Электромагнитный телеграф
С начала XIX в. мир вступил в век скоростей, стала особо важна и скорость обмена информацией. Оптический телеграф, зависящий от погодных условий и от внимания приёмщиков, не мог обеспечить быстроты и надёжности передачи информации. Электричество, которое можно передавать на большие расстояния, открывало новые перспективы в области связи, а путь его использования в телеграфном деле был найден с открытием электромагнетизма. Первый электромагнитный телеграф был создан в 1834 г. в России, а в 1837 г. его усовершенствовал американец Морзе.
Рождение идеи
Первый удачный опыт передачи информации на расстояние прибором с использованием электричества провёл швейцарец Ж.Л. Лесаж в 1774 г. Электростатический телеграф Лесажа состоял из передатчика и приёмника и работал от электрофора Герике. Заряд от раскрученного шара электрофора в передатчике по проводу-проводнику передавался в соседнюю комнату, где вызывал движение бусинки в электроскопе у нужной буквы. Тогда ещё не умели изолировать проводники, и провода быстро теряли заряд, что делало невозможным передачу сигнала на большое расстояние. Поэтому телеграф Лесажа не получил распространения.
Телеграф «говорит» по-русски
В XIX в. научились изолировать провода (проводники), что позволило передавать электрический ток на большие расстояния. Оставалось придумать способ передачи сигналов. В 1821 г. А. Ампер предложил для создания телеграфа применить эффект отклонения магнитной стрелки электрическим током. Первым его идею реализовал русский изобретатель Павел Львович Шиллинг. Он использовал отклонение магнитных стрелок для поворота скреплённых с ними кружков.
Клавишами включали ток разных направлений, и стрелки, отклоняясь в разные стороны, поворачивали кружки то белой, то чёрной стороной вперёд, кодируя сигналы. Электрозвонок на телеграфе извещал телеграфиста на приёмной станции о начале передачи. Первая в мире электротелеграфная линия с аппаратами Шиллинга в 1832 г. связала Зимний дворец в Петербурге с Министерством путей сообщения.
Художественное решение
Быстро мелькающие значки на телеграфе Шиллинга трудно было безошибочно принять, расшифровать и записать. Надо было как-то фиксировать послания, чтобы иметь возможность их проверить. В России эту проблему решил Якоби, создав в 1836 г. пишущий телеграф.
Более совершенный пишущий телеграф в 1837 г. запатентовал американский художник и изобретатель Сэмюэль Морзе. Он сконструировал электромагнит, притягивающий карандаш к бумаге. При включении тока карандаш оставлял метки на бумаге, которую продвигал часовой механизм. Из карандашных меток Морзе составлял послания, кодируя буквы сочетанием точек (кратких касаний карандашом бумаги) и тире (долгих касаний). Кодом из точек-тире — знаменитой азбукой Морзе — и по сей день пользуются телеграфисты и радисты всех стран. Позднее карандаш в аппарате Морзе заменили чернильным колесиком и рычагом, подающим к нему бумагу. В таком виде телеграф художника-изобретателя распространился по всему миру.
Опытный телеграфист по телеграфу Морзе передавал 70-90 знаков в минуту. Первая телеграфная линия с аппаратами Морзе в 1844 г. связала Вашингтон с Балтимором. Провода этого телеграфа были прокинуты между деревьями, которые стали прототипами телеграфных столбов.
Развитие идеи
К середине XIX в. телеграфы появились во многих странах. В 1858 г. мощный кабель, проложенный по дну океана, связал телеграфной линией Европу с Америкой. В 1850 г. гениальный Якоби сконструировал буквопечатающий телеграф, и для передачи и приёма телеграфных посланий больше не требовалось учить азбуку Морзе. Буквопечатающий телеграф и в наше время ещё не полностью вытеснен другими видами связи, а азбукой Морзе теперь передают радиосообщения с кораблей, полярных станций и прочих труднодоступных мест.
1.2. Электромагнитный телеграф
Слайд 6. Не останавливаясь на многих изобретениях, связанных с созданием электромагнитного телеграфа рассмотрим только некоторые наиболее интересные идеи и конструкции. В 1832 году русский инженер, герой отечественной войны 1812 года, барон Павел Львович Шиллинг (1786-1837) продемонстрировал работу, изобретенного им стрелочного электромагнитного телеграфа.
Рис. 1.1. Принцип действия и конструкция электромагнитного телеграфа Шиллинга
Приемная часть телеграфа Шиллинга (рис. 1.1) содержала шесть магнитных стрелок, подвешенных на шелковых нитях над катушками из проволок. На этих же нитях были укреплены картонные кружки белого цвета с одной стороны и черного с другой. При пропускании по обмотке катушки тока соответствующая стрелка поворачивалась в зависимости от его направления в ту или иную сторону, открывая белый или черный кружок. При отсутствии тока кружок располагался ребром к наблюдателю и принимал вид черточки. Комбинации кружков и черточек соответствовали буквам и иным знакам согласно разработанному Шиллингом троичному шестиразрядному параллельному коду.
Для осуществления передачи использовались 8 черных и 8 белых клавиш, соединенных с катушками семью проводами. Восьмой провод использовался для вызывного звонка. Нажатие на черную клавишу приводило к открытию на приемной стороне черного кружка, нажатие на белую клавишу — белого.
Под руководством Шиллинга была построена первая в мире линия электрического телеграфа, соединившая Зимний дворец со зданием министерства путей сообщения (наб. р. Фонтанки, 117).
Телеграф Шиллинга имел существенный недостаток — принимаемые сообщения не фиксировались на бумаге, телеграфист должен был быстро и безошибочно улавливать колебания стрелок на глаз и записывать текст телеграммы. Для того чтобы телеграф стал надежным, экономичным и простым устройством связи, необходимо было создать аппарат, который бы мог работать по двум проводам и записывать передаваемую информацию.
Слайд 7. Первый такой аппарат с самопишущим прибором (рис. 1.2) был изобретен в 1837 г. американским инженером и художником Самюэлем Морзе (1791-1872), который совместно с Альфредом Вейлем (1809-1859) разработал для этого устройства свою знаменитую азбуку Морзе, которая по современным понятиям относится к последовательным неравномерным телеграфным кодам. Буква или цифра в этом коде представляется последовательностью точек, тире. В качестве межсимвольного разделителя используется пауза. Для уменьшения общего количества элементов кода в сообщении часто встречающиеся символы (буквы) содержат меньшее количество элементов. Изобретение телеграфа относят к 1836 году, а первая телеграмма с помощью телеграфа Морзе была передана в 1844 году между Вашингтоном и Балтимором. Для передачи телеграфных сигналов последовательным кодом достаточно двух проводов или даже одного, если в качестве второго проводника использовать землю. Конструкция телеграфа Морзе оказалась очень удачной для практического применения и широко использовалась вплоть до середины 20 века. Усовершенствованная азбука Морзе до сих пор используется для радиосвязи.
В аппаратах Морзе для формирования телеграфного сигнала при передаче используется телеграфный ключ, а для приема электромагнитное реле. При нажатии ключа в линию связи подается ток от источника постоянного напряжения. Телеграфист формирует короткие импульсы тока (точки) и более длинные (тире), между которыми формируются паузы. На другом конце линии ток, проходя через обмотку электромагнитного реле, притягивает якорь с острием, которое пробивает в движущейся с помощью часового механизма узкой бумажной ленте продольные отверстия различной длины: короткие (точки) и длинные (тире). При отсутствии тока острие не соприкасается с лентой, и формируются паузы. Телеграфисты, владеющие азбукой Морзе, могли читать телеграфные сообщения прямо с ленты.
Рис.1.2. Одна из ранних конструкций телеграфа Морзе
Усовершенствованная конструкция телеграфа Морзе
Для формирования знаков на бумажной ленте с помощью острия в первых аппаратах Морзе требовались значительные токи. Поэтому вместо острия стали применять небольшое колесо, которое нижней частью своей погружается в сосуд с густымичернилами, а верхней частью прижимается электромагнитом к бумажной ленте, выполняя роль чернильного пера. Колёсико постепенно поворачивается за счет трения с бумажной лентой, проходит через сосуд с чернилами, постоянно обновляя слой чернил на своей поверхности.
Слайд 8.В середине 19 века появились самозаписывающие телеграфные аппараты позволяющие передавать буквы и другие символы. Большой вклад в их создание внес русский академик Борис Семенович Якоби (1801-1874), изобретатель многих электротехнических приборов и аппаратов.
В 1840 г. он предложил самозаписывающий электромагнитный приемный телеграфный аппарат с фиксацией сообщений на особой бумажной ленте электрохимическим способом. Однако этот аппарат не получил практического применения.
Б. С. Якоби изобрел также электромагнитный пишущий аппарат, в котором главным элементом был электромагнит с железным сердечником, приводивший в действие пишущее приспособление, оставлявшее ломаную линию на подвижном экране из белого матового стекла. Аппарат использовался в двухпроводной телеграфной линиимежду зданиями Зимнего дворца и Генерального штаба в Петербурге, построенной в 1841 году.
В конце 1843 г. Б. С. Якоби сделал доклад в Петербургской академии наук о своем новом «стрелочном телеграфе». Приемный и передающий аппараты стрелочного телеграфа были устроены одинаково и имели циферблат с нанесенными по его окружности буквами алфавита и цифрами. Вращающаяся стрелка в центре каждого циферблата приводилась в движение пружинным или гиревым приводом. На оси каждой стрелки имелся храповик и особое контактное колесо, замыкавшее контакты при перемещении стрелки на каждое деление. Храповик позволял стрелке сдвигаться только на одно деление за каждое срабатывание от шагового электромагнита. Шаговые электромагниты приемного и передающего аппаратов соединялись в одну цепь последовательно с гальванической батареей посредством телеграфной двухпроводной линии. При каждом движении стрелки контактное колесо один раз подключало батарею через линию к шаговому электромагниту. При включении аппаратов (при условии, что стрелки на них находились в одинаковом положении) происходило синхронное прерывисто-шаговое движение стрелок до тех пор, пока на передающем аппарате стрелку не останавливали в каком-то положении. Для этого перед стрелкой вдвигали особый штифт, который прекращал замыкание контактного колеса, и ток через линию обрывался. Тогда стрелка на приемном аппарате также останавливалась точно в таком же положении, как и на передающем аппарате. Освобождение передающей стрелки вновь вызывало шаговое движение обеих стрелок до новой остановки передающей стрелки. В моменты остановок оператор на приемном аппарате записывал соответствующую букву или цифру. Таким образом, переданной считалась та буква или цифра, у которой оператор передающего аппарата вводил штифт, останавливающий стрелку. Перед началом работы стрелки синхронизировали, возвращая их в определенное исходное положение.
Б. С. Якоби создал несколько конструкций аппаратов с вертикальным и горизонтальным расположением стрелок. Вместо штифтов, которыми останавливались стрелки, он применил специальную клавиатуру, более удобную в работе. Эти аппараты были надежны и безотказны, ими мог пользоваться любой человек, даже не имеющий специальных навыков. Кроме линии Зимний дворец — Главный штаб, где новые аппараты заменили предыдущие — пишущей конструкции, такие аппараты использовали и на новой линии Петербург — Царское Село. Во время военных маневров близ Нарвы в 1845 г. стрелочные аппараты (рис.1.3) с успехом применяли в армии.
Электрический телеграф — Electrical telegraph
Пятиигольный телеграф Кука и Уитстона из 1837 года 
Телеграф Морзе 
Телеграф Хьюза, ранний (1855 г.) телетайп, построенный Сименсом и Хальске
Электрический телеграф представлял собой двухточечную систему обмена текстовыми сообщениями, которая использовалась с 1840-х годов до тех пор, пока не стали широко распространяться более совершенные системы. Он использовал кодированные импульсы электрического тока по выделенным проводам для передачи информации на большие расстояния. Это была первая электрическая телекоммуникационная система, наиболее широко используемая из ряда ранних систем обмена сообщениями, называемых телеграфами, разработанная для отправки текстовых сообщений быстрее, чем письменные сообщения. Эта система позволяла осуществлять связь без необходимости физической транспортировки. До этого маяки, дымовой сигнал, флаговый семафор и оптические телеграфы использовали визуальные сигналы для связи на больших расстояниях по суше.
Электрический телеграф состоял из двух или более географически разделенных станций (часто называемых телеграфными станциями ), соединенных проводами, обычно поддерживаемыми наверху на опорах электроснабжения. Было изобретено много различных систем электрического телеграфа, но те, которые получили широкое распространение, можно разделить на две большие категории. Первая категория состоит из игольчатых телеграфов, в которых стрелочный указатель выполнен с возможностью электромагнитного движения с импульсом электрического тока от батареи или динамо по телеграфной линии. Ранние системы использовали несколько игл, требующих нескольких проводов. Первой коммерческой системой и наиболее широко используемым игольчатым телеграфом был телеграф Кука и Уитстона, изобретенный в 1837 году. В ранних наборах оборудования использовалось пять игл, чтобы указать на передаваемое письмо, но затраты на установку проводов была более экономически значимой, чем стоимость обучения операторов, поэтому одноигольная система с кодом, который необходимо было изучить, стала нормой.
Вторая категория состоит из систем якоря, в которых импульс активирует телеграфный эхолот, который издает щелчок. Архетипом этой категории была система Морзе, изобретенная Сэмюэлем Морсом в 1838 году с использованием одного провода. На передающей станции оператор нажимал на переключатель под названием телеграфный ключ, записывая текстовые сообщения в азбуке Морзе. Первоначально арматура предназначалась для нанесения отметок на бумажную ленту, но операторы научились интерпретировать щелчки, и было более эффективно записывать сообщение напрямую. В 1865 году система Морзе стала стандартом для международного сообщения с модифицированным кодом, разработанным для немецких железных дорог. Однако некоторые страны некоторое время после этого продолжали использовать установленные национальные системы внутри страны.
В 1840-х годах электрический телеграф вытеснил системы оптического телеграфа (кроме Франции), став стандартным способом отправки срочных сообщений. Ко второй половине века в большинстве развитых стран были созданы коммерческие телеграфные сети с местными телеграфными офисами в большинстве городов, что позволило населению отправлять сообщения, называемые телеграммами, адресованные любому человеку. на даче, платно. Начиная с 1854 года, подводные телеграфные кабели позволили установить первую быструю связь между континентами. Электрические телеграфные сети позволяли людям и коммерческим предприятиям передавать сообщения через континенты и океаны почти мгновенно, что имело широкие социальные и экономические последствия. В начале 20 века на смену телеграфу пришли телетайпы.
Содержание
- 1 История
- 1.1 Ранняя работа
- 1.2 Первые рабочие системы
- 2.1 Система Кука и Уитстона
- 2.2 Телеграф Уитстона ABC
- 2.3 Система Морзе
- 2.4 Франция
- 2.5 Расширение
- 2.6 Телеграфные улучшения
- 2.6.1 Телеграфные принтеры
- 2.6.2 Гармонический телеграф
- 4.1 Крымская война
- 4.2 Гражданская война в США
- 4.3 Первая мировая война
- 4.4 Вторая мировая война
История
Ранняя работа
Электрический телеграф Земмеринга в 1809 годуИз ранних исследований электричества, электрические явления, как известно, распространяются с огромной скоростью, и многие экспериментаторы работали над применением электричества в связи на расстоянии. Все известные эффекты электричества, такие как искры, электростатическое притяжение, химические изменения, удары электрическим током, а позже электромагнетизм — применялись к задачам обнаружения контролируемой передачи электричества на различных расстояниях.
В 1753 году анонимный писатель в Scots Magazine предложил электростатический телеграф. Используя один провод для каждой буквы алфавита, сообщение может быть передано путем подключения клемм проводов по очереди к электростатической машине и наблюдения за отклонением сердцевинных шариков на дальнем конце. Писателя так и не удалось установить, но письмо было подписано К. и отправлено из Ренфрю, что привело к предложению Чарльза Маршалла из Ренфрю. Телеграфы, использующие электростатическое притяжение, были основой ранних экспериментов в области электротелеграфии в Европе, но от них отказались как от непрактичной и так и не превратились в полезную систему связи.
В 1774 году Жорж-Луи Ле Саж реализовал первый электрический телеграф. Телеграф имел отдельный провод для каждой из 26 букв алфавита, и его диапазон был только между двумя комнатами его дома.
В 1800 году Алессандро Вольта изобрел гальваническую батарею, позволяющую получать постоянный ток, равный электричеству, для экспериментов. Это стало источником низковольтного тока, который можно было использовать для получения более четких эффектов, и который был гораздо менее ограничен, чем мгновенный разряд электростатической машины, который с лейденскими банками Были единственными известными ранее техногенными источниками электроэнергии.
Еще одним очень ранним экспериментом в области электрического телеграфа был «электрохимический телеграф», созданный немецким врачом, анатомом и изобретателем Самуэлем Томасом фон Зёммерингом в 1809 году на основе более ранний, менее надежный проект 1804 года испанского эрудита и ученого Франсиско Сальва Кампильо. В обеих их конструкциях использовалось несколько проводов (до 35) для обозначения почти всех латинских букв и цифр. Таким образом, сообщения могли передаваться электрически на расстояние до нескольких километров (в конструкции фон Земмеринга), при этом каждый из проводов приемника телеграфа был погружен в отдельную стеклянную трубку с кислотой. Отправитель последовательно подавал электрический ток через различные провода, представляющие каждую букву сообщения; на стороне получателя токи последовательно электролизовали кислоту в трубках, высвобождая потоки пузырьков водорода рядом с каждой соответствующей буквой или цифрой. Оператор телеграфного приемника наблюдал за пузырями и записывал передаваемое сообщение. Это контрастирует с более поздними телеграфами, 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. Также в том же году Андре-Мари Ампер предположил, что телеграфирование может быть достигнуто 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 Швейггера, что сделало бы его систему гораздо более чувствительной. В 1825 году Питер Барлоу попробовал идею Ампера, но заставил 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 проволокой, соединенной с каждой парой проводников. Он успешно продемонстрировал это, продемонстрировав возможность применения электромагнитного телеграфа, но только в лекционном зале.
В 1825 году Уильям Стерджен изобрел электромагнит с одним наматывание неизолированного провода на кусок покрытого лаком железа, что увеличивает магнитную силу, создаваемую электрическим током. Джозеф Генри усовершенствовал его в 1828 году, разместив несколько витков изолированного провода вокруг стержня, создав гораздо более мощный электромагнит, который мог управлять телеграфом через высокое сопротивление длинных телеграфных проводов. Во время своего пребывания в Академии Олбани с 1826 по 1832 год Генри впервые продемонстрировал теорию «магнитного телеграфа», позвонив в колокол через 1,6 км провода, натянутого вокруг комнаты в 1831 году.
В 1835 году Джозеф Генри и Эдвард Дэви независимо друг от друга изобрели ртутное реле , электрическое реле, в котором магнитная игла погружается в горшок. ртути, когда электрический ток проходит через окружающую катушку. В 1837 году Дэви изобрел гораздо более практичное металлическое переключающее реле, которое стало предпочтительным реле в телеграфных системах и ключевым компонентом, позволяющим периодически обновлять слабые сигналы. Дэви продемонстрировал свою телеграфную систему в Риджентс-парке в 1837 году и получил патент 4 июля 1838 года. Дэви также изобрел печатный телеграф, который использовал электрический ток от телеграфного сигнала, чтобы маркировать ленту ситца, пропитанную йодид калия и гипохлорит кальция.
Первые рабочие системы
Вращающийся буквенно-цифровой циферблат, созданный Фрэнсисом Рональдсом как часть его электрического телеграфа (1816)Первый рабочий Телеграф был построен английским изобретателем Фрэнсисом Рональдсом в 1816 году и использовал статическое электричество. В семейном доме на Хаммерсмит-Молл он установил полную подземную систему в траншеи 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 отвергнуто как «совершенно ненужное». Его описание схемы и возможностей быстрой глобальной связи в Описаниях электрического телеграфа и некоторых других электрических устройств было первой опубликованной работой по электрическому телеграфу и даже описал риск задержки сигнала из-за индукции. Элементы конструкции Рональдса были использованы в последующей коммерциализации телеграфа более 20 лет спустя.
Павел Шиллинг, один из первых пионеров электрического телеграфаТелеграф Шиллинга, изобретенный Барон Шиллинг фон Канштатт в 1832 году был первым игольчатым телеграфом. У него было передающее устройство, которое состояло из клавиатуры с 16 черно-белыми клавишами. Они служили для переключения электрического тока. Приемный прибор состоял из шести гальванометров с магнитными иглами, подвешенных на шелковых нитях. Две станции телеграфа Шиллинга были соединены восемью проводами; шесть из них были подключены к гальванометрам, один служил для обратного тока и один для сигнального звонка. Когда на стартовой станции оператор нажимал клавишу, соответствующий указатель отклонялся на принимающей станции. Различное расположение черных и белых флажков на разных дисках давало комбинации, соответствующие буквам или цифрам. Павел Шиллинг впоследствии усовершенствовал свой аппарат, уменьшив количество соединительных проводов с восьми до двух.
21 октября 1832 года Шиллингу удалось организовать передачу сигналов на короткие расстояния между двумя телеграфами в разных комнатах своей квартиры. В 1836 году британское правительство попыталось купить дизайн, но вместо этого Шиллинг принял предложения от Николая I из России. Телеграф Шиллинга был испытан на 5-километровом экспериментальном подземном и подводном кабеле, проложенном вокруг здания главного Адмиралтейства в Санкт-Петербурге, и был утвержден для телеграфа между императорским дворцом в Петергофе и военно-морская база Кронштадт. Однако проект был отменен после смерти Шиллинга в 1837 году. Шиллинг также был одним из первых, кто претворил в жизнь идею двоичной системы передачи сигналов.
В 1833 году Карл Фридрих Гаусс вместе с профессором физики Вильгельмом Вебером в Геттингене установили 1200-метровый (3900 футов)) провод над крышами города. Гаусс объединил мультипликатор Поггендорфа-Швейггера со своим магнитометром, чтобы создать более чувствительное устройство, гальванометр. Чтобы изменить направление электрического тока, он сконструировал собственный коммутатор . В результате он смог заставить дальнюю стрелку двигаться в направлении, заданном коммутатором на другом конце линии.
Схема алфавита, использованная в 5-игольном телеграфе Кука и Уитстона, обозначающая букву GСначала 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 с помощью импульсов положительного или отрицательного напряжения, которые генерировались посредством перемещения индукционной катушки вверх и вниз над постоянным магнитом и соединения катушки с проводами передачи с помощью коммутатора. Страница лабораторной записной книжки Гаусса, содержащая как его код, так и первое переданное сообщение, а также копия телеграфа, изготовленного в 1850-х годах по указанию Вебера, хранятся на физическом факультете Геттингенского университета, в Германии.
Гаусс был убежден, что это общение 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 для самостоятельной разработки телеграфа, но они получали финансирование от Александра фон Гумбольдта. Карл Август Штайнхейл в Мюнхене смог построить телеграфную сеть внутри города в 1835–1836 гг. Он установил телеграфную линию вдоль первой немецкой железной дороги в 1835 году. Штайнхайль построил телеграф вдоль железной дороги Нюрнберг — Фюрт в 1838 году, первый телеграф обратного хода был введен в эксплуатацию.
К 1837 году Уильям Фотергилл Кук и Чарльз Уитстон совместно разработали телеграфную систему, в которой использовалось несколько игл на доске, которая можно было переместить, чтобы указать на буквы алфавита. Можно было использовать любое количество игл в зависимости от количества символов, которое требовалось для кодирования. В мае 1837 года они запатентовали свою систему. Патент рекомендовал пять игл, которые кодировали двадцать из 26 букв алфавита.
Ключ Морзе и эхолотСэмюэл Морс независимо разработал и запатентовал записывающий электрический телеграф в 1837 году. Помощник Морзе Альфред Вейл разработал прибор, который был назван регистром для записи полученных сообщений. Он выдавил точки и штрихи на движущейся бумажной ленте стилусом, управляемым с помощью электромагнита. Морс и Вейл разработали азбуку Морзе, сигнализирующую алфавит. Первая телеграмма в Соединенных Штатах была отправлена Морсом 11 января 1838 года через 2 мили (3 км) провода на Speedwell Ironworks недалеко от Морристауна, штат Нью-Джерси, хотя только позже, в 1844 году, он отправил сообщение «ЧТО БОГ НАПИСАЛ » на 44 мили (71 км) от Капитолия в Вашингтоне до старой горы. Клэр Депо в Балтиморе.
Коммерческий телеграф
Система Кука и Уитстона
A Магнито телеграф Уитстона ABC с горизонтальным циферблатом «коммуникатор», наклонным «индикатором» циферблат и кривошипная ручка для магнето, генерирующего электрический сигнал.Первым коммерческим электрическим телеграфом была система Кука и Уитстона. Демонстрационная четырехигольная система была установлена на участке Юстон — Камден-Таун Роберта Стивенсона Лондон и Бирмингем железной дороги в 1837 году. для сигнализации о перетяжке локомотивов. От него отказались в пользу пневматических свистков. Кук и Уитстон добились своего первого коммерческого успеха с системой, установленной на Great Western Railway на расстоянии 13 миль (21 км) от станции Паддингтон до West Drayton в 1838. Это была пятиигольная шестипроводная система. Эта система страдала от нарушения изоляции подземных кабелей. Когда в 1843 году линия была продлена до Слау, телеграф был преобразован в одноигольную двухпроводную систему с неизолированными проводами на полюсах. Одноигольный телеграф оказался очень успешным на британских железных дорогах, и в конце девятнадцатого века все еще использовалось 15 000 телеграфов. Некоторые оставались в эксплуатации в 1930-е годы. Electric Telegraph Company, первая в мире общественная телеграфная компания, была основана в 1845 году финансистом Джоном Льюисом Рикардо и Куком.
Телеграф Уитстона ABC
Уитстон разработал практическую алфавитную систему в 1840 году под названием ABC. Система, используемая в основном на частных проводах. Он состоял из «коммуникатора» на передающей стороне и «индикатора» на принимающей стороне. Коммуникатор состоял из круглого циферблата со стрелкой и 26 букв алфавита (и четырех знаков 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 начальное положение. Затем передающий оператор нажимал бы клавишу, соответствующую букве, которую нужно передать. В основании коммуникатора был магнит, приводимый в действие рукояткой на передней панели. Он будет повернут для подачи переменного напряжения на линию. Каждый полупериод тока будет перемещать указатели на обоих концах на одну позицию. Когда указатель достигнет положения нажатой клавиши, он остановится, и магнето отключится от линии. Стрелка коммуникатора была привязана к механизму магнето. Стрелка индикатора перемещалась поляризованным электромагнитом, якорь которого был соединен с ним через спусковой механизм . Таким образом, переменное линейное напряжение переместило указатель индикатора в положение нажатой клавиши на коммуникаторе. Нажатие другой клавиши освободит указатель и предыдущую клавишу и снова подключит магнето к линии. Эти машины были очень прочными и простыми в эксплуатации, и они использовались в Британии вплоть до 20-го века.
Система Морзе
Профессор Морс отправил сообщение — ЧТО БОГ НАСТУПИЛ 24 мая 1844 года.В 1851 году на конференции в Вене стран Немецко-австрийского телеграфного сообщества (в который входили многие страны Центральной) был принят телеграф Морзе в качестве системы международной Европы связи. Принятый код был значительно изменен по сравнению с исходным кодом Морзе и основывался на коде, используемом на гамбургских железных дорогах (Герке, 1848). Общий код необходим был шагом для получения прямого телеграфной связи между странами. При использовании разных кодов для перевода и повторной передачи сообщения требовались дополнительные операторы. В 1865 году конференция в Париже принимает код Герке в качестве международного суда Морзе и с тех пор стал стандартом. США, однако, продолжали использовать американский код Морзе внутри страны в некотором некотором времени, поэтому международные сообщения требовали повторной передачи в обоих направлениях.
В наших Штатах телеграф Морзе / Вейла был быстро развернули 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 Пони Экспресс.
Франция
Франция не спешила внедрять электрический телеграф. У них была обширная система оптического телеграфа, построенная в эпоху Наполеона. Были также серьезные опасения, что электрические телеграфы могут быть быстро выведены из строя вражескими диверсантами, что было намного труднее сделать с оптическими телеграфами, у которых не было открытого оборудования между станциями. телеграф Фуа-Бреге был принят. Это система с двумя иглами, которая использовалась уникальным образом по сравнению с другими игольчатыми телеграфами. Иглы делали символы похожими на символы оптической системы Чаппа, используются их более знакомыми операторам телеграфа. Оптическая система выведена из эксплуатации в 1846 году, но закончена только в 1855 году. В этом году система Фуа-Бреге была заменена системой Морзе.
Расширение
Большое расширение использования телеграфов на железных дорогах вскоре распространилось на области массовых коммуникаций с приборами, установленными в почтовых отделениях. Началась эра массового личного общения. Телеграфные сети стоили дорого, но финансирование было легко, особенно от лондонских банкиров. К 1852 году национальные системы уже работали в основных странах:
Протяженность телеграфа в 1852 году
Страна Компания или система Мили или километры. провода исх. США 20 компаний 23000 миль или 37000 км Великобритания Electric Telegraph Company, Magnetic Telegraph Company и другие 2200 миль или 3500 км Пруссия Система Сименс 1400 миль или 2300 км Австрия Система Siemens 1000 миль или 1600 км Канада 900 миль или 1400 км Франция доминирующие оптические системы 700 миль или 1100 км , компания New York and Компания Mississippi Valley Printing Telegraph Company была создана в 1852 году в Рочестере, штат Нью-Йорк, и в итоге превратилась в Western Union Telegraph Company. Хотя во многих странах были телеграфные сети, между ними не было международной связи. Сообщение по почте по-прежнему было основным средством связи со странами за пределами Европы.
Скорость почтовых отправлений по всему миру в 1852 году
Доставка письма из Лондона в 12 Нью-Йорк в Штатах 13 Александрия в Египте 19 Константинополь в США заняла дней Османская Турция 33 Бомбей в Индии (западное побережье Индии) 44 Калькутта в Бенгалии (восточное побережье Индии) 45 Сингапур 57 Шанхай в Китае 73 Сидней в Австралии Улучшения телеграфной связи
Оборудование для автоматизированной телеграфной сети УитстонаПостоянной целью телеграфии было снижение стоимости одного сообщения за сокращение 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 была разработка телеграфная система.
Первой системой, для работы которой не требовались квалифицированные специалисты, была система ABC Чарльза Уитстона в 1840 году, в которой буквы алфавита располагались круглосуточно. -лице, и сигнал заставил иглу указать букву. Эта ранняя система требовала, чтобы получатель присутствовал в реальном времени для записи сообщения, и она достигла 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 создаваемая читаемые синие метки в азбуке Морзе. Скорость печатного телеграфа составляет 16 с половиной слов в минуту, но по-прежнему требует перевода на английский язык живыми переписчиками. Химическая телеграфия прекратилась в США в 1851 году, когда группа Морзе отклонила патент Бэйн в окружном суде США.
На короткий период, начиная с линии Нью-Йорк-Бостон в 1848 году, некоторые телеграфисты Сети начали нанимать звукооператоров, которые были обучены понимать азбуку Морзе на слух. Постепенно звуковых операторов устранило использование в телеграфных приемниках, включающих регистр и ленту. Вместо этого приемный инструмент был преобразован в «эхолот», электромагнит, который запитывался током и притягивал небольшой железный рычаг. Когда звуковой ключ открывался или закрывался, рычаг эхолота ударялся о наковальню. Оператор Морзе различал точку и тире коротким или длинным интервалом между двумя щелчками. Затем сообщение было написано от руки.
Royal Earl House разработал и запатентовал телеграфную систему с буквенной печатью в 1846 году, в которой использовалась буквенная клавиатура для передатчика и автоматически печатались буквы на бумаге на приемнике. За эту последовала версию с паровым приводом в 1852 году. Сторонники печатного телеграфирования утверждали, что это устраняет ошибки операторов Морзе. К 1852 году машина Хауса использовалась на четырех основных американских телеграфных линиях. Скорость машины Хауса была заявлена как 2600 слов в час.
Клавиатура Бодо, 1884 годДэвид Эдвард Хьюз изобрел печатный телеграф в 1855; он использовал клавиатуру из 26 клавиш для алфавита и вращающееся колесо, которое определяло передаваемую букву по промежутку времени, прошедшему с момента предыдущей передачи. Система допускала автоматическую запись на принимающую сторону. Система была очень стабильной и точной и получила признание во всем мире.
Следующим усовершенствованием стал код Бодо 1874 года. Французский инженер Эмиль Бодо запатентовал печатный телеграф, в котором сигналы автоматически переводятся в типографские символы. Каждому символу был классический пятибитный код, механически интерпретируемый из состояния пяти переключателей включения / выключения. Операторы должны поддерживать постоянный ритм, и обычная скорость работы составляла 30 слов в минуту.
К этому моменту прием был автоматизирован, но скорость и точность передачи все еще ограничивались навыками человек-оператор. Первая практическая автоматизированная система была запатентована Чарльзом Уитстоном. Сообщение (в азбуке Морзе ) было набрано на кусок перфорированной ленты с использованием похожего на клавиатуру устройства, называемого «Stick Punch». Передатчик автоматически пропустил ленту и передал сообщение с исключительно высокой для того времени скоростью 70 слов в минуту.
Телепринтеры
Электромоторный печатный телеграф Фелпса примерно 1880 года, последний и наиболее совершенный телеграфный механизм, соответствующий Джорджем Мэй Фелпсом. 
Телетайп Creed Model 7 в 1930 году Модель 33 ASR (автоматическая отправка и получение)Первый 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, и принтер декодировал эту ленту для создания буквенно-цифровых символов на простой бумаге. Так появилась система высокоскоростной автоматической печати Creed, могла работать с беспрецедентной скоростью 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 , пятибитовый код. Это дало только тридцать два кода, поэтому его переопределили на две «смены», «буквы» и «цифры». Я, неразделенный код смены предшествовал каждому набору букв и цифр. В 1901 году код Бодо был изменен Дональдом Мюрреем.
. В 1930-х годах телетайпы производились Teletype в США, Creed в Великобритании и Siemens в Германии.
К 1935 году маршрутизация сообщений последней серьезной преградой на пути к полной автоматизации. Крупные провайдеры телеграфии начали разрабатывать системы, которые использовали дисковый набор номера, подобный телефон, для подключения телетайпов. Эти образовавшиеся системы получили название «Телекс» (TELegraph EXchange). Телексные машины сначала выполнили импульсный набор в стиле дискового телефона для переключения каналов, а затем отправили данные по ITA2. Это телексная маршрутизация «типа А», функционально автоматизированная маршрутизация сообщений.
Первая широкополосная телексная сеть была реализована в Германии в 1930-х годах как сеть, используемая для связи внутри правительства.
При скорости 45,45 (± 0,5%) бод — что в то время считалось быстрым — до 25 телексных каналов совместно использовать один канал междугородной телефонной связи с использованием голоса частотная телеграфия мультиплексирование, что делает телексее дорогим методом надежной междугородной связи.
Автоматическая служба обмена телетайпами была представлена в Канаде CPR Telegraphs и CN Telegraph в июле 1957 года, в 1958 году Western Union начала строительство сеть Телекс в пределах Штатах.
Гармонический телеграф
Самым дорогостоящим аспектом телеграфной системы была установка — прокладка провода, которая часто была очень длинной. Затраты можно было бы лучше покрыть, найдя способ отправить более одного сообщения за раз по одному проводу, тем самым увеличивая доход с каждого провода. Ранние устройства включаются дуплекс и квадруплекс, которые позволяют, соответственно, одну или две телеграфные передачи в каждом направлении. Однако желательно было еще большее количество каналов на самых загруженных линийх. Во второй половине 1800-х годов несколько изобретателей работали над созданием метода для этого, в том числе Чарльз Бурсеул, Томас Эдисон, Элиша Грей и Александр Грэм Белл.
Один из подходов заключался в том, чтобы резонаторы нескольких частот действовали как носители модулированного двухпозиционного сигнала. Это был гармонический телеграф, разновидность частотного мультиплексирования. Эти различные частоты, называемые гармониками, затем могут быть объединены в один комплексный сигнал и отправлены по одному проводу. На приемном конце частоты будут разделены согласованным набором резонаторов.
Когда набор частот передавался по одному проводу, стало понятно, что сам человеческий голос может передаваться электрически через провод. Эти усилия привели к изобретению телефона. (В то время как работа по упаковке нескольких телеграфных сигналов на один провод привела к телефонии, более поздние достижения позволили упаковать несколько голосовых сигналов на один провод за счет увеличения полосы пропускания за счет модуляции частот, намного превышающих человеческий слух. световые сигналы, передаваемые по оптоволоконным кабелям. Оптоволоконная передача может передавать 25000 телефонных сигналов одновременно по одному волокну.)
Океанские телеграфные кабели
Основные телеграфные линии в 1891 г.Вскоре после появления первых успешных телеграфных систем были в рабочем состоянии, впервые была предложена возможность передачи сообщений через море с помощью подводных кабелей связи. Одна из основных технических проблем заключалась в том, чтобы обеспечить достаточную изоляцию подводного кабеля для предотвращения утечки электрического тока в воду. В 1842 году шотландский хирург Уильям Монтгомери представил Европе гуттаперчу, клейкий сок дерева Palaquium gutta. Майкл Фарадей и Уитстон вскоре обнаружили достоинства гуттаперчи в качестве изолятора, и в 1845 году последний предложил использовать ее для покрытия провода, который предлагалось проложить из Дувра на Кале. Гуттаперча использовалась в качестве изоляции на проводе, проложенном через Рейн между Deutz и Кельном. В 1849 г. К. В. Уокер, электрик Юго-Восточной железной дороги, затопил двухмильный (трехточечный — двухкилометровый) провод, покрытый гуттаперчей, у побережья от Фолкстона, который был успешно испытан.
Джон Уоткинс Бретт, инженер из Бристоля, в 1847 году запросил и получил разрешение от Луи-Филиппа на установление телеграфной связи между Францией. и Англия. Первый подводный кабель был проложен в 1850 году, соединив две страны, а затем последовали соединения с Ирландией и Нидерландами.
Атлантическая телеграфная компания была образована в Лондоне в 1856 году, чтобы провести коммерческий телеграфный кабель через Атлантический океан. Он был успешно завершен 18 июля 1866 года судном SS Great Eastern, капитаном сэра Джеймса Андерсона после многих неудач на дальнем берегу. Джон Пендер, один из людей с Грейт-Востока, позже основал несколько телекоммуникационных компаний, в основном прокладывающих кабели между Великобританией и Юго-Восточной Азией. Ранее трансатлантические подводные кабели пытались установить в 1857, 1858 и 1865 годах. Кабель 1857 года работал с перебоями в течение нескольких дней или недель, прежде чем он вышел из строя. Изучение подводных телеграфных кабелей усилило интерес к математическому анализу очень протяженных линий передачи. Телеграфные линии из Великобритании в Индию были подключены 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.
Австралия была впервые связана с остальным миром в октябре 1872 года с помощью подводного телеграфного кабеля в Дарвине. Это принесло сводки новостей из остального мира. Телеграф через Тихий океан был построен в 1902 году, окончательно обогнув весь мир.
С 1850-х до начала 20-го века британские подводные кабельные системы доминировали в мировой системе. Это было сформулировано как формальная стратегическая цель, которая стала известна как All Red Line. В 1896 году в мире насчитывалось тридцать кабелеукладчиков, двадцать четыре из них принадлежали британским компаниям. В 1892 году британские компании владели и управляли двумя третями мировых кабельных сетей, а к 1923 году их доля все еще составляла 42,7 процента.
Cable and Wireless Company
Сеть Eastern Telegraph Company в 1901 годуCable Wireless была британской телекоммуникационной компанией. История компании началась в 1860-х годах, когда ее основателем был сэр Джон Пендер, хотя название было принято только в 1934 году. Она образовалась в результате последовательных слияний, в том числе:
- Фалмут, Гибралтар Телеграфная компания
- Британская индийская подводная телеграфная компания
- Телеграфная компания Марселя, Алжира иты
- Восточная телеграфная компания
- Восточное расширение Австралии и Китая Телеграфная компания
- Восточная и ассоциированная телеграфная компания
Телеграфия и долгота
Телеграф был очень важен для отправки сигналов времени для определения долготы с большей точностью, чем это было возможно ранее. Долгота была измерена путем измерения местного времени (например, местный полдень наступает, когда солнце находится на высоком уровне над горизонтом) с абсолютным временем. Если местное время в двух местах отличается на один час, разница в долготе между ними составляет 15 ° (360 ° / 24 часа). До телеграфии абсолютное время можно было получить по астрономическим событиям, таким как затмения, затмения или лунные расстояния, или с помощью точных часов (хронометр ) из одного места в другое.
Идея использования телеграфа для передачи сигнала времени для определения долготы была предложена Франсуа Араго Сэмюэлю Морзе в 1837 году, и это была проверка этой идеи. был сделан Capt. Уилкс ВМС США в 1844 году над линией Морса между Вашингтоном и Балтимором. Вскоре этот метод стал стандартом для определения долготы, в частности, в Службе береговой службы США, а также на все большие и большие расстояния, поскольку телеграфная сеть распространилась по Америке и всему миру, а технические разработки повысили точность и производительность
«Телеграфная сеть долготы» вскоре стала всемирной. Трансатлантические связи между Европой и Северной Америкой были установлены в 1866 и 1870 годах. ВМС США расширили наблюдения до Вест-Индии, Центральной Америки и Южной Америки за дополнительную трансатлантическую связь из Южной Америки в Лиссабон в период с 1874 по 1890 год. Британские, российские и американские наблюдения создали Китайскую цепочку из Европы через Суэц, Аден, Мадрас, Сингапур, и Японию, во Владивосток, оттуда в Санкт-Петербург и обратно в Западную Европу. Австралия была связана с Сингапуром через Яву в 1871 году, а также сеть обошла земной в 1902 году, соединив Австралию и Новую Зеландию с Канадой по красной линии. Двойное определение долготы с востока и запада согласовывалось в пределах одной угловой секунды (1/15 секунды времени, менее 30 метров).
Телеграфия на войне
Очевидность телеграммы принесланые преимущества для тех, кто ведет войну. Секретные сообщения были закодированы, поэтому одного перехвата было недостаточно, чтобы противоборствующая сторона получила преимущество. Существуют географические ограничения на перехват телеграфных кабелей.
Крымская война
Крымская война была одним из первых, в которых использовались телеграфы, и одним из первых, широко документированных. В 1854 году правительство в Лондоне создало военный телеграфный отряд для армии, которым командовал офицер Королевских инженеров. Он должен был состоять из двадцати пяти человек из Королевского корпуса саперов и шахтеров, обученных компанией Electric Telegraph, чтобы построить и использовать первый полевой электрический телеграф.
Журналистские записи войны были предоставлены Уильямом Говард Рассел (пишет для газеты The Times ) с фотографиями Роджера Фентона. Новости от военных корреспондентов держали общественность стран, участвовавших в войне, в курсе повседневных событий, что было невозможно в предыдущей войне. 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 возбуждали общественное мнение, что свергло правительство и привело к тому, что лорд Пальмерстон стал премьер-министром.
Гражданская война в США
Во время Гражданской войны в США телеграф доказала свою ценность в качестве тактического, оперативного и стратегического средства коммуникации и внесла важный вклад в победу Союза. 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, но полагались на бегунов для передачи сообщений туда и обратно. Перед войной правительство не видело необходимости соединять линии в пределах города, однако оно видело их использование для связи между городами. Вашингтон, округ Колумбия, являясь правительственным центром, имел наибольшее количество коммуникаций, но было только несколько линий, идущих на север и юг от города. Только во время Гражданской войны правительство осознало истинный потенциал телеграфной системы. Вскоре после обстрела форта Самтер южные штаты перерезали телеграфные линии, ведущие к округу Колумбия, что привело город в состояние паники, поскольку они опасались немедленного вторжения с юга.
В течение 6 месяцев после начало войны, США Военный телеграфный корпус (USMT) проложил около 300 миль (480 км) линии связи. К концу войны они проложили около 15 000 миль (24 000 км) линии, 8 000 для военных и 5 000 для коммерческого использования, и обработали около 6,5 миллионов сообщений. Телеграф был важен не только для связи в вооруженных силах, но и в гражданском секторе, помогая политическим лидерам сохранять контроль над своими районами.
Еще до войны Американская телеграфная компания Неформально подвергали цензуре сообщения подозреваемых, чтобы заблокировать помощь движению за отделение. Во время войны военный министр Саймон Кэмерон, а позже Эдвин Стэнтон, хотели получить контроль над телеграфными линиями для поддержания потока информации. В начале войны одним из первых действий Стэнтона на посту военного министра было перемещение телеграфных линий, которые заканчивались у штаба Макклеллана, на заканчивающиеся в военном министерстве. Сам Стэнтон сказал: «[телеграфия] — моя правая рука». Телеграфия способствовала северным победам, включая битву при Антиетаме (1862), битву при Чикамауге (1863) и Марш Шермана к морю (1865).
Телеграфная система все еще имела свои недостатки. USMT, хотя и был основным источником телеграфных и телеграфных сообщений, по-прежнему оставался гражданским агентством. Большинство операторов сначала были наняты телеграфными компаниями, а затем заключили контракт с военным министерством. Это создало напряженность между генералами и их операторами. Одним из источников раздражения было то, что операторы USMT не должны были подчиняться военным властям. Обычно они действовали без колебаний, но этого не требовалось, поэтому Альберт Майер создал U.S. Армейский корпус связи в феврале 1863 года. В качестве нового главы корпуса связи Майер попытался взять под свое командование всю телеграфную и флаговую сигнализацию и, следовательно, соблюдать военную дисциплину. После создания Корпуса связи Майер приступил к дальнейшему развитию новых телеграфных систем. В то время как USMT полагалась в основном на гражданские линии и операторов, новый полевой телеграф Signal Corp мог быть развернут и демонтирован быстрее, чем система USMT.
Первая мировая война
Во время Первой мировой войны, британская телеграфная связь была почти полностью бесперебойной, в то время как она могла быстро перерезать кабели Германии по всему миру. Британское правительство подвергло цензуре телеграфные компании, стремясь искоренить шпионаж и ограничить финансовые операции со странами Центральных держав. Доступ Великобритании к трансатлантическим кабелям и ее опыт в области кодирования привели к инциденту в Zimmermann Telegram, который способствовал присоединению США к войне. Несмотря на приобретение Великобританией немецких колоний и экспансию на Ближний Восток, долг войны привел к ослаблению контроля Великобритании над телеграфными кабелями, в то время как контроль США рос.
Вторая мировая война
Вторая мировая война возродилась. «кабельная война» 1914–1918 гг. В 1939 году немецкие кабели через Атлантику были снова перерезаны, а в 1940 году итальянские кабели в Южную Америку и Испанию были перерезаны в отместку за действия Италии против двух из пяти британских кабелей, соединяющих Гибралтар и Мальту. Electra House, головной офис и центральная кабельная станция Cable Wireless, был поврежден немецкой бомбардировкой в 1941 году.
Движения сопротивления в оккупированной Европе саботировали средства связи, такие как телеграфные линии, вынуждая немцев использовать беспроводной телеграф, который затем может быть перехвачен Британией. Немцы разработали очень сложное приложение-телетайп (нем. Schlüssel-Zusatz, «шифровальное приложение»), которое использовалось для шифрования телеграмм с использованием шифра Лоренца между немецким верховным командованием (OKW ) и группы армий на местах. Они содержали отчеты о ситуации, планы сражений и обсуждения стратегии и тактики. Великобритания перехватила эти сигналы, диагностировала, как работает шифровальная машина, и расшифровала большой объем трафика телетайпов.
Конец телеграфной эры
В Америке конец эру телеграфа можно связать с падением Western Union Telegraph Company. Western Union была ведущим поставщиком телеграфа в Америке и считалась лучшим конкурентом Национальной телефонной компании Bell. Western Union и Bell инвестировали в телеграфию 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 их телефонные авторские права. Это привело к тому, что Western Union согласилась на меньшую позицию в телефонной конкуренции, что, в свою очередь, привело к уменьшению популярности телеграфа.
Хотя телеграф не был в центре внимания юридических баталий, которые произошли около 1878 года, компании на которые повлияли последствия битвы, были главные силы телеграфии в то время. Western Union полагал, что соглашение 1878 года укрепит телеграфию как предпочтительную связь на большие расстояния. Однако из-за недооценки будущего телеграфа и плохих контрактов Western Union оказалась в упадке. ATT приобрела рабочий контроль над Western Union в 1909 году, но отказалась от него в 1914 году под угрозой антимонопольного законодательства. ATT купила электронную почту Western Union и Telex в 1990 году.
Хотя коммерческие «телеграфные» услуги все еще доступны в многих странах, передача обычно осуществляется в той или иной форме передачи данных кроме традиционной телеграфии.
Рождение, расцвет и смерть телеграфа
Несколько десятилетий назад телеграмма была настоящим событием. Почтальон звонил в дверь, объявлял о сообщении, передавал конверт. Но читать телеграмму мог только глава семьи. Ему несколько минут искали очки, пока он стоял с этой телеграммой, затем он сначала про себя, а после — вслух зачитывал сообщение. Телеграммой сообщали о смерти, о рождении, поздравляли с праздниками. Сегодня это сделать проще — можно отправить смску или сообщение в социальных сетях. Вот только бумажный носитель хранили иногда дольше, чем у нас сейчас живут телефоны.
Давайте вспомним, с чего всё начиналось, и как телеграф стал одним из лучших и быстрых средств связи.
Телеграмма родителям космонавта Германа Титова. Музей Г. С. ТитоваПервые аппараты и телеграфные линии
Европа
Швейцарский физик Жорж Луи Лессаж в 1774 году собрал одну из первых действующих моделей электрического телеграфа. Информация передавалась между двумя комнатами его дома, а каждой из 26 букв алфавита соответствовал отдельный провод.
Другой изобретатель, Ломон, использовал один провод для передачи информации. Это отрывок из статьи, опубликованной в Дублине в 1793 году: «Париж, 16 октября 1787 года. Вечером я был у месье Ломона, весьма остроумного и изобретательного механика, который улучшил хлопкопрядильную машину… В электроэнергии он сделал замечательное открытие. Вы пишете два или три слова на бумаге, он берет лист в комнату и включает машину. Запертый в цилиндрический корпус, на вершине которого находится электрометр — маленький пробковый шарик, провод соединяется с цилиндром и электрометром в другой комнате, и жена Ломона, заметив соответствующие движения шара, записывает слова. Из этого следует, что изобретатель сформировал алфавит движений. Поскольку длина провода не влияет на эффект, переписка может осуществляться на любом расстоянии в пределах города или за его стенами, или в целях более достойных. Как бы эту машину ни использовали, это прекрасное изобретение».
Телеграф Жана Луи Лессажа
22 февраля 1804 года Франциско Сальва (Francisco Salvá) представил в Академии наук в Барселоне электрический телеграф на основе батареи Вольты. Система состояла из шести небольших ёмкостей с водой. В жидкость опущены по два провода, и в зависимости от смены их полярности каждый резервуар показывает по два сигнала благодаря выделению водорода.
Более подробной информации, в том числе азбуки для расшифровки сигналов, до нас не дошло.
Телеграф Франциско Сальвы
Ещё через пять лет член баварской академии наук Зёммеринг (Sömmerring) по указанию короля Максимиллиана изобретает телеграф, снова использующий электролиз и вольтов столб. На принимающей стороне размещался аквариум, в котором от электрода, соответствующего нужной букве, выделялись пузырьки водорода. Вдвое меньше пузырьков кислорода образовывались от второй буквы — то есть одновременно по проводам шли два символа.
В 1820 году датский физик Ханс Кристиан Эрстед разослал в доступные учёные учреждения и журналы брошюру «Опыты, касающиеся действия электрического конфликта на магнитную стрелку».
На лекциях в университете он демонстрировал нагрев проволоки электричеством от вольтова столба. На столе во время опыта лежал морской компас, поверх крышки которого проходил провод. Когда учёный замкнул электрическую цепь, стрелка компаса отклонилась. По легенде, это заметил один из присутствующих в аудитории. Другая легенда говорит о том, что сам учёный заметил данное отклонение. Эрстед в процессе своих экспериментов обнаружил, что при расстояние от проволоки до стрелки менее 3/4 дюйма, отклонение составляет 45°, а при увеличении расстояния угол пропорционально уменьшается. Величина отклонения изменяется в зависимости от мощности аппарата. Эрстед проверял эффект на проволоке из разных материалов, пытался экранировать стрелку деревом, стеклом, смолой, помещал в воду.
В брошюре 1820 года он пишет: «Основной вывод из этих опытов состоит в том, что магнитная стрелка отклоняется от своего положения равновесия под действием вольтаического аппарата и что этот эффект проявляется, когда контур замкнут, и он не проявляется, когда контур разомкнут. Именно потому, что контур оставался разомкнутым, не увенчались успехом попытки такого же рода, сделанные несколько лет тому назад известными физиками».
Открытие Ханса Кристиана Эрстеда послужило основой для электромагнитных телеграфов.
Отклонение магнитной стрелки под воздействием электрического тока
Россия
В 1832 году Пауль Шиллинг, русский дипломат и историк, участник Отечественной войны, собрал в Петербурге электромагнитный телеграф. В основе технологии телеграфа находился эффект отклонения магнитной стрелки при взаимодействии с электромагнитным полем от электрических проводов. Предыстория данного изобретения крайне интересна: Шиллинг за пять лет до этого взрывал подводные мины посредством электрического тока, идущего по проводам с каучуковой изоляцией.
Для передачи одной буквы нажимали три или четыре клавиши одновременно. На принимающем аппарате проводники подсоединялись к электромагниту с висящей над ним магнитной стрелкой, которая поворачивалась, когда по проводу шёл ток. Вместе со стрелкой поворачивался сигнальный кружок, чёрный с одной и белый с другой стороны. Шиллинг разработал специальный код, чтобы шести стрелок с сигнальными кружками хватило для передачи всех букв русского алфавита. За минуту по восьми проводам можно было передать десять знаков.
Шестистрелочный мультипликаторный телеграфный аппарат Шиллинга
В 1841 году открылась первая регулярная телеграфная линия, соединяющая Зимний дворец с Генеральным штабом. Это произошло уже после смерти изобретателя в 1837 году. Но работу Шиллинга продолжил Борис Семёнович Якоби, создавший к 1839 году несколько систем телеграфных аппаратов, включая пишущий.
В пишущем телеграфе Бориса Якоби электромагнит приводил в движение карандаш, оставляющий записи на движущейся фарфоровой доске. Аппарат работал на линии Зимний дворец — Главный штаб — Царское село. Записи сложно поддавались расшифровке, чему изобретатель не был рад.
Якоби к 1845 году сделал стрелочный синхронный аппарат с горизонтальным циферблатом, электромагнитным приводом и клавиатурой, а к 1850 году — первый в мире буквопечатающий телеграф. Только его работу правительство считало военным секретом, оттого о проекте мало кто знал.
Стрелочный телеграфный аппарат Б. С. Якоби с вертикальным циферблатом
В 1844 году Якоби пригласили для строительства телеграфной линии вдоль железной дороги между Москвой и Санкт-Петербургом. Изобретатель предложил включить в линию вспомогательную батарею, которая позволит вести передачи при повреждении изоляции подземного кабеля. Подобное устройство затем применили при прокладке кабеля по дну Атлантического океана.
К сожалению, Якоби не достроил линию, заказ на строительство сети телеграфных линий в конце концов получила немецкая компания ”Siemens & Halske”
Стрелочный телеграфный аппарат «Siemens & Halske»
В 1852 году в Москве основали первую телеграфную станцию в здании вокзала Петербург-Московской железной дороги. С 1 октября этого года начинает свою историю компания «Центральный телеграф». В 1869 году станция переезжает на Мясницкую улицу.
К концу 1855 года телеграф охватил города Центральной России и начал соединять страну с Европой. В 1880 году в России применяли телеграфные аппараты нескольких типов и телетайпы.
Центральный телеграф на Мясницкой улице, около 1900 года
Американский изобретатель Сэмюэл Морзе запатентовал свою версию телеграфа в 1840 году. Ключ или «молоток» замыкал и размыкал электрическую цепь, автоматический приёмник записывал сигналы. Импульсы тока определенной длительности заставляли колебаться электромагнитное перо, воспроизводившее «точки» и «тире» на бумажной ленте. Перо либо выдавливало сигналы, либо наносило их чернилами.
Телеграфный ключ, он же «молоток»
В 1843 году Конгресс принял билль и выделил изобретателю субсидию для строительства линии между Вашингтоном и Балтимором длиной 65 километров.
Первая попытка проложить кабель под землёй с помощью изобретения Эзры Корнелла — специального траншейного плуга — оказалась неудачной. Но в 1844 году линию открыли, провода шли по телеграфным столбам. Так и на изоляции можно было сэкономить.
Бывший генеральный почтмейстер в двух кабинетов президентов Амос Кендалл сразу понял, насколько телеграф с его высочайшей скоростью передачи информации полезен, и привлёк инвесторов к проекту. Морзе начал продавать лицензии на своё изобретение, и к 1851 году в США открылись пятьдесят независимых телеграфных компаний.
Иллюстрация из патента Эзры Корнелла на плуг для прокладки кабелей. Источник
В 1846 году Роял Эрл Хаус запатентовал печатающий телеграф, способный передавать сорок слов в минуту. Патентом на этот тип телеграфа владел судья Сэмюэл Селден, вместе с которым Хайрам Сибли, шериф округа Монро, штат Нью-Йорк, основал компанию «New York and Mississippi Valley Printing Telegraph Company» (NYMVPTC). Через семь лет название изменилось на «Западный союз» — «Western Union».
Вместо того, чтобы прокладывать новые телеграфные линии, предприниматели стали скупать существующие и объединять их в одну систему. За три года количество офисов «Western Union» увеличилось до 4000, а капитал — с 220 тысяч долларов до 48 миллионов.
Отправить телеграмму по США в 1854 году стоило 20 долларов за сообщение. Из-за этого желающих было не так много, и бизнесмены охотно продавали свои компании Хайраму Сибли. В 1854 году «Western Union» купила патент на телеграф Морзе.
Печатающий телеграф 1900 года, производство Siemens & Halske, Санкт-ПетербургВ 1861 году «Western Union» за 112 дней соединили единой трансконтинентальной линией Западное и Восточное побережья США. До появления этой линии сообщения на такое расстояние шли в течение десяти дней — их везли самые храбрые и отчаянные молодые люди верхом. И не все письма доходили из-за постоянных нападений бандитов.
Прокладка трансконтинентальной телеграфной линии. Сотрудник службы Pony Express приветствует строителей.Связь между континентами
Подводные телеграфные линии в Европе
К середине XIX века телеграфные сети связывали большинство крупных городов Европы и США — по суше. А вот отправить телеграмму через океан было затруднительно. Письма продолжали идти на пароходах, доставка осуществлялась за двадцать дней в лучшем случае. В мире, где международные отношения становились всё более интенсивными, создание коммуникаций между Старым и Новым светом было вопросом времени. Идею проложить телеграфный провод по дну Атлантического океана высказал Сэмюэл Морзе, затем её поддержал английский физик Чарльз Уитсон. Но её отвергали как неосуществимую. На помощь предпринимателям и учёным пришла открытая в Индии гуттаперча, которую Вернер фон Сименс предложил использовать для изоляции.
Одну из первых подводных линий начал прокладывать английский инженер Джон Бретт между Францией и Англией. Военное судно «Вигдеон» указывало судну «Голиаф» с кабелем на борту путь, отмечая его буями с флагами. Кабель погружался в воду, каждые 15 минут к нему подвешивали груз в 10 килограммов свинца. По линии пошла первая телеграмма, но сразу после неё связь перестала работать. Французский рыбак случайно вырвал неводом кусок кабеля.
Первый кабель состоял из двух медных проволок толщиной в два миллиметра, обтянутых гуттаперчевой оболочкой. Для второй попытки использовали четыре проволоки, каждую из которых защитили гуттаперчевой оболочкой толщиной в шесть миллиметров. Все проволоки вместе с пятью круглыми просмоленными и пропитанными салом пеньковыми шнурами скрутили в один кабель, обвитый общим пеньковым просмоленным шнуром. Сверху наложили ещё один пеньковый слой, и уже после обвили кабель десятью железными оцинкованными проволоками диаметром в семь миллиметров. Первый кабель весил 14 тонн, а второй, улучшенный, уже 166 тонн. Теперь случайность в виде закинутого в море невода не могла помешать коммуникации между странами.
В ноябре 1852 года установили прямое телеграфное сообщение между Лондоном и Парижем, а позже соединили Англию с Ирландией, Германией, Голландией и Бельгией. Швецию соединили с Норвегией, Италию — с Сардинией и Корсикой. В 1854-1855 годах кабель проложили через Средиземное и Черное моря.
Трансатлантический кабель
Предприниматель Сайрус Уэст Филд, используя опыт компаний, прокладывавших подводные кабели, собрал инвестиции, достаточные для проекта прокладки кабеля по дну Атлантического океана. В 1856 году корабли «Агамемнон» и «Ниагара» отошли от берегов Ирландии, каждый имел на борту по катушке кабеля массой в полторы тысячи тонн. Кабель выполнили из семипроволочного медного каната с гуттаперчевой оболочкой, жилы которого обтянули просмоленной пенькой, а снаружи кабель обвили ещё 18 шнурами из 7 железных проволок каждый. Длина кабеля составила четыре тысячи километров.
Маршрут для прокладки трансатлантической линии связи: Ирландия — Ньюфаундленд
Через несколько дней кабель порвался, и проект пришлось отложить. Спустя уже несколько месяцев состоялась вторая попытка — снова провальная. Третья попытка состоялась в 1858 году, кабель сумели проложить от Ирландии до Ньюфаундленда. 16 августа того года королева Великобритании Виктория поздравила президента США Джеймса Бьюкенена с успешным проектом, но спустя несколько месяцев связь была нарушена.
Сайрус Филд и тогда не сдался. Через восемь лет, в 1864 году, он начал укладку кабеля с улучшенной изоляцией с помощью британского парохода «Грейт Истерн» водоизмещением 32 тысячи тонн. Кабель порвался во время укладки. В 1866 году тот же пароход произвёл вторую попытку — и тогда получилось наконец-таки обеспечить связь между Европой и Америкой. А порванный ранее кабель нашли и скрепили со вторым фрагментом, так что и он начал функционировать.
Сцена обрыва кабеля на «Грейт-Истерне». The Illustrated London News. Band 47. 1865. Источник
Образцы кабелей, сформировавших трансатлантическую линию связиИз США в Европу через Аляску
Американская «Вестерн Юнион» решила пойти по другому пути — через Аляску. В 1867 году Россия продала Аляску США за 7,2 миллиона долларов, и «Вестерн Юнион» получила от властей право прокладывать линии вдоль военных и почтовых путей, включая линии железнодорожного сообщения.
Проект прокладки кабеля через Аляску назвали «Русско-американский телеграф». Он предполагал линию от Сан-Франциско в Калифорнии до Москвы через Орегон, Вашингтонскую территорию, Колумбию, Аляску, Берингов пролив и Сибирь, что позволяло соединить США и Европу.
Хотя проект провалился, он дал толчок к развитию всех территорий, через которые проходил.
Телеграфная линия на АляскеОсновные телеграфные линии в 1891 году
В 1870 году кабель проложили в Индию, чтобы установить связь между Лондоном и Бомбеем через Египет и Мальту. Ниже на карте видны основные телеграфные линии в 1891 году.
Общественное достояниеКроме поздравлений и новостей
Денежные переводы
Возможность мгновенно передавать сообщения на большое расстояние открыла дорогу новым видам бизнеса. Деньги по почте в России согласно Большой советской энциклопедии пересылали с 1781 года. В XIX веке появилась модернизированная услуга — почтовые переводы. По почте отправляли не сами купюры, а специальные талоны, которые получатель приносил на почту для того, чтобы забрать наличные деньги. А вкладывать купюры в конверты запретили.
Разветвлённая телеграфная сеть в США позволила «Western Union» начать предоставлять в 1871 году телеграфные денежные переводы. Услуга оказалась настолько востребованной, что уже через пять лет компания провела 37 190 переводов на сумму 2,6 миллиона долларов при средней сумме перевода в 70 долларов. Это более 56 миллионов долларов в ценах 2016 года. Именно эта услуга сейчас является основным бизнесом для компании. В 2015 году «Western Union» осуществила 262 миллиона денежных переводов между клиентами на общую сумму в 82 миллиарда долларов.
В Советском союзе денежные переводы были одной из важных услуг телеграфной связи общего пользования.
Бланк телеграфного перевода, СССР
Котировки рынка ценных бумаг
В середине XIX века в США стал зарождаться фондовый рынок. Ценными бумагами торговали на самих биржах. Было бы гораздо удобнее узнавать текущие котировки, сидя в брокерской конторе, и совершать покупки и продажи прямо из неё. Такую возможность открыл телеграф, приблизив торговлю бумагами к режиму реального времени.
Роял Эрл Хаус в 1846 году запатентовал печатающий телеграф, который выдавал на выходе текст. Это был пра-пра-пра-прадедушка современных принтеров. Первая модель была хрупкой, часто синхронизация между отправителем и получателем нарушалась. Для печати одной буквы было нужно несколько импульсов тока, и на больших расстояниях система не работала. Улучшенная Дэвидом Хьюзом модель работала с помощью часовых механизмов — так достигалась синхронизация аппаратов. Эту модель использовали в России с 1865 года до начала Великой Отечественной войны.
Готовая печать телеграфных сообщений, без необходимости длительной расшифровки точек и тире, позволила создать тикерные аппараты для передачи биржевых котировок. В 1869 году Томас Эдисон представил такой аппарат, способный печатать один символ в секунду.
Тикерный аппарат Томаса Эдисона
Точное время
Сейчас наши смартфоны и компьютеры синхронизируют время с помощью радиосвязи. В 1930-е годы в США вы могли арендовать часы, которые синхронизировались с мастер-часами «Western Union», чтобы вы всегда могли точно знать, который час. В 1877 году на крыше штаб-квартиры компании в Нью-Йорке установили шар времени, по которому жители города могли сверять часы. За пять минут до полудня шар поднимали до самого верха шпиля, на высоту 96 метров над улицей. Десятиэтажное здание компании на тот момент было самым высоким в Нью-Йорке и США. За две минуты до полудня в Морскую обсерваторию США в Вашингтоне по телеграфу отправляли сигнал о статусе положительной готовности шара для спуска.
В полдень оператор из обсерватории активировал спусковой механизм и шар падал на семь метров вниз. После спуска шара сигнал отправляли в обсерваторию. Благодаря этой службе компания почти весь XX век была «Хранителем времени нации».
Часы с точным временем от Western Union
Возможность быстрой отправки сообщений открыла новые возможности для бизнеса. Крупные компании с развитой филиальной сетью благодаря телеграфной связи, а затем — телетайпу, стали работать как единое целое, передавая информацию в режиме реального времени.
Телетайп
Закодированный телеграфный сигнал было трудно читать и передавать без специальной подготовки, поэтому с самого начала учёные пытались изобрести более «дружелюбное» к пользователям устройство. Так было с пишущим телеграфом Бориса Якоби и аппаратом Вернера фон Сименса, и это стало причиной появления телетайпа.
В 1872 году французский изобретатель Жан Бодо разработал телеграфный аппарат, который позволял одновременно передавать два и более сообщений по одной линии. При этом аппарат передавал сообщения, используя буквы латинского алфавита, а после работы российских умельцев — и буквы русского алфавита. Устройства такого типа назвали стартстопными. Кроме этого Бодо создал телеграфный код Бодо, который передавали на перфорированных лентах. Первые аппараты Бодо стали использовать в 1877 году на линии Париж — Бордо. До конца XX века использовали двухкратные аппараты, способные передавать до 760 знаков в минуту. Дополнительно к аппарату Бодо сделал распределитель, дешифратор и печатающий механизм, что упрощало работу специалистов.
Два или шесть телеграфистов кодировали сообщения, стараясь не сбиться. Они использовали два пальца левой и три пальца правой руки, по очереди отправляя сигналы. Но самое интересное происходило с другой стороны — на бумажной ленте печатались буквы, а не код.
В 1901 году после создания клавиатуры для телеграфного аппарата код доработали, изменили порядок знаков и добавили дополнительные символы. 5-битная кодировка и использование буквенного и цифрового регистра остались.
Аппарат Бодо: клавиатура и распределитель
Изобретение Бодо и тикерный аппарат стали предшественниками телетайпа. Телетайп — это электромеханическая печатная машина для передачи текстовых сообщений.
В 1920-х годах была создана глобальная «Сеть Телекс», охват которой составил 600 тысяч абонентов в 100 странах мира. Отправленные через эту сеть документы имели юридическую силу. Сетью активно пользовались коммерческие компании, пока телетайп не был вытеснен факсом, а затем и интернетом.
Сейчас от популярности некогда распространенного устройства остались лишь бледные следы, например, традиционный префикс tty (от TeleTYpe) для обозначения текстовых терминалов в Unix. Некоторые ведомственные радиостанции до сих пор ведут вещание в режиме телетайпа, передавая информацию вроде сводок погоды.
Телетайп, входивший в сеть Telex
Телеграф сегодня
Американская «Western Union» отправила последнюю телеграмму в 2006 году, полностью переключившись на трансфер денег. В 2004 году телеграф свернули в Нидерландах, а в 2013 году — в Индии. В некоторых странах, в частности в России, государственные службы работают до сих пор. Иногда телеграммы используют для отправки повесток в суд, для денежных переводов, даже для поздравлений. Во времена, когда передача информации перестала быть проблемой благодаря глубокому проникновению интернета и мобильной связи, простые письма или телеграммы становятся прихотью, позволяющей проникнуться атмосферой прошлого. Вот только сами телеграфные сети в основном демонтированы, поэтому сообщения передают по современным каналам связи.