Электрическая телеграфия — это система обмена текстовыми сообщениями «точка-точка» , которая в основном использовалась 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 более быстрой отправки текстовых сообщений, чем их физическая передача. [1] [2] Электрическую телеграфию можно считать первым примером электротехники . [3]
Текстовая телеграфия состояла из двух или более географически разделенных станций, называемых телеграфными отделениями . Отделения были соединены проводами, обычно поддерживаемыми наверху на опорах электропередач . Было изобретено много электрических телеграфных систем, которые работали по-разному, но те, которые получили широкое распространение, укладываются в две широкие категории. Во-первых, это игольчатые телеграфы, в которых электрический ток, посылаемый по телеграфной линии, создает электромагнитную силу для перемещения указателя в форме иглы в положение над печатным списком. Ранние модели игольчатых телеграфов использовали несколько игл, поэтому требовали установки нескольких проводов между станциями. Первой коммерческой игольчатой телеграфной системой и наиболее широко используемой в своем роде была телеграфная система Кука и Уитстона , изобретенная в 1837 году. Вторая категория — это арматурные системы, в которых ток активирует телеграфный зуммер , который издает щелчок; связь в этом типе системы основана на отправке щелчков в закодированных ритмических узорах. Прообразом этой категории была система Морзе и связанный с ней код, изобретенные Сэмюэлем Морзе в 1838 году. В 1865 году система Морзе стала стандартом международной связи, используя модифицированную форму кода Морзе, разработанного для немецких железных дорог.
Электрические телеграфы использовались появляющимися железнодорожными компаниями для подачи сигналов в системы управления поездами, сводя к минимуму вероятность столкновения поездов друг с другом. [4] Это было построено на основе системы сигнальных блоков , в которой сигнальные посты вдоль линии сообщаются с соседними постами посредством телеграфного звучания однотактных колоколов и трехпозиционных стрелочных телеграфных приборов.
В 1840-х годах электрический телеграф вытеснил оптические телеграфные системы, такие как семафоры, став стандартным способом отправки срочных сообщений. Ко второй половине века большинство развитых стран имели коммерческие телеграфные сети с местными телеграфными отделениями в большинстве городов и поселков, что позволяло населению отправлять сообщения (называемые телеграммами ), адресованные любому человеку в стране, за определенную плату.
Начиная с 1850 года подводные телеграфные кабели позволили осуществить первую быструю связь между людьми на разных континентах. Почти мгновенная передача сообщений телеграфом через континенты – и между континентами – имела широкомасштабные социальные и экономические последствия. Электрический телеграф привел к изобретению Гульельмо Маркони беспроводного телеграфа , первого средства радиоволновой связи, которое он начал в 1894 году. [5]
В начале 20-го века ручное управление телеграфными аппаратами было постепенно заменено сетями телетайпов . Растущее использование телефона отодвинуло телеграфию только в область узкоспециализированного использования; ее использование широкой публикой свелось к приветствиям по особым случаям. Развитие Интернета и электронной почты в 1990-х годах в значительной степени сделало специализированные телеграфные сети устаревшими.
До появления электрического телеграфа использовались визуальные системы, включая маяки , дымовые сигналы , флажные семафоры и оптические телеграфы для передачи визуальных сигналов на большие расстояния по суше. [6]
Слуховым предшественником были западноафриканские говорящие барабаны . В 19 веке барабанщики йоруба использовали говорящие барабаны для имитации человеческого тонального языка [7] [8] для передачи сложных сообщений — обычно относительно новостей о рождении, церемониях и военных конфликтах — на расстояние 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 проблемам обнаружения контролируемых передач электричества на различных расстояниях. [10]
В 1753 году анонимный автор в Scots Magazine предложил электростатический телеграф. Используя один провод для каждой буквы алфавита, сообщение можно было передать, подключив клеммы провода по очереди к электростатической машине и наблюдая за отклонением шариков на дальнем конце. [11] Автор никогда не был точно идентифицирован, но письмо было подписано CM и отправлено из Ренфрю, что привело к предположению Чарльза Маршалла из Ренфрю. [12] Телеграфы, использующие электростатическое притяжение, были основой ранних экспериментов в области электрической телеграфии в Европе, но были заброшены как непрактичные и так и не были развиты в полезную систему связи. [13]
В 1774 году Жорж-Луи Ле Саж создал ранний электрический телеграф. Телеграф имел отдельный провод для каждой из 26 букв алфавита , а его радиус действия был ограничен двумя комнатами его дома. [14]
В 1800 году Алессандро Вольта изобрел вольтов столб , обеспечивающий непрерывный ток электричества для экспериментов. Это стало источником тока низкого напряжения, который можно было использовать для получения более четких эффектов, и который был гораздо менее ограничен, чем мгновенный разряд электростатической машины , которая вместе с лейденскими банками была единственными ранее известными источниками электричества, созданными человеком.
Другим очень ранним экспериментом в области электрической телеграфии был «электрохимический телеграф», созданный немецким врачом , анатомом и изобретателем Самуэлем Томасом фон Зёммерингом в 1809 году на основе более раннего проекта 1804 года испанского полимата и ученого Франсиско Сальвы Кампильо . [15] Оба их проекта использовали несколько проводов (до 35) для представления почти всех латинских букв и цифр. Таким образом, сообщения могли передаваться электрически на расстояние до нескольких километров (в проекте фон Зёммеринга), при этом каждый из проводов телеграфного приемника был погружен в отдельную стеклянную трубку с кислотой. Электрический ток последовательно подавался отправителем через различные провода, представляющие каждую букву сообщения; на конце получателя токи электролизовали кислоту в трубках последовательно, выпуская потоки пузырьков водорода рядом с каждой связанной буквой или цифрой. Оператор телеграфного приемника наблюдал за пузырьками и затем мог записывать переданное сообщение. [15] Это контрастирует с более поздними телеграфами, которые использовали один провод (с заземляющим проводом).
Ганс Христиан Эрстед в 1820 году открыл, что электрический ток создает магнитное поле, которое отклоняет стрелку компаса. В том же году Иоганн Швейгер изобрел гальванометр с катушкой провода вокруг компаса, который можно было использовать в качестве чувствительного индикатора электрического тока. [16] Также в том же году Андре-Мари Ампер предположил, что телеграфию можно осуществить, поместив небольшие магниты под концы набора проводов, по одной паре проводов на каждую букву алфавита. По-видимому, в то время он не знал об изобретении Швейгера, что сделало бы его систему намного более чувствительной. В 1825 году Питер Барлоу попробовал идею Ампера, но заставил ее работать только на расстоянии более 200 футов (61 м) и объявил ее непрактичной. В 1830 году Уильям Ричи усовершенствовал конструкцию Ампера, поместив магнитные стрелки внутрь катушки провода, соединенной с каждой парой проводников. Он успешно продемонстрировал это, показав осуществимость электромагнитного телеграфа, но только в лекционном зале. [17]
В 1825 году Уильям Стёрджен изобрел электромагнит с одной обмоткой неизолированного провода на куске лакированного железа , что увеличило магнитную силу, создаваемую электрическим током. Джозеф Генри усовершенствовал его в 1828 году, поместив несколько витков изолированного провода вокруг стержня, создав гораздо более мощный электромагнит, который мог управлять телеграфом через высокое сопротивление 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 одну милю (1,6 км) провода, натянутого вокруг комнаты в 1831 году. [19]
В 1835 году Джозеф Генри и Эдвард Дэви независимо друг от друга изобрели ртутное электрическое реле , в котором магнитная стрелка погружается в горшок с ртутью, когда электрический ток проходит через окружающую катушку. [20] [21] [22] В 1837 году Дэви изобрел гораздо более практичное металлическое реле с замыканием и размыканием, которое стало основным реле в телеграфных системах и ключевым компонентом для периодического обновления 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 от телеграфного сигнала для маркировки ленты из ситца, пропитанного йодидом калия и гипохлоритом кальция . [25]
Первый рабочий телеграф был построен английским изобретателем Фрэнсисом Рональдсом в 1816 году и использовал статическое электричество. [26] В семейном доме на Хаммерсмит-Мэлл он установил полную подземную систему в траншее длиной 175 ярдов (160 м), а также воздушный 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 описание схемы и возможностей быстрой глобальной связи в «Описаниях электрического телеграфа и некоторых других электрических приборов» [28] было первой опубликованной работой по электрической телеграфии и даже описало риск задержки сигнала из-за индукции. [29] Элементы конструкции Рональдса были использованы при последующей коммерциализации телеграфа более 20 лет спустя. [30]
Телеграф Шиллинга , изобретенный бароном Шиллингом фон Канштаттом в 1832 году, был ранним игольчатым телеграфом . Он имел передающее устройство, состоящее из клавиатуры с 16 черно-белыми клавишами. [31] Они служили для переключения электрического тока. Приемный прибор состоял из шести гальванометров с магнитными стрелками, подвешенными на шелковых нитях . Две станции телеграфа Шиллинга были соединены восемью проводами; шесть были соединены с гальванометрами, одна служила для обратного тока, а одна для сигнального звонка. Когда на начальной станции оператор нажимал клавишу, соответствующая стрелка отклонялась на приемной станции. Различные положения черных и белых флажков на разных дисках давали комбинации, которые соответствовали 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 его квартиры. В 1836 году британское правительство попыталось купить проект, но вместо этого Шиллинг принял предложения Николая I из России . Телеграф Шиллинга был испытан на 5-километровом (3,1 мили) экспериментальном подземном и подводном кабеле, проложенном вокруг здания Главного Адмиралтейства в Санкт-Петербурге, и был одобрен для телеграфа между императорским дворцом в Петергофе и военно-морской базой в Кронштадте . Однако проект был отменен после смерти Шиллинга в 1837 году. [32] Шиллинг также был одним из первых, кто воплотил в жизнь идею двоичной системы передачи сигналов. [31] Его работу перенял и развил Мориц фон Якоби , который изобрел телеграфное оборудование, которое использовал царь Александр 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 Гёттингене установили провод длиной 1200 метров (3900 футов) над крышами города. Гаусс объединил мультипликатор Поггендорфа-Швайгера со своим магнитометром, чтобы построить более чувствительный прибор — гальванометр . Чтобы изменить направление электрического тока, он сконструировал свой собственный коммутатор . В результате он смог заставить далекую стрелку двигаться в направлении, заданном коммутатором на другом конце линии.
Сначала Гаусс и Вебер использовали телеграф для координации времени, но вскоре они разработали другие сигналы и, наконец, свой собственный алфавит. Алфавит был закодирован в двоичном коде, который передавался положительными или отрицательными импульсами напряжения, которые генерировались посредством перемещения индукционной катушки вверх и вниз по постоянному магниту и соединения катушки с передающими проводами посредством коммутатора. Страница лабораторной тетради Гаусса, содержащая как его код, так и первое переданное сообщение, а также копия телеграфа, изготовленная в 1850-х годах по указаниям Вебера, хранятся на физическом факультете Геттингенского университета в Германии.
Гаусс был убежден, что эта связь будет полезна городам его королевства. Позже в том же году вместо вольтова столба Гаусс использовал индукционный импульс, что позволило ему передавать семь писем 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 Штейнгель в Мюнхене смог построить телеграфную сеть в городе в 1835–1836 годах. В 1838 году Штейнгель установил телеграф вдоль железнодорожной линии Нюрнберг–Фюрт , построенной в 1835 году как первая немецкая железная дорога, которая была первым введенным в эксплуатацию земным телеграфом .
К 1837 году Уильям Фотергилл Кук и Чарльз Уитстон совместно разработали телеграфную систему , которая использовала несколько игл на доске, которую можно было перемещать, чтобы указывать 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 пять игл, которые кодировали двадцать из 26 букв алфавита.
Сэмюэль Морзе самостоятельно разработал и запатентовал записывающий электрический телеграф в 1837 году. Помощник Морзе Альфред Вейл разработал прибор, который назывался регистром для записи полученных сообщений. Он выдавливал точки и тире на движущейся бумажной ленте с помощью стилуса, который управлялся электромагнитом. [33] Морзе и Вейл разработали алфавит сигналов азбуки Морзе . Первая телеграмма в Соединенных Штатах была отправлена Морзе 11 января 1838 года по двум милям (3 км) провода на металлургическом заводе Speedwell Ironworks около Морристауна, штат Нью-Джерси, хотя только позже, в 1844 году, он отправил сообщение « ЧТО СДЕЛАЛ БОГ » на расстояние в 44 мили (71 км) от Капитолия в Вашингтоне до старого депо Маунт-Клэр в Балтиморе . [34] [35]
Первым коммерческим электрическим телеграфом была система Кука и Уитстона . Демонстрационная система с четырьмя стрелками была установлена на участке Юстон — Кэмден-Таун железной дороги Лондона и Бирмингема Роберта Стефенсона в 1837 году для сигнализации канатной тяги локомотивов. [36] От нее отказались 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 Уэст-Дрейтона в 1838 году. [38] Это была система с пятью стрелками и шестью проводами [37] , и ее главным преимуществом было отображение отправляемого письма, поэтому операторам не нужно было изучать код. Изоляция вышла из строя подземных кабелей между Паддингтоном и Уэст-Дрейтоном, [39] [40] и когда линия была продлена до Слау в 1843 году, система была преобразована в однострелочную, двухпроводную конфигурацию с неизолированными проводами на столбах. [41] Стоимость установки проводов в конечном итоге оказалась более экономически значимой, чем стоимость обучения операторов. Однострелочный телеграф оказался весьма успешным на британских железных дорогах, и в конце девятнадцатого века использовалось 15 000 аппаратов; некоторые оставались в эксплуатации в 1930-х годах. [42] Electric Telegraph Company , первая в мире публичная телеграфная компания, была основана в 1845 году финансистом Джоном Льюисом Рикардо и Куком. [43] [44]
В 1840 году Уитстон разработал практическую алфавитную систему, названную системой ABC, которая в основном использовалась на частных проводах. Она состояла из «коммуникатора» на передающем конце и «индикатора» на принимающем конце. Коммуникатор состоял из круглого циферблата с указателем и 26 буквами алфавита (и четырьмя знаками препинания) по его окружности. Напротив каждой буквы была клавиша, которую можно было нажать. Передача начиналась с того, что указатели на циферблатах на обоих концах устанавливались в начальное положение. Затем передающий оператор нажимал клавишу, соответствующую букве, которую нужно было передать. В основании коммуникатора находился магнето, приводимый в действие ручкой на передней панели. Его поворачивали, чтобы подать переменное напряжение на линию. Каждый полупериод тока продвигал указатели на обоих концах на одну позицию. Когда указатель достигал положения нажатой клавиши, он останавливался, и магнето отключалось от линии. Указатель коммуникатора был связан с механизмом магнето. Указатель индикатора перемещался поляризованным электромагнитом, якорь которого был соединен с ним через спусковой механизм . Таким образом, переменное напряжение линии перемещало указатель индикатора в положение нажатой клавиши на коммуникаторе. Нажатие другой клавиши затем отпускало указатель и предыдущую клавишу и снова подключало магнето к линии. [45] Эти машины были очень прочными и простыми в эксплуатации, и они оставались в использовании в Британии вплоть до начала 20-го века. [46] [47]
Система Морзе использует один провод между офисами. На передающей станции оператор нажимает на переключатель, называемый телеграфным ключом , произнося текстовые сообщения кодом Морзе . Первоначально арматура предназначалась для того, чтобы оставлять отметки на бумажной ленте, но операторы научились интерпретировать щелчки, и было эффективнее записывать сообщение напрямую.
В 1851 году конференция в Вене стран Германо-Австрийского телеграфного союза (в который входили многие страны Центральной Европы) приняла телеграф Морзе в качестве системы для международной связи. [48] Принятый международный код Морзе был значительно изменен по сравнению с исходным американским кодом Морзе и был основан на коде, который использовался на Гамбургских железных дорогах ( Герке , 1848). [49] Общий код был необходимым шагом для обеспечения прямой телеграфной связи между странами. При использовании разных кодов требовались дополнительные операторы для перевода и повторной передачи сообщения. В 1865 году конференция в Париже приняла код Герке в качестве международного кода Морзе и с тех пор стал международным стандартом. Однако США продолжали использовать американский код Морзе внутри страны в течение некоторого времени, поэтому международные сообщения требовали повторной передачи в обоих направлениях. [50]
В Соединенных Штатах телеграф Морзе/Вейла был быстро развернут в течение двух десятилетий после первой демонстрации в 1844 году. Наземный телеграф соединил западное побережье континента с восточным побережьем к 24 октября 1861 года, положив конец Pony Express . [51]
Франция не спешила с принятием электрического телеграфа из-за обширной оптической телеграфной системы, построенной в эпоху Наполеона . Также существовали серьезные опасения, что электрический телеграф может быть быстро выведен из строя вражескими диверсантами, что было гораздо сложнее сделать с оптическими телеграфами, у которых не было открытого оборудования между станциями. В конечном итоге был принят телеграф Фуа-Бреге . Это была двухстрелочная система, использующая два сигнальных провода, но отображаемая уникальным образом, отличным от других стрелочных телеграфов. Стрелки создавали символы, похожие на символы оптической системы Шаппа , что делало ее более знакомой операторам телеграфа. Оптическая система была выведена из эксплуатации, начиная с 1846 года, но не полностью до 1855 года. В том же году система Фуа-Бреге была заменена системой Морзе. [52]
Наряду с быстрым распространением использования телеграфов вдоль железных дорог, они вскоре распространились и в области массовой коммуникации с инструментами, установленными в почтовых отделениях . Началась эра массовой личной коммуникации. Строительство телеграфных сетей было дорогим, но финансирование было легкодоступным, особенно от лондонских банкиров. К 1852 году национальные системы действовали в крупных странах: [53] [54]
Например, New York and Mississippi Valley 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 взаимосвязи не было . Сообщение по почте по-прежнему оставалось основным средством связи со странами за пределами Европы.
Телеграфия появилась в Средней Азии в 1870-х годах. [59]
Постоянной целью телеграфии было снижение стоимости сообщения за счет сокращения ручного труда или увеличения скорости отправки. Было много экспериментов с движущимися указателями и различными электрическими кодировками. Однако большинство систем были слишком сложными и ненадежными. Успешным приемом снижения стоимости сообщения стало развитие телеграфии .
Первой системой, не требующей квалифицированных техников для работы, была система ABC Чарльза Уитстона в 1840 году, в которой буквы алфавита были расположены вокруг циферблата, а сигнал заставлял стрелку указывать на букву. Эта ранняя система требовала присутствия получателя в реальном времени для записи сообщения, и она достигала скорости до 15 слов в минуту.
В 1846 году Александр Бейн запатентовал химический телеграф в Эдинбурге. Сигнальный ток перемещал железное перо по движущейся бумажной ленте, пропитанной смесью нитрата аммония и ферроцианида калия, разлагая химикат и производя читаемые синие знаки в коде Морзе. Скорость печатного телеграфа составляла 16 с половиной слов в минуту, но сообщения по-прежнему требовали перевода на английский язык живыми переписчиками. Химическая телеграфия прекратила свое существование в США в 1851 году, когда группа Морзе победила патент Бэйна в окружном суде США. [60]
В течение короткого периода, начиная с линии Нью-Йорк-Бостон в 1848 году, некоторые телеграфные сети начали нанимать звукооператоров, которые были обучены понимать код Морзе на слух. Постепенно использование звукооператоров устранило необходимость в телеграфных приемниках включать регистр и ленту. Вместо этого приемный инструмент был разработан в «звукоизлучатель», электромагнит, который возбуждался током и притягивал небольшой железный рычаг. Когда звучащий ключ открывался или закрывался, рычаг звукоизлучателя ударял по наковальне. Оператор Морзе различал точку и тире по короткому или длинному интервалу между двумя щелчками. Затем сообщение записывалось от руки. [61]
Royal Earl House разработал и запатентовал систему телеграфной печати с буквами в 1846 году, которая использовала алфавитную клавиатуру для передатчика и автоматически печатала буквы на бумаге в приемнике, [62] и последовал за ней с паровой версией в 1852 году. [63] Сторонники печатной телеграфии говорили, что это устранит ошибки операторов Морзе. Машина House использовалась на четырех основных американских телеграфных линиях к 1852 году. Скорость машины House была объявлена в 2600 слов в час. [64]
Дэвид Эдвард Хьюз изобрел печатный телеграф в 1855 году; он использовал клавиатуру из 26 клавиш для алфавита и вращающееся колесо, которое определяло передаваемую букву по времени, прошедшему с момента предыдущей передачи. Система позволяла производить автоматическую запись на принимающей стороне. Система была очень стабильной и точной и стала принятой 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 из состояния пяти переключателей «вкл/выкл». Операторы должны были поддерживать устойчивый 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 мастерством человека-оператора. Первая практическая автоматизированная система была запатентована Чарльзом Уитстоном. Сообщение (в коде Морзе ) печаталось на куске перфорированной ленты с помощью похожего на клавиатуру устройства под названием «Stick Punch». Передатчик автоматически пропускал ленту и передавал сообщение с исключительно высокой на тот момент скоростью 70 слов в минуту.
Один из первых успешных телетайпов был изобретен Фредериком Г. Кридом . В Глазго он создал свой первый перфоратор для клавиатуры, который использовал сжатый воздух для пробивки отверстий. Он также создал реперфоратор (приемный перфоратор) и принтер. Реперфоратор пробивал входящие сигналы Морзе на бумажной ленте, а принтер декодировал эту ленту для вывода буквенно-цифровых символов на обычной бумаге. Так появилась высокоскоростная автоматическая печатная система Крида, которая могла работать со скоростью беспрецедентных 200 слов в минуту. Его система была принята Daily Mail для ежедневной передачи содержания газет.
С изобретением телетайпа телеграфное кодирование стало полностью автоматизированным. Ранние телетайпы использовали код Бодо ITA-1 , пятибитный код. Это давало только тридцать два кода, поэтому он был переопределен в два «сдвига», «буквы» и «цифры». Явный, неразделяемый код сдвига предшествовал каждому набору букв и цифр. В 1901 году код Бодо был изменен 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 дисковый набор, подобный телефонному, для подключения телетайпов. Эти полученные системы были названы «Телекс» (TELegraph EXchange). Телексные машины сначала выполняли импульсный набор, подобный дисковому телефону , для коммутации каналов , а затем отправляли данные по ITA2 . Эта маршрутизация телекса «типа А» функционально автоматизировала маршрутизацию сообщений.
Первая широкомасштабная сеть телексной связи была реализована в Германии в 1930-х годах [67] как сеть, используемая для связи внутри правительства.
При скорости 45,45 (±0,5%) бод , считавшейся в то время высокой, до 25 телексных каналов могли совместно использовать один междугородный телефонный канал с использованием мультиплексирования голосовой телеграфии , что делало телекс наименее затратным методом надежной дальней связи.
Служба автоматической телетайпной связи 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 дорогим аспектом телеграфной системы была установка — прокладка провода, которая часто была очень длинной. Расходы лучше покрывались, если бы был найден способ отправлять более одного сообщения за раз по одному проводу, тем самым увеличивая доход с каждого провода. Ранние устройства включали дуплекс и квадруплекс , которые позволяли, соответственно, одну или две телеграфные передачи в каждом направлении. Однако на самых загруженных линиях требовалось еще большее количество каналов. Во второй половине 1800-х годов несколько изобретателей работали над созданием метода, позволяющего сделать именно это, включая Шарля Бурселя , Томаса Эдисона , Элишу Грея и Александра Грэхема Белла .
Один из подходов заключался в том, чтобы резонаторы нескольких различных частот действовали как носители модулированного сигнала включения-выключения. Это был гармонический телеграф, форма частотного разделения мультиплексирования . Эти различные частоты, называемые гармониками, затем могли быть объединены в один сложный сигнал и отправлены по одному проводу. На приемном конце частоты разделялись с помощью соответствующего набора резонаторов.
С набором частот, передаваемых по одному проводу, было осознано, что сам человеческий голос может передаваться электрически по проводу. Эти усилия привели к изобретению телефона . (В то время как работа по упаковке нескольких телеграфных сигналов в один провод привела к телефонии, более поздние достижения позволили упаковать несколько голосовых сигналов в один провод, увеличив полосу пропускания путем модуляции частот, намного превышающих возможности человеческого слуха. В конечном итоге полоса пропускания была значительно расширена с помощью лазерных световых сигналов, передаваемых по оптоволоконным кабелям. Оптоволоконная передача может одновременно передавать 25 000 телефонных сигналов 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 проблем была достаточная изоляция подводного кабеля, чтобы предотвратить утечку электрического тока в воду. В 1842 году шотландский хирург Уильям Монтгомери [70] представил Европе гуттаперчу , клейкий сок дерева Palaquium gutta . Майкл Фарадей и Уитстон вскоре обнаружили достоинства гуттаперчи как изолятора, и 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 2-мильный (3,2 км) провод, покрытый гуттаперчей, у побережья Фолкстона, испытания которого прошли успешно. [70]
Джон Уоткинс Бретт , инженер из Бристоля , запросил 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 последовали соединения с Ирландией и Нижними странами.
Atlantic Telegraph Company была основана в Лондоне в 1856 году для строительства коммерческого телеграфного кабеля через Атлантический океан. Строительство было успешно завершено 18 июля 1866 года судном SS Great Eastern под командованием сэра Джеймса Андерсона после множества неудач на пути. [72] Джон Пендер, один из членов экипажа Great Eastern, позже основал несколько телекоммуникационных компаний, в первую очередь занимавшихся прокладкой кабелей 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 в течение нескольких дней или недель, прежде чем вышел из строя. Изучение подводных телеграфных кабелей ускорило интерес к математическому анализу очень длинных линий передачи . Телеграфные линии из Великобритании в Индию были соединены в 1870 году. (Эти несколько компаний объединились, чтобы сформировать Восточную телеграфную компанию в 1872 году.) Экспедиция HMS Challenger в 1873–1876 годах составила карту дна океана для будущих подводных телеграфных кабелей. [74]
Австралия впервые была связана с остальным миром в октябре 1872 года подводным телеграфным кабелем в Дарвине. [75] Это принесло новости из остального мира. [76] Телеграф через Тихий океан был завершен в 1902 году, окончательно опоясав мир.
С 1850-х годов и вплоть до XX века британские подводные кабельные системы доминировали в мировой системе. Это было установлено как формальная стратегическая цель, которая стала известна как All Red Line . [77] В 1896 году в мире было тридцать судов-кабелеукладчиков, и двадцать четыре из них принадлежали британским компаниям. В 1892 году британские компании владели и эксплуатировали две трети мировых кабелей, и к 1923 году их доля все еще составляла 42,7 процента. [78]
Cable & Wireless была британской телекоммуникационной компанией, берущей свое начало в 1860-х годах, ее основателем был сэр Джон Пендер [79] , хотя название было принято только в 1934 году. Она была образована в результате последовательных слияний, включая:
Основная статья § Раздел: История долготы § Геодезия и телеграфия .
Телеграф был очень важен для отправки сигналов времени для определения долготы, обеспечивая большую точность, чем было доступно 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 составляет 15° (360°/24ч). До появления телеграфа абсолютное время можно было получить из астрономических событий, таких как затмения , покрытия 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 по линии Морзе между Вашингтоном и Балтимором. [83] Метод вскоре стал использоваться на практике для определения долготы, в частности, Береговой службой США, и на все больших расстояниях, поскольку телеграфная сеть распространялась по Северной Америке и миру, а технические разработки повышали точность и производительность [84] : 318–330 [85] : 98–107
«Телеграфная долготная сеть» [86] вскоре стала всемирной. Трансатлантические связи между Европой и Северной Америкой были установлены в 1866 и 1870 годах. Военно-морской флот США расширил наблюдения в Вест-Индию, Центральную и Южную Америку с дополнительной трансатлантической связью из Южной Америки в Лиссабон между 1874 и 1890 годами. [87] [88] [89] [90] Британские, российские и американские наблюдения создали цепь из Европы через Суэц, Аден, Мадрас, Сингапур, Китай и Японию во Владивосток, оттуда в Санкт-Петербург и обратно в Западную Европу. [91]
Телеграфная сеть Австралии была связана с Сингапуром через Яву в 1871 году, [92] и сеть опоясала земной шар в 1902 году с соединением сетей Австралии и Новой Зеландии с сетями Канады через All Red Line . Два определения долготы, одно переданное с востока на запад, а другое с запада на восток, совпали в пределах одной секунды дуги ( 1 ⁄ 15 секунды времени – менее 30 метров). [93]
Возможность отправлять телеграммы принесла очевидные преимущества тем, кто вел войну. Секретные сообщения были закодированы, поэтому одного перехвата было недостаточно, чтобы противоборствующая сторона получила преимущество. 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, которые были подробно задокументированы. В 1854 году правительство в Лондоне создало военный телеграфный отряд для армии под командованием офицера Королевских инженеров . Он должен был состоять из двадцати пяти человек из Королевского корпуса саперов и минеров, обученных компанией Electric Telegraph Company для строительства и эксплуатации первого полевого электрического телеграфа. [94]
Журналистские записи войны были предоставлены Уильямом Говардом Расселом (писавшим для газеты The Times ) с фотографиями Роджера Фентона . [95] Новости от военных корреспондентов держали общественность стран, вовлеченных в войну, в курсе ежедневных событий таким образом, который был невозможен ни в одной предыдущей войне. После того, как французы протянули свои телеграфные линии до побережья Черного моря в конце 1854 года, военные новости начали доходить до Лондона через два дня. Когда британцы проложили подводный кабель до Крымского полуострова в апреле 1855 года, новости достигли Лондона через несколько часов. Эти оперативные ежедневные репортажи новостей активизировали британское общественное мнение о войне, что привело к падению правительства и к тому, что лорд Палмерстон стал премьер-министром. [96]
Во время Гражданской войны в США телеграф доказал свою ценность как тактическое, оперативное и стратегическое средство связи и важный фактор победы 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 связаны между собой телеграфными линиями, а полагались на курьеров, которые доставляли сообщения туда и обратно. [98] До войны правительство не видело необходимости в соединении линий в пределах города, однако оно видело пользу в связях между городами. Вашингтон, округ Колумбия, будучи центром правительства, имел больше всего связей, но было всего несколько линий, идущих на север и юг из города. [98] Только во время Гражданской войны правительство увидело истинный потенциал телеграфной системы. Вскоре после обстрела форта Самтер Юг перерезал телеграфные линии, идущие в округ Колумбия, что привело город в состояние паники, поскольку они боялись немедленного вторжения Юга. [99] [98]
В течение 6 месяцев с начала войны Корпус военной телеграфии США (USMT) проложил около 300 миль (480 км) линий. К концу войны они проложили около 15 000 миль (24 000 км) линий, 8000 для военного и 5000 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 цензурировала подозрительные сообщения, чтобы блокировать 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 из штаб-квартиры Макклеллана в военное министерство. Сам Стэнтон говорил: «[телеграфия] — моя правая рука». Телеграфия способствовала победам северян, включая битву при Энтитеме (1862), битву при Чикамоге (1863) и поход Шермана к морю (1864). [99]
Система телеграфа все еще имела свои недостатки. USMT, хотя и была основным источником телеграфистов и кабеля, все еще была гражданским агентством. Большинство операторов сначала нанимались телеграфными компаниями, а затем передавались по контракту в Военное министерство. Это создавало напряженность между генералами и их операторами. Одним из источников раздражения было то, что операторы USMT не должны были следовать военным приказам. Обычно они действовали без колебаний, но от них этого не требовалось, поэтому Альберт Майер создал Корпус связи армии США в феврале 1863 года. Будучи новым главой Корпуса связи, Майер пытался взять под свое командование всю телеграфную и флаговую сигнализацию, а значит, подчинить ее военной дисциплине. После создания Корпуса связи Майер настаивал на дальнейшей разработке новых систем телеграфа. В то время как USMT в основном полагался на гражданские линии и операторов, новый полевой телеграф Корпуса связи мог быть развернут и демонтирован быстрее, чем система USMT. [99]
Во время Первой мировой войны телеграфная связь Великобритании была практически бесперебойной, в то время как она смогла быстро перерезать кабели Германии по всему миру. [100] Британское правительство цензурировало телеграфные кабельные компании, пытаясь искоренить шпионаж и ограничить финансовые транзакции со странами Центральных держав. [101] Британский доступ к трансатлантическим кабелям и его экспертные знания по дешифровке привели к инциденту с телеграммой Циммермана , который способствовал вступлению США в войну . [102] Несмотря на приобретение Британией немецких колоний и экспансию на Ближний Восток, военный долг привел к ослаблению контроля Великобритании над телеграфными кабелями, в то время как контроль США усилился. [103]
Вторая мировая война возродила «кабельную войну» 1914–1918 годов. В 1939 году немецкие кабели через Атлантику были снова перерезаны, а в 1940 году итальянские кабели в Южную Америку и Испанию были перерезаны в ответ на действия Италии против двух из пяти британских кабелей, соединяющих Гибралтар и Мальту. Electra House , головной офис и центральная кабельная станция Cable & Wireless, были повреждены немецкой бомбардировкой в 1941 году.
Движения Сопротивления в оккупированной Европе саботировали средства связи, такие как телеграфные линии, [104] заставляя немцев использовать беспроводную телеграфию , которую затем могла перехватить Британия. Немцы разработали очень сложную телетайпную приставку (нем. Schlüssel-Zusatz , «шифровальная приставка»), которая использовалась для шифрования телеграмм с использованием шифра Лоренца между немецким верховным командованием ( OKW ) и армейскими группами на местах. Они содержали отчеты о ситуации, планы сражений и обсуждения стратегии и тактики. Британия перехватывала эти сигналы, диагностировала, как работает шифровальная машина, и расшифровывала большой объем телетайпного трафика. [105]
В Америке конец эпохи телеграфа можно связать с падением компании Western Union Telegraph Company . Western Union была ведущим поставщиком телеграфных услуг для Америки и рассматривалась как лучший конкурент для National Bell Telephone Company . Western Union и Bell инвестировали в телеграфные и телефонные технологии. Решение Western Union позволить Bell получить преимущество в телефонных технологиях стало результатом неспособности высшего руководства Western Union предвидеть превосходство телефона над доминирующей в то время телеграфной системой. Вскоре Western Union проиграла юридическую битву за права на свои авторские права на телефон. Это привело к тому, что Western Union согласилась на меньшую позицию в телефонной конкуренции, что, в свою очередь, привело к ослаблению телеграфа. [99]
Хотя телеграф не был в центре внимания юридических баталий, которые произошли около 1878 года, компании, которые были затронуты последствиями битвы, были основными силами телеграфии в то время. Western Union считала, что соглашение 1878 года укрепит телеграфию как предпочтительный способ дальней связи. Однако из-за недооценки будущего телеграфа [ необходимо дополнительное объяснение ] и плохих контрактов Western Union оказался в упадке. [99] AT&T приобрела рабочий контроль над Western Union в 1909 году, но отказалась от него в 1914 году под угрозой антимонопольного иска. AT&T купила электронную почту и телексный бизнес Western Union в 1990 году.
Хотя коммерческие услуги «телеграфа» по-прежнему доступны во многих странах , передача обычно осуществляется через компьютерную сеть, а не через выделенное проводное соединение.
Используя эти открытия, появилось множество изобретателей или, скорее, «адаптеров», которые взяли эти новые знания, трансформировав их в полезные идеи с коммерческой выгодой; первым из этих «продуктов» было использование электричества для передачи информации между удаленными точками — электрический телеграф.
Статья 11
