Электрические телеграфы представляли собой системы обмена текстовыми сообщениями «точка-точка» , которые в основном использовались с 1840-х годов до конца 20-го века. Это была первая электрическая телекоммуникационная система и наиболее широко используемая из ряда ранних систем обмена сообщениями, называемых телеграфами , которые были разработаны для передачи текстовых сообщений быстрее, чем при физической транспортировке. [1] [2] Электрическую телеграфию можно считать первым примером электротехники . [3]
Текстовая телеграфия состояла из двух или более географически разделенных станций, называемых телеграфными офисами . Офисы были соединены проводами, обычно поддерживаемыми надземными опорами . Было изобретено множество различных систем электрического телеграфа, но те, которые получили широкое распространение, можно разделить на две большие категории. Первая категория состоит из игольчатых телеграфов, в которых игольчатый указатель перемещается электромагнитным путем с помощью электрического тока , посылаемого по телеграфной линии. В ранних системах использовалось несколько игл, требующих нескольких проволок. Первой коммерческой системой и наиболее широко используемым игольчатым телеграфом был телеграф Кука и Уитстона , изобретенный в 1837 году. Вторая категория состоит из якорных систем, в которых ток активирует телеграфный эхолот , издающий щелчок. Архетипом этой категории стала система Морзе, изобретенная Сэмюэлем Морзе в 1838 году. В 1865 году система Морзе стала стандартом международной связи с использованием модифицированного кода, разработанного для немецких железных дорог.
Электрические телеграфы использовались развивающимися железнодорожными компаниями для разработки систем управления поездами, сводя к минимуму вероятность столкновения поездов друг с другом. [4] Это было построено вокруг системы сигнальных блоков с сигнальными ящиками вдоль линии, сообщающимися с соседними ящиками посредством телеграфного звучания однотактных колоколов и трехпозиционных игольчатых телеграфных инструментов.
В 1840-х годах электрический телеграф заменил оптические телеграфные системы, став стандартным способом отправки срочных сообщений. Ко второй половине века большинство развитых стран создали коммерческие телеграфные сети с местными телеграфными отделениями в большинстве городов и поселков, что позволило населению за определенную плату отправлять сообщения, называемые телеграммами , адресованные любому человеку в стране.
Начиная с 1850 года подводные телеграфные кабели позволили установить первую быструю связь между континентами. Электрические телеграфные сети позволили людям и торговле практически мгновенно передавать сообщения через оба континента и океаны, что имело широкомасштабные социальные и экономические последствия. в. В 1894 году электрический телеграф привел к изобретению Гульельмо Маркони беспроводного телеграфа , первого средства радиоволновой связи. [5]
В начале 20 века ручная телеграфия постепенно была заменена сетями телетайпов . Увеличение использования телефона привело к тому, что телеграфия стала использоваться в нескольких специализированных целях. Широкая публика в основном использовала телеграммы-поздравления по особым случаям. Развитие Интернета и использование электронной почты в 1990-е годы во многом положили конец специализированным телеграфным сетям.
До появления электрического телеграфа использовались визуальные системы, в том числе маяки , дымовые сигналы , семафор флага и оптические телеграфы для визуальных сигналов для передачи на большие расстояния. [6]
Аудиальным предшественником были западноафриканские говорящие барабаны . В 19 веке барабанщики йоруба использовали говорящие барабаны, чтобы имитировать человеческий тональный язык [7] [8] для передачи сложных сообщений - обычно касающихся новостей о рождении, церемониях и военных конфликтах - на расстояния 4-5 миль. [9]
Из ранних исследований электричества было известно, что электрические явления распространяются с большой скоростью, и многие экспериментаторы работали над применением электричества для связи на расстоянии. Все известные эффекты электричества, такие как искры , электростатическое притяжение , химические изменения , электрические удары и позднее электромагнетизм , были применены к задачам обнаружения контролируемых передач электричества на различных расстояниях. [10]
В 1753 году анонимный автор журнала Scots Magazine предложил электростатический телеграф. Используя один провод для каждой буквы алфавита, сообщение можно было передать, поочередно подсоединив клеммы провода к электростатической машине и наблюдая за отклонением пробковых шариков на дальнем конце. [11] Автор так и не был точно идентифицирован, но письмо было подписано CM и отправлено Ренфрю , что привело к предложению Чарльза Маршалла из Ренфрю. [12] Телеграфы, использующие электростатическое притяжение, были основой ранних экспериментов по электрической телеграфии в Европе, но от них отказались как от непрактичных и так и не превратившихся в полезную систему связи. [13]
В 1774 году Жорж-Луи Лесаж создал первый электрический телеграф. У телеграфа был отдельный провод для каждой из 26 букв алфавита, и его радиус действия ограничивался двумя комнатами его дома. [14]
В 1800 году Алессандро Вольта изобрел гальваническую батарею , обеспечивающую непрерывный ток электричества для экспериментов. Это стало источником тока низкого напряжения, который можно было использовать для получения более выраженных эффектов и который был гораздо менее ограничен, чем мгновенный разряд электростатической машины , которая вместе с лейденскими банками была единственным известным ранее искусственным источником электричества. .
Еще одним очень ранним экспериментом в области электрической телеграфии был «электрохимический телеграф», созданный немецким врачом , анатомом и изобретателем Самуэлем Томасом фон Земмерингом в 1809 году на основе более ранней конструкции 1804 года испанского эрудита и ученого Франсиско Сальвы Кампильо . [15] В обеих конструкциях использовалось несколько проводов (до 35) для обозначения почти всех латинских букв и цифр. Таким образом, сообщения можно было передавать электрически на расстояние до нескольких километров (в конструкции фон Зёммеринга), при этом каждый провод телеграфного приемника был погружен в отдельную стеклянную трубку с кислотой. Отправитель последовательно пропускал электрический ток через различные провода, представляющие каждую букву сообщения; на стороне получателя токи последовательно электролизовали кислоту в трубках, выпуская потоки пузырьков водорода рядом с каждой соответствующей буквой или цифрой. Оператор телеграфного приемника наблюдал за пузырьками и затем мог записать переданное сообщение. [15] В отличие от более поздних телеграфов, в которых использовался одиночный провод (с заземлением).
Ганс Кристиан Эрстед в 1820 году обнаружил, что электрический ток создает магнитное поле, которое отклоняет стрелку компаса. В том же году Иоганн Швайггер изобрел гальванометр с обмоткой провода вокруг компаса, который можно было использовать в качестве чувствительного индикатора электрического тока. [16] Также в том же году Андре-Мари Ампер предположил, что телеграфия может быть достигнута путем размещения небольших магнитов под концами набора проводов, по одной паре проводов на каждую букву алфавита. В то время он, очевидно, не знал об изобретении Швайггера, которое сделало бы его систему гораздо более чувствительной. В 1825 году Питер Барлоу попробовал идею Ампера, но сумел заставить ее работать только на высоте более 200 футов (61 м) и объявил ее непрактичной. В 1830 году Уильям Ричи усовершенствовал конструкцию Ампера, поместив магнитные иглы внутри катушки с проводом, соединенной с каждой парой проводников. Он успешно продемонстрировал это, показав возможность создания электромагнитного телеграфа, но только в лекционном зале. [17]
В 1825 году Уильям Стерджен изобрел электромагнит с одной обмоткой неизолированного провода на куске лакированного железа , который увеличивал магнитную силу, создаваемую электрическим током. Джозеф Генри усовершенствовал его в 1828 году, поместив вокруг стержня несколько витков изолированного провода, создав гораздо более мощный электромагнит, который мог управлять телеграфом благодаря высокому сопротивлению длинных телеграфных проводов. [18] Во время своего пребывания в Академии Олбани с 1826 по 1832 год Генри впервые продемонстрировал теорию «магнитного телеграфа», позвонив в колокол через провод длиной в одну милю (1,6 км), натянутый вокруг комнаты в 1831 году. [19]
В 1835 году Джозеф Генри и Эдвард Дэви независимо изобрели ртутное электрическое реле , в котором магнитная игла погружается в сосуд с ртутью, когда электрический ток проходит через окружающую катушку. [20] [21] [22] В 1837 году Дэви изобрел гораздо более практичное металлическое замыкающее реле, которое стало предпочтительным реле в телеграфных системах и ключевым компонентом для периодического возобновления слабых сигналов. [23] Дэви продемонстрировал свою телеграфную систему в Риджентс-парке в 1837 году и получил патент 4 июля 1838 года. [24] Дэви также изобрел печатный телеграф, который использовал электрический ток телеграфного сигнала для маркировки ситцевой ленты, пропитанной калием . йодид и гипохлорит кальция . [25]
Первый работающий телеграф был построен английским изобретателем Фрэнсисом Рональдсом в 1816 году и использовал статическое электричество. [26] В семейном доме на Хаммерсмит Молл он установил полную подземную систему в траншее длиной 175 ярдов (160 м), а также подвесной телеграф длиной восемь миль (13 км). Линии были подключены на обоих концах к вращающимся циферблатам, отмеченным буквами алфавита, и электрические импульсы, посылаемые по проводу, использовались для передачи сообщений. Предложив свое изобретение Адмиралтейству в июле 1816 года, оно было отклонено как «совершенно ненужное». [27] Его отчет о схеме и возможностях быстрой глобальной связи в « Описаниях электрического телеграфа и некоторых других электрических устройств» [28] был первой опубликованной работой по электрической телеграфии и даже описывал риск задержки сигнала из-за индукции. [29] Элементы конструкции Роналдса были использованы при последующей коммерциализации телеграфа более 20 лет спустя. [30]
Телеграф Шиллинга , изобретенный бароном Шиллингом фон Канштаттом в 1832 году, был одним из первых игольчатых телеграфов . Он имел передающее устройство, представлявшее собой клавиатуру с 16 черно-белыми клавишами. [31] Они служили для переключения электрического тока. Приемный прибор состоял из шести гальванометров с магнитными иглами, подвешенными на шелковых нитях . Две станции телеграфа Шиллинга были соединены восемью проводами; шесть были связаны с гальванометрами, один служил для обратного тока и один для сигнального звонка. Когда на исходной станции оператор нажимал клавишу, соответствующий указатель отклонялся на приемной станции. Разное расположение черно-белых флажков на разных дисках давало комбинации, соответствующие буквам или цифрам. Павел Шиллинг впоследствии усовершенствовал свой аппарат, сократив количество соединительных проводов с восьми до двух.
21 октября 1832 года Шиллингу удалось осуществить передачу сигналов на короткие расстояния между двумя телеграфами в разных комнатах своей квартиры. В 1836 году британское правительство попыталось купить этот проект, но вместо этого Шиллинг принял предложение Николая I из России . Телеграф Шиллинга был испытан на экспериментальном подземном и подводном кабеле длиной 5 километров (3,1 мили), проложенном вокруг здания главного Адмиралтейства в Санкт-Петербурге, и был одобрен для телеграфирования между императорским дворцом в Петергофе и военно-морской базой в Кронштадте . . Однако проект был отменен после смерти Шиллинга в 1837 году. [32] Шиллинг был также одним из первых, кто реализовал на практике идею двоичной системы передачи сигналов. [31] Его работу перенял и развил Мориц фон Якоби , который изобрел телеграфное оборудование, которое использовалось царем Александром III для соединения Императорского дворца в Царском Селе и Кронштадтской военно-морской базы .
В 1833 году Карл Фридрих Гаусс вместе с профессором физики Вильгельмом Вебером в Геттингене проложили провод длиной 1200 метров (3900 футов) над крышами города. Гаусс объединил мультипликатор Поггендорфа-Швайгера со своим магнитометром, чтобы создать более чувствительное устройство — гальванометр . Чтобы изменить направление электрического тока, он сконструировал собственный коммутатор . В результате ему удалось заставить дальнюю стрелку двигаться в направлении, заданном коммутатором на другом конце линии.
Сначала Гаусс и Вебер использовали телеграф для координации времени, но вскоре разработали другие сигналы и, наконец, собственный алфавит. Алфавит был закодирован в двоичном коде, который передавался положительными или отрицательными импульсами напряжения, которые генерировались путем перемещения индукционной катушки вверх и вниз над постоянным магнитом и соединения катушки с проводами передачи с помощью коммутатора. Страница лабораторной тетради Гаусса, содержащая и его код, и первое переданное сообщение, а также копия телеграфа, изготовленная в 1850-х годах по указанию Вебера, хранятся на физическом факультете Геттингенского университета, в Германии .
Гаусс был убежден, что это сообщение поможет городам его королевства. Позже в том же году вместо гальванической батареи Гаусс использовал индукционный импульс, что позволило ему передавать семь букв в минуту вместо двух. У изобретателей и университета не было средств на разработку телеграфа самостоятельно, но они получили финансирование от Александра фон Гумбольдта . Карл Август Штайнхайль в Мюнхене смог построить в городе телеграфную сеть в 1835–1836 годах. В 1838 году Штайнхайль установил телеграф на железнодорожной линии Нюрнберг-Фюрт , построенной в 1835 году как первая немецкая железная дорога, которая стала первым введенным в эксплуатацию наземным телеграфом .
К 1837 году Уильям Фотергилл Кук и Чарльз Уитстон совместно разработали телеграфную систему , в которой использовалось несколько игл на доске, которые можно было перемещать, указывая на буквы алфавита. Можно было использовать любое количество игл, в зависимости от количества символов, которые требовалось закодировать. В мае 1837 года они запатентовали свою систему. В патенте рекомендовалось использовать пять игл, которые кодировали двадцать из 26 букв алфавита.
Сэмюэл Морзе самостоятельно разработал и запатентовал записывающий электрический телеграф в 1837 году. Помощник Морса Альфред Вейл разработал прибор для записи полученных сообщений, получивший название регистра. Он наносил точки и тире на движущуюся бумажную ленту стилусом, приводившимся в действие электромагнитом. [33] Морс и Вейл разработали сигнальный алфавит азбуки Морзе . Первая телеграмма в Соединенных Штатах была отправлена Морсом 11 января 1838 года по проволоке длиной в две мили (3 км) на металлургическом заводе Спидвелл недалеко от Морристауна, штат Нью-Джерси, хотя только позже, в 1844 году, он отправил сообщение « ЧТО? » СДЕЛАЛ БОГ » на протяжении 44 миль (71 км) от Капитолия в Вашингтоне до старого депо Маунт-Клэр в Балтиморе . [34] [35]
Первым коммерческим электрическим телеграфом стала система Кука и Уитстона . Демонстрационная четырехигольная система была установлена на участке Юстон - Камден-Таун лондонско-бирмингемской железной дороги Роберта Стивенсона в 1837 году для сигнализации буксировки локомотивов по канату. [36] Он был отклонен в пользу пневматических свистков. [37] Кук и Уитстон добились своего первого коммерческого успеха с системой, установленной на Великой Западной железной дороге на протяжении 13 миль (21 км) от станции Паддингтон до Вест-Дрейтона в 1838 году. [38] Это была пятиигольная шестипроводная система. [37] система. Основным преимуществом этой системы было то, что она отображала отправляемое письмо, поэтому операторам не нужно было изучать код. Эта система пострадала из-за нарушения изоляции подземных кабелей. [39] [40] Когда линия была продлена до Слау в 1843 году, телеграф был преобразован в одноигольную двухпроводную систему с неизолированными проводами на столбах. [41] Стоимость установки проводов в конечном итоге оказалась более экономически значимой, чем стоимость обучения операторов. Одноигольный телеграф оказался очень успешным на британских железных дорогах, и в конце девятнадцатого века все еще использовалось 15 000 таких телеграфов. Некоторые оставались в эксплуатации в 1930-е годы. [42] The Electric Telegraph Company , первая в мире общественная телеграфная компания, была основана в 1845 году финансистом Джоном Льюисом Рикардо и Куком. [43] [44]
В 1840 году Уитстон разработал практичную алфавитную систему, названную системой ABC, которая использовалась в основном в частных проводах. Он состоял из «коммуникатора» на передающей стороне и «индикатора» на принимающей стороне. Коммуникатор представлял собой круглый циферблат с указателем и 26 буквами алфавита (и четырьмя знаками препинания) по окружности. Напротив каждой буквы была клавиша, которую можно было нажать. Передача начнется с того, что указатели на циферблатах на обоих концах будут установлены в исходное положение. Затем передающий оператор нажимал клавишу, соответствующую букве, которую необходимо передать. В основании коммуникатора располагалось магнето, приводившееся в действие ручкой спереди. Его можно было бы включить для подачи переменного напряжения в линию. Каждый полупериод тока будет перемещать указатели на обоих концах на одну позицию. Когда указатель достигал положения нажатой клавиши, он останавливался и магнето отключалось от линии. Стрелка коммуникатора была прикреплена к механизму магнето. Указатель индикатора перемещался поляризованным электромагнитом, якорь которого был соединен с ним через спусковой механизм . При этом переменное сетевое напряжение переместило указатель индикатора на положение нажатой клавиши коммуникатора. Нажатие другой клавиши освободит указатель и предыдущую клавишу и снова подключит магнето к линии. [45] Эти машины были очень надежными и простыми в эксплуатации, и они использовались в Великобритании вплоть до 20 века. [46] [47]
Система Морзе использует один провод между офисами. На передающей станции оператор нажимает на переключатель, называемый телеграфным ключом , и набирает текстовые сообщения азбукой Морзе . Первоначально якорь предназначался для нанесения меток на бумажную ленту, но операторы научились интерпретировать щелчки, и было более эффективно записывать сообщение напрямую.
В 1851 году конференция стран Немецко-австрийского телеграфного союза (в который входили многие страны Центральной Европы) в Вене приняла телеграф Морзе в качестве системы международной связи. [48] Принятый международный код Морзе был значительно изменен по сравнению с оригинальным американским кодом Морзе и был основан на коде, используемом на железных дорогах Гамбурга ( Герке , 1848). [49] Общий код был необходимым шагом для обеспечения прямой телеграфной связи между странами. При использовании других кодов для перевода и повторной передачи сообщения требовались дополнительные операторы. В 1865 году конференция в Париже приняла код Герке как международный код Морзе и отныне стал международным стандартом. США, однако, какое-то время продолжали использовать американскую азбуку Морзе внутри страны, поэтому международные сообщения требовали повторной передачи в обоих направлениях. [50]
В Соединенных Штатах телеграф Морса/Вейла был быстро развернут в течение двух десятилетий после первой демонстрации в 1844 году. Сухопутный телеграф соединил западное побережье континента с восточным побережьем к 24 октября 1861 года, положив конец использованию Пони-экспресса. . [51]
Франция не спешила с внедрением электрического телеграфа из-за обширной системы оптического телеграфа , построенной в эпоху Наполеона . Были также серьезные опасения, что электрический телеграф может быть быстро выведен из строя вражескими диверсантами, что было гораздо сложнее сделать с оптическим телеграфом, у которого между станциями не было открытого оборудования. В конечном итоге был принят на вооружение телеграф Фуа -Бреге . Это была двухигольная система, в которой использовались два сигнальных провода, но она отображалась совершенно иначе, чем другие игольчатые телеграфы. Иглы сделали символы похожими на символы оптической системы Шаппа , что сделало их более знакомыми телеграфистам. Оптическая система была выведена из эксплуатации начиная с 1846 года, но полностью только в 1855 году. В этом году система Фуа-Бреге была заменена системой Морзе. [52]
Наряду с быстрым расширением использования телеграфов на железных дорогах они вскоре распространились и на сферу массовой связи с приборами, установленными в почтовых отделениях . Началась эра массового личного общения. Строительство телеграфных сетей было дорогостоящим, но финансирование было легко доступно, особенно со стороны лондонских банкиров. К 1852 году национальные системы действовали в крупных странах: [53] [54]
Например, компания New York and Mississippi Printing Telegraph Company была создана в 1852 году в Рочестере, штат Нью-Йорк, и в конечном итоге стала Western Union Telegraph Company . [57] Хотя во многих странах были телеграфные сети, всемирной связи не было . Сообщение по почте по-прежнему оставалось основным средством связи со странами за пределами Европы.
Телеграфия была введена в Средней Азии в 1870-х годах. [59]
Постоянной целью телеграфии было снижение стоимости сообщения за счет сокращения ручной работы или увеличения скорости отправки. Было много экспериментов с движущимися указателями и различными электрическими кодировками. Однако большинство систем были слишком сложными и ненадежными. Успешным способом снижения стоимости сообщения стало развитие телеграфа .
Первой системой, для работы которой не требовались квалифицированные специалисты, была система ABC Чарльза Уитстона в 1840 году, в которой буквы алфавита располагались вокруг циферблата, а сигнал заставлял иглу указывать букву. Эта ранняя система требовала присутствия получателя в режиме реального времени для записи сообщения и достигала скорости до 15 слов в минуту.
В 1846 году Александр Бейн запатентовал химический телеграф в Эдинбурге. Сигнальный ток перемещал железную ручку по движущейся бумажной ленте, пропитанной смесью нитрата аммония и ферроцианида калия, разлагая химическое вещество и оставляя читаемые синие метки азбукой Морзе. Скорость печатного телеграфа составляла 16 с половиной слов в минуту, однако сообщения по-прежнему требовали перевода на английский язык живыми переписчиками. Химическая телеграфия прекратила свое существование в США в 1851 году, когда группа Морзе отклонила патент Бэйна в Окружном суде США. [60]
В течение короткого периода, начиная с линии Нью-Йорк-Бостон в 1848 году, в некоторых телеграфных сетях начали работать звукооператоры, которые были обучены понимать азбуку Морзе на слух. Постепенно использование звукооператоров устранило необходимость в телеграфных приемниках включать в себя регистр и ленту. Вместо этого приемный инструмент превратился в «эхолот» — электромагнит, который возбуждался током и притягивал небольшой железный рычаг. При открытии или закрытии звукового ключа рычаг звукового устройства ударялся о наковальню. Оператор Морзе различал точку и тире по короткому или длинному интервалу между двумя щелчками. Затем сообщение было написано от руки. [61]
В 1846 году Royal Earl House разработала и запатентовала телеграфную систему печати букв, в которой в качестве передатчика использовалась алфавитная клавиатура, а приемник автоматически печатал буквы на бумаге [62] , а в 1852 году последовала версия с паровым приводом . 63] Сторонники печатной телеграфии заявили, что это устранит ошибки операторов Морзе. К 1852 году машина Хауса использовалась на четырех основных телеграфных линиях Америки. Скорость машины Хауса была заявлена как 2600 слов в час. [64]
Дэвид Эдвард Хьюз изобрел печатный телеграф в 1855 году; он использовал клавиатуру с 26 клавишами для алфавита и вращающееся колесо, которое определяло передаваемую букву по времени, прошедшему с момента предыдущей передачи. Система допускала автоматическую запись на принимающей стороне. Система была очень стабильной и точной и получила признание во всем мире. [65]
Следующим усовершенствованием стал код Бодо 1874 года. Французский инженер Эмиль Бодо запатентовал печатный телеграф, в котором сигналы автоматически переводились в типографские символы. Каждому символу был присвоен пятибитный код, механически интерпретируемый по состоянию пяти переключателей включения/выключения. Операторам приходилось поддерживать постоянный ритм, а обычная скорость работы составляла 30 слов в минуту. [66]
К этому моменту прием был автоматизирован, но скорость и точность передачи все еще ограничивались навыками человека-оператора. Первую практическую автоматизированную систему запатентовал Чарльз Уитстон. Сообщение ( кодом Морзе ) было напечатано на куске перфорированной ленты с помощью устройства, похожего на клавиатуру, под названием «Stick Punch». Передатчик автоматически прокрутил ленту и передал сообщение с исключительно высокой на тот момент скоростью — 70 слов в минуту.
Ранний успешный телетайп был изобретен Фредериком Г. Кридом . В Глазго он создал свой первый перфоратор для клавиатуры, в котором для пробивания отверстий использовался сжатый воздух. Он также создал реперфоратор (приемный перфоратор) и принтер. Реперфоратор записывал входящие сигналы Морзе на бумажную ленту, а принтер декодировал эту ленту для печати буквенно-цифровых символов на обычной бумаге. Так возникла высокоскоростная автоматическая система печати Creed, которая могла работать со скоростью 200 слов в минуту. Его система была принята Daily Mail для ежедневной передачи содержания газеты.
С изобретением телетайпа телеграфное кодирование стало полностью автоматизированным. Ранние телетайпы использовали код Бодо ITA-1 , пятибитный код. В результате получилось всего тридцать два кода, поэтому он был разделен на две «смены», «буквы» и «цифры». Явный, общий код смены предшествует каждому набору букв и цифр. В 1901 году код Бодо был модифицирован Дональдом Мюрреем .
В 1930-х годах телетайпы производились компаниями Teletype в США, Creed в Великобритании и Siemens в Германии.
К 1935 году маршрутизация сообщений стала последним серьезным препятствием на пути к полной автоматизации. Крупные поставщики телеграфной связи начали разрабатывать системы, которые использовали телефонный дисковый набор для подключения телетайпов. Эти получившиеся системы получили название «Телекс» (TELegraph EXchange). Телексные аппараты сначала выполняли импульсный набор номера в стиле дискового телефона для переключения каналов , а затем отправляли данные по ITA2 . Эта телексная маршрутизация «типа А» функционально автоматизирует маршрутизацию сообщений.
Первая сеть телекса с широким покрытием была реализована в Германии в 1930-х годах [67] как сеть, используемая для связи внутри правительства.
При скорости 45,45 (±0,5%) бод , которая в то время считалась быстрой, до 25 телексных каналов могли совместно использовать один междугородний телефонный канал за счет использования голосового телеграфного мультиплексирования , что делало телекс наименее дорогим методом надежной междугородной связи. коммуникация.
Служба автоматического обмена телетайпами была введена в Канаде компаниями CPR Telegraphs и CN Telegraph в июле 1957 года, а в 1958 году Western Union начала строить сеть телекса в Соединенных Штатах. [68]
Самым дорогостоящим этапом телеграфной системы была установка – прокладка провода, которая часто была очень длинной. Затраты можно было бы лучше покрыть, если бы нашли способ отправлять более одного сообщения одновременно по одному проводу, что увеличило бы доход на каждый провод. Ранние устройства включали дуплекс и квадруплекс , которые позволяли соответственно одну или две телеграфные передачи в каждом направлении. Однако на наиболее загруженных линиях требовалось еще большее количество каналов. Во второй половине 1800-х годов несколько изобретателей работали над созданием такого метода, в том числе Чарльз Бурсель , Томас Эдисон , Элиша Грей и Александр Грэм Белл .
Один из подходов заключался в том, чтобы использовать резонаторы нескольких разных частот в качестве носителей модулированного двухпозиционного сигнала. Это был гармонический телеграф, разновидность частотного мультиплексирования . Эти различные частоты, называемые гармониками, затем можно было объединить в один комплексный сигнал и отправить по одному проводу. На приемной стороне частоты будут разделены соответствующим набором резонаторов.
Когда набор частот передавался по одному проводу, стало понятно, что сам человеческий голос можно передавать по проводу электрически. Эти усилия привели к изобретению телефона . (Хотя работа по передаче нескольких телеграфных сигналов в один провод привела к созданию телефонии, более поздние достижения позволили упаковать несколько голосовых сигналов в один провод за счет увеличения полосы пропускания за счет модуляции частот, намного превышающих возможности человеческого слуха. В конечном итоге полоса пропускания была значительно расширена за счет использования лазера. световые сигналы передаются по оптоволоконным кабелям. Оптоволоконная передача может передавать 25 000 телефонных сигналов одновременно по одному волокну. [69] )
Вскоре после того, как были введены в эксплуатацию первые успешные телеграфные системы, впервые была предложена возможность передачи сообщений через море с помощью подводных кабелей связи . Одной из основных технических задач было обеспечить достаточную изоляцию подводного кабеля, чтобы предотвратить утечку электрического тока в воду. В 1842 году шотландский хирург Уильям Монтгомери [70] представил в Европе гуттаперчу — клейкий сок дерева Palaquium гутта . Майкл Фарадей и Уитстон вскоре обнаружили достоинства гуттаперчи как изолятора, а в 1845 году последний предложил использовать ее для покрытия провода, который предполагалось проложить от Дувра до Кале . Гуттаперча использовалась в качестве изоляции на проводе, проложенном через Рейн между Дойцем и Кельном . [71] В 1849 году К. В. Уокер , электрик Юго-Восточной железной дороги , погрузил в воду провод длиной 2 мили (3,2 км), покрытый гуттаперчей, у побережья Фолкстона, который был успешно испытан. [70]
Джон Уоткинс Бретт , инженер из Бристоля , добивался и получил разрешение от Луи-Филиппа в 1847 году на установление телеграфной связи между Францией и Англией. Первый подводный кабель был проложен в 1850 году, соединив две страны, а затем последовало соединение с Ирландией и Нидерландами.
Компания Atlantic Telegraph была основана в Лондоне в 1856 году для строительства коммерческого телеграфного кабеля через Атлантический океан. Он был успешно завершен 18 июля 1866 года кораблем SS Great Eastern под командованием сэра Джеймса Андерсона после множества неудач на пути. [72] Джон Пендер, один из жителей Грейт-Истерн, позже основал несколько телекоммуникационных компаний, в основном прокладывающих кабели между Великобританией и Юго-Восточной Азией. [73] Ранее попытки прокладки трансатлантических подводных кабелей предпринимались в 1857, 1858 и 1865 годах. Кабель 1857 года работал с перерывами лишь в течение нескольких дней или недель, прежде чем вышел из строя. Исследование подводных телеграфных кабелей усилило интерес к математическому анализу очень длинных линий электропередачи . Телеграфные линии из Великобритании в Индию были соединены в 1870 году. (Эти несколько компаний объединились в Восточную телеграфную компанию в 1872 году.) Экспедиция HMS Challenger в 1873–1876 годах нанесла на карту дно океана для будущих подводных телеграфных кабелей. [74]
Впервые Австралия была связана с остальным миром в октябре 1872 года подводным телеграфным кабелем в Дарвине. [75] Это привело к появлению новостей из остального мира. [76] Телеграф через Тихий океан был завершен в 1902 году и, наконец, охватил весь мир.
С 1850-х годов и до начала 20-го века британские подводные кабельные системы доминировали в мировой системе. Это было сформулировано как официальная стратегическая цель, которая стала известна как « Всекрасная линия» . [77] В 1896 году в мире было тридцать кабелеукладчиков, двадцать четыре из них принадлежали британским компаниям. В 1892 году британские компании владели и управляли двумя третями мировых кабелей, а к 1923 году их доля все еще составляла 42,7 процента. [78]
Cable & Wireless — британская телекоммуникационная компания, берущая свое начало в 1860-х годах, основателем которой был сэр Джон Пендер [79] , хотя название было принято только в 1934 году. Оно образовалось в результате последовательных слияний, в том числе:
Основная статья § Раздел: История долготы § Межевание и телеграфия .
Телеграф был очень важен для отправки сигналов времени для определения долготы, обеспечивая большую точность, чем была доступна ранее. Долгота измерялась путем сравнения местного времени (например, местный полдень наступает, когда солнце находится в самой высокой точке над горизонтом) с абсолютным временем (временем, которое одинаково для наблюдателя в любой точке Земли). Если местное время двух мест отличается на один час, разница в долготе между ними составит 15° (360°/24 часа). До появления телеграфии абсолютное время можно было получить из астрономических событий, таких как затмения , затмения или лунные расстояния , или путем транспортировки точных часов ( хронометра ) из одного места в другое.
Идея использования телеграфа для передачи сигнала времени для определения долготы была предложена Франсуа Араго Сэмюэлю Морзе в 1837 году [82] , а первое испытание этой идеи было проведено капитаном ВМС США Уилксом в 1844 году на основании таблицы Морзе. линия между Вашингтоном и Балтимором. [83] Вскоре этот метод стал использоваться на практике для определения долготы, в частности, Береговой службой США, а также на все более и более длинных расстояниях по мере распространения телеграфной сети по Северной Америке и всему миру, а также по мере того, как технические разработки повышали точность и производительность [84]. ] : 318–330 [85] : 98–107
«Телеграфная сеть долгот» [86] вскоре стала всемирной. Трансатлантические связи между Европой и Северной Америкой были установлены в 1866 и 1870 годах. ВМС США распространили наблюдения на Вест-Индию, Центральную и Южную Америку с помощью дополнительной трансатлантической связи из Южной Америки в Лиссабон в период с 1874 по 1890 год. [87] [88] [ 89] [90] Британские, российские и американские наблюдения создали цепочку из Европы через Суэц, Аден, Мадрас, Сингапур, Китай и Японию до Владивостока, оттуда в Санкт-Петербург и обратно в Западную Европу. [91]
Австралия была связана с Сингапуром через Яву в 1871 году [92] , а в 1902 году сеть облетела весь земной шар, соединив Австралию и Новую Зеландию с Канадой через Красную линию . Двойное определение долготы с востока на запад и с запада на восток согласовывалось с точностью до одной угловой секунды ( 1 ⁄ секунды времени – менее 30 метров). [93]
Возможность отправлять телеграммы приносила очевидные преимущества тем, кто вел войну. Секретные сообщения были закодированы, поэтому одного перехвата было бы недостаточно для получения преимущества противной стороной. Существовали также географические ограничения на перехват телеграфных кабелей, что повышало безопасность, однако с развитием радиотелеграфии перехват стал гораздо более распространенным.
Крымская война была одним из первых конфликтов, в которых использовался телеграф , и одним из первых конфликтов, широко задокументированных. В 1854 году правительство в Лондоне создало военный телеграфный отряд для армии, которым командовал офицер Королевских инженеров . В его состав должны были войти двадцать пять человек из Королевского корпуса саперов и горняков, обученных компанией Electric Telegraph для создания и эксплуатации первого полевого электрического телеграфа. [94]
Журналистскую запись войны предоставил Уильям Ховард Рассел (писавший для газеты «Таймс» ) с фотографиями Роджера Фентона . [95] Новости от военных корреспондентов держали общественность стран, вовлеченных в войну, в курсе повседневных событий так, как это было невозможно ни в одной из предыдущих войн. После того, как в конце 1854 года французы распространили телеграф на побережье Черного моря, новости достигли Лондона за два дня. Когда в апреле 1855 года британцы проложили подводный кабель к Крымскому полуострову, новости достигли Лондона за несколько часов. Ежедневные сводки новостей активизировали общественное мнение, что свергло правительство и привело к тому, что лорд Пальмерстон стал премьер-министром. [96]
Во время Гражданской войны в США телеграф доказал свою ценность как тактическое, оперативное и стратегическое средство связи и внес важный вклад в победу Союза. [97] Напротив, Конфедерация не смогла эффективно использовать гораздо меньшую телеграфную сеть Юга. До войны телеграфные системы в основном использовались в коммерческом секторе. Правительственные здания не были соединены между собой телеграфными линиями, а для передачи сообщений туда и обратно полагались на бегунов. [98] До войны правительство не видело необходимости соединять линии в черте города, однако они видели возможность использования линий между городами. Вашингтон, округ Колумбия, будучи центром правительства, имел больше всего связей, но из города шло лишь несколько линий, идущих на север и юг. [98] Только во время Гражданской войны правительство увидело истинный потенциал телеграфной системы. Вскоре после обстрела форта Самтер Юг перерезал телеграфные линии, идущие в Вашингтон, что повергло город в состояние паники, поскольку они опасались немедленного вторжения Юга. [99] [98]
В течение 6 месяцев после начала войны Военный телеграфный корпус США (USMT) проложил около 300 миль (480 км) линии связи. К концу войны они проложили около 15 000 миль (24 000 км) линий связи, 8 000 для военных и 5 000 для коммерческого использования, и обработали около 6,5 миллионов сообщений. Телеграф был важен не только для связи внутри вооруженных сил, но и в гражданском секторе, помогая политическим лидерам сохранять контроль над своими округами. [99]
Еще до войны Американская телеграфная компания неофициально подвергала цензуре подозрительные сообщения, чтобы заблокировать помощь движению за отделение. Во время войны военный министр Саймон Кэмерон , а позже Эдвин Стэнтон хотели контролировать телеграфные линии, чтобы поддерживать поток информации. В начале войны одним из первых действий Стэнтона на посту военного министра было перемещение телеграфных линий с окончания в штаб-квартире Макклеллана на завершение в военном министерстве. Сам Стэнтон сказал: «[телеграфия] - моя правая рука». Телеграфия способствовала победам Севера, включая битву при Антиетаме (1862 г.), битву при Чикамауге (1863 г.) и марш Шермана к морю (1864 г.). [99]
Телеграфная система все еще имела свои недостатки. USMT, хотя и был основным источником телеграфистов и кабелей, по-прежнему оставался гражданским агентством. Большинство операторов сначала были наняты телеграфными компаниями, а затем переданы по контракту военному министерству. Это создало напряженность между генералами и их операторами. Одним из источников раздражения было то, что операторам USMT не приходилось подчиняться военным властям. Обычно они действовали без колебаний, но от них этого не требовалось, поэтому Альберт Майер в феврале 1863 года создал Корпус связи армии США . Будучи новым главой Корпуса связи, Майер старался взять под свое командование всю телеграфную и флаговую сигнализацию, и поэтому при условии соблюдения воинской дисциплины. После создания Корпуса связи Майер продолжил разработку новых телеграфных систем. Хотя USMT полагалась в основном на гражданские линии и операторов, новый полевой телеграф Корпуса связи можно было развернуть и демонтировать быстрее, чем систему USMT. [99]
Во время Первой мировой войны телеграфная связь Великобритании была почти полностью бесперебойной, при этом ей удалось быстро перерезать немецкие кабели по всему миру. [100] Британское правительство подвергло цензуре телеграфные кабельные компании, стремясь искоренить шпионаж и ограничить финансовые операции со странами Центральных держав. [101] Доступ Великобритании к трансатлантическим кабелям и ее опыт взлома кодов привели к инциденту с Telegram Циммермана , который способствовал вступлению США в войну . [102] Несмотря на приобретение Великобританией немецких колоний и экспансию на Ближний Восток, военный долг привел к ослаблению британского контроля над телеграфными кабелями, в то время как контроль США вырос. [103]
Вторая мировая война возродила «кабельную войну» 1914–1918 годов. В 1939 году принадлежащие Германии кабели через Атлантику были снова перерезаны, а в 1940 году итальянские кабели, ведущие в Южную Америку и Испанию, были перерезаны в ответ на действия Италии против двух из пяти британских кабелей, связывающих Гибралтар и Мальту. Electra House , головной офис и центральная станция кабельного телевидения компании Cable & Wireless, был поврежден немецкой бомбардировкой в 1941 году. [104]
Движения Сопротивления в оккупированной Европе саботировали средства связи, такие как телеграфные линии, [105] вынуждая немцев использовать беспроводной телеграф , который затем мог быть перехвачен Великобританией. Немцы разработали очень сложное телетайпное устройство (нем. Schlüssel-Zusatz , «шифровальное устройство»), которое использовалось для шифрования телеграмм с использованием шифра Лоренца между немецким верховным командованием ( ОКВ ) и группами армий в полевых условиях. Они содержали отчеты о ситуации, планы боевых действий и обсуждения стратегии и тактики. Великобритания перехватила эти сигналы, определила, как работает шифровальная машина, и расшифровала большой объем телетайпного трафика. [106]
В Америке конец эпохи телеграфа можно связать с падением телеграфной компании Western Union . Western Union была ведущим поставщиком телеграфных услуг в Америке и считалась лучшим конкурентом National Bell Telephone Company . Western Union и Bell инвестировали в телеграфные и телефонные технологии. Решение Western Union позволить Bell получить преимущество в телефонных технологиях было результатом неспособности высшего руководства Western Union предвидеть превосходство телефона над доминирующей в то время телеграфной системой. Western Union вскоре проиграла судебную тяжбу за права на свои телефонные авторские права. Это привело к тому, что Western Union согласилась занять меньшую позицию в телефонной конкуренции, что, в свою очередь, привело к уменьшению количества телеграфа. [99]
Хотя телеграф не был предметом юридических баталий, произошедших примерно в 1878 году, компании, пострадавшие от последствий этой битвы, были основными силами телеграфии в то время. Western Union считала, что соглашение 1878 года укрепит роль телеграфии в качестве предпочтительного средства связи на большие расстояния. Однако из-за недооценки будущего телеграфа [ требуются дальнейшие объяснения ] и плохих контрактов деятельность Western Union пришла в упадок. [99] AT&T приобрела рабочий контроль над Western Union в 1909 году, но отказалась от него в 1914 году под угрозой антимонопольного законодательства. AT&T купила предприятия электронной почты и телекса Western Union в 1990 году.
Хотя коммерческие «телеграфные» услуги все еще доступны во многих странах , передача обычно осуществляется через компьютерную сеть , а не через выделенное проводное соединение.
Благодаря этим открытиям появилось множество изобретателей или, скорее, «адаптеров», которые взяли эти новые знания и превратили их в полезные идеи, имеющие коммерческую полезность; Первым из этих «продуктов» было использование электричества для передачи информации между удаленными точками — электрический телеграф.
Статья 11.
