehet a legjobban megoldani. Azt kellett tehát végiggondolnia, milyen hosszúságú az a legrövidebb jelsorozat – mai szóhasználattal:bináris string – amelyik az összes ötbites kombinációt tartalmazza. Arra jutott, hogy ehhez egy 36 bites string éppen elégséges. Igen ám, de hogy vigye fel ezt egy körlap élére? Ekkor jött a nagy ötlet: két korongot helyezett egymásra, s ezek élén hozta létre a stringet oly módon, hogy az egyik körlapot a „0” jelnek, a másikat az „1”-es jelnek a dekódolására használta. Ahol a stringben 0 volt, ott a 0-s körlap élén képzett ki egy mélyedést, ahol 1-es volt, ott az 1-es körlap élén alakított ki mélyedést. A körlapok éléhez öt kilincs ért hozzá. A megérkező kód úgy állította be a kilincseket a tengelyükön, hogy ha jel érkezik, az 1-es körlaphoz tolta a kilincset, ha nem érkezik jel (azaz 0 érkezik), akkor a 0-s körlapot követte az élén. Abban a helyzetben, amikor mind az öt kilincs egyszerre mélyedésbe ért, akkor találta meg az érkezett kódnak megfelelő állapotot, s ekkor egy áramkört zárt, mely a harmadik, betűnyomó körlapot hozzányomta a papírszalaghoz. A betűnyomó körlap peremén ekkor ugyanis éppen az a betű volt a papír síkjában, ami a kapott kódnak megfelelt. A megoldás tényleg a finommechanika csúcsa – és megbízhatóan működött a korabeli leírások szerint!

Visszatérve Baudot élettörténetére, a sikerek után hamar változott a pozíciója a francia postánál és 1880-ban már ellenőri, majd 1982-ben inspektor-mérnöki beosztást kapott. Anyagi helyzete stabilizálódott és sikeresen benyújtotta a szabadalmát az USA Szabadalmi Hivatalához is. Az amerikai szabadalmi védettséget 1888. augusztus 21-i dátummal kapta meg US Patent No. 388 244 számon. Időközben 1887 júliusában már az atlanti távíró kábelen is sikeres teszteket végzett az angliai Weston-super-Mare és az Új-Skóciai Waterville között.

1890-ben tovább épült a francia hálózat is Baudot berendezéseivel, ahol már egy vonalon három távíró jelei futottak időosztásban. 1897-ben egy további előrelépés született, az adóoldalon lyukszalagolvasóval olvasták már be az előre rögzített távirat-szövegeket, hogy a távíró sebességét ideálisan tudják kihasználni.

A Baudot távíró tehát Franciaországban erősen elterjedt, majd megjelent Olaszországban 1887-ben, Hollandiában 1895-ben, Svájcban 1896-ban, majd Ausztriában és Brazíliában 1897-ben. Ugyanebben az évben a British Post Office is áttért a London és Párizs közötti kapcsolatban a Baudot-távíróra. A későbbiekben Németország, Oroszország, Brit-India, Spanyolország, Belgium, Argentína és Románia is a Baudot-távírót használta.

A sikert azonban Baudot másként élte meg. Fokozatosan depresszióssá vált és emiatt sokszor hiányzott a munkahelyéről, volt olyan eset, amikor egy teljes hónapig nem ment dolgozni. 1890-ben ugyan megházasodott, de felesége három hónapra rá meghalt. Ez tovább mélyítette Baudot depresszióját és végül 1903. március 28-án Párizs mellett, Sceaux-ban 57 éves korában kimerültségben meghalt.

Életműve ma már múzeumokban pihen, azonban egy mértékegység megőrizte a nevét: a jelsebesség mértékegysége az SI rendszerben a Baud, amit Bd-vel rövidítenek. A Baud az egy másodperc alatt átvitt jelek számát adja meg. Sokan ezt ma a bitsebességgel azonosítják, ez azonban erős tévedés. Egy jel több bitnyi információt is hordozhat, például egy 16-QAM kódolás esetében egy jel 4 bitnyi információt visz át. Ekkor a Baud-ban megadott jelsebesség-mérték négyszerese lesz a bitsebesség. Ezért nem meglepő, hogy az évtizedekkel ezelőtt használt modemek 600 Bd-osak voltak, a bitsebességük mégis 2400 bit/s volt. Ma már egy 256-QAM kódolás mellett nyolcszoros a Bd és a bit/s közötti szorzó.

 

dr. Bartolits István

Technikatörténeti évfordulók

--------------------------------------------------

Legközelebbi események

HTE Szenátus ülés 2020.12.10. 15:00 - 2020.12.10. 17:00

Kiemelkedő támogatóink