Elektrisk telegraf - Electrical telegraph

Cooke og Wheatstones femnålstelegraf fra 1837
Morse Telegraph
Hughes telegraph, en tidlig (1855) teleprinter bygget av Siemens og Halske

En elektrisk telegraf var et punkt-til-punkt tekstmeldingssystem, brukt fra 1840-årene til midten av 1900-tallet da det sakte ble erstattet av andre telekommunikasjonssystemer. På sendestasjonen koblet brytere en strømkilde til telegrafledningene. På mottaksstasjonen de nåværende aktiverte elektromagneter som flyttet indikatorer, som enten gir en visuell eller hørbar indikasjon på teksten. Det var det første elektriske telekommunikasjonssystemet og det mest brukte av en rekke tidlige meldingssystemer kalt telegrafer , som ble utviklet for å kommunisere tekstmeldinger raskere enn ved fysisk transport.Før den elektriske telegrafen ble det brukt semaforesystemer , inkludert fyrtårn, røyksignaler , flaggsemafor og optiske telegrafer for visuelle signaler for å kommunisere over landavstander.

Elektrisk telegrafi kan betraktes som det første eksemplet på elektroteknikk , og ble brukt av de nye jernbaneselskapene til å utvikle togkontrollsystemer som minimerte sjansene for at tog kolliderte med hverandre. Dette ble bygget rundt signalblokksystemet med signalbokser langs linjen som kommuniserer med sine nabobokser ved telegrafisk lyding av enkelttakts klokker og treposisjons nåletelegrafinstrumenter .

Teksttelegrafi besto av to eller flere geografisk adskilte stasjoner (ofte kalt telegrafkontorer ) forbundet med ledninger, vanligvis støttet overhead på verktøystolper (opprinnelig kalt telegrafpoler). Det ble oppfunnet mange forskjellige elektriske telegrafsystemer, men de som ble utbredt, passer inn i to brede kategorier.

Den første kategorien består av nåletelegrafer der en nålpeker er laget for å bevege seg elektromagnetisk med en elektrisk strøm fra et batteri eller en dynamo som går nedover telegraflinjen. Tidlige systemer brukte flere nåler som krever flere ledninger. Det første kommersielle systemet, og den mest brukte nåletelegrafen, var Cooke og Wheatstone -telegrafen , oppfunnet i 1837. Tidlige utstyrssett brukte fem nåler for å peke på at brevet ble overført, men kostnaden for å installere ledninger var mer økonomisk signifikant enn kostnaden for å trene operatører, så et enkeltnålssystem med en kode som måtte læres ble normen.

Den andre kategorien består av ankersystemer der strømmen aktiverer en telegraflyd som gir et klikk. Arketypen for denne kategorien var Morse -systemet, oppfunnet av Samuel Morse i 1838, ved hjelp av en enkelt ledning. På sendestasjonen ville en operatør trykke på en bryter som kalles en telegrafnøkkel , og stave tekstmeldinger i Morse -kode . Opprinnelig var ankeret ment å lage merker på papirbånd, men operatører lærte å tolke klikkene og det var mer effektivt å skrive ned meldingen direkte. I 1865 ble Morse -systemet standarden for internasjonal kommunikasjon med en modifisert kode utviklet for tyske jernbaner. Noen land fortsatte imidlertid å bruke etablerte nasjonale systemer internt en stund etterpå.

På 1840 -tallet erstattet den elektriske telegrafen optiske telegrafsystemer (unntatt i Frankrike), og ble standardmetoden for å sende presserende meldinger. I siste halvdel av århundret hadde de fleste utviklede nasjoner opprettet kommersielle telegrafnettverk med lokale telegrafkontorer i de fleste byer og tettsteder, slik at publikum kunne sende meldinger kalt telegrammer adressert til enhver person i landet, mot betaling. Fra 1854 tillot undersjøiske telegrafkabler den første raske kommunikasjonen mellom kontinenter. Elektriske telegrafnettverk tillot mennesker og handel å sende meldinger over både kontinenter og hav nesten umiddelbart, med utbredt sosial og økonomisk innvirkning. På begynnelsen av 1900 -tallet ble telegrafen sakte erstattet av teletype -nettverk.

Historie

Tidlig arbeid

Sömmerings elektriske telegraf i 1809

Fra tidlige studier av elektrisitet var elektriske fenomen kjent for å reise med stor hastighet, og mange eksperimenter jobbet med bruk av elektrisitet på kommunikasjon på avstand. Alle de kjente effektene av elektrisitet - som gnister , elektrostatisk tiltrekning , kjemiske endringer , elektriske støt og senere elektromagnetisme - ble brukt på problemene med å oppdage kontrollerte overføringer av elektrisitet på forskjellige avstander.

I 1753 foreslo en anonym skribent i Scots Magazine en elektrostatisk telegraf. Ved å bruke én ledning for hver bokstav i alfabetet, kan en melding overføres ved å koble ledningsterminalene etter tur til en elektrostatisk maskin og observere nedbøyning av steinballer ytterst. Forfatteren har aldri blitt identifisert positivt, men brevet ble signert CM og lagt ut fra Renfrew, noe som førte til at en Charles Marshall fra Renfrew ble foreslått. Telegrafer som brukte elektrostatisk tiltrekning var grunnlaget for tidlige eksperimenter med elektrisk telegrafi i Europa, men ble forlatt som upraktiske og ble aldri utviklet til et nyttig kommunikasjonssystem.

I 1774 realiserte Georges-Louis Le Sage en tidlig elektrisk telegraf. Telegrafen hadde en egen ledning for hver av de 26 bokstavene i alfabetet, og rekkevidden var bare mellom to rom i hjemmet hans.

I 1800 oppfant Alessandro Volta den voltaiske haugen , noe som muliggjorde en kontinuerlig strøm av strøm for eksperimentering. Dette ble en kilde til en lavspenningsstrøm som kunne brukes til å gi mer distinkte effekter, og som var langt mindre begrenset enn den øyeblikkelige utladningen av en elektrostatisk maskin , som med Leyden-krukker var de eneste tidligere kjente menneskeskapte elektrisitetskildene .

Et annet veldig tidlig eksperiment innen elektrisk telegrafi var en "elektrokjemisk telegraf" opprettet av den tyske legen, anatomisten og oppfinneren Samuel Thomas von Sömmering i 1809, basert på en tidligere, mindre robust design av 1804 av den spanske polymatikeren og forskeren Francisco Salva Campillo . Begge designene deres brukte flere ledninger (opptil 35) for å representere nesten alle latinske bokstaver og tall. Dermed kunne meldinger formidles elektrisk opptil noen få kilometer (i von Sömmerings design), med hver av telegrafmottakerens ledninger nedsenket i et separat glassrør med syre. En elektrisk strøm ble sekvensielt påført av avsenderen gjennom de forskjellige ledningene som representerer hver bokstav i en melding; ved mottakerens ende elektrolyserte strømmene syren i rørene i rekkefølge og frigjorde strømmer av hydrogenbobler ved siden av hver tilhørende bokstav eller tall. Telegrafmottakerens operatør ville se boblene og kunne deretter ta opp den overførte meldingen. Dette er i kontrast til senere telegrafer som brukte en enkelt ledning (med bakretur).

Hans Christian Ørsted oppdaget i 1820 at en elektrisk strøm produserer et magnetfelt som vil avlede en kompassnål. Samme år oppfant Johann Schweigger galvanometeret , med en trådspole rundt et kompass, som kunne brukes som en sensitiv indikator for en elektrisk strøm. Også det året foreslo André-Marie Ampère at telegrafi kunne oppnås ved å plassere små magneter under enden av et sett med ledninger, ett par ledninger for hver bokstav i alfabetet. Han var tydeligvis uvitende om Schweiggers oppfinnelse den gangen, noe som ville ha gjort systemet hans mye mer følsomt. I 1825 prøvde Peter Barlow Ampères idé, men fikk den bare til å fungere over 61 fot og erklærte den upraktisk. I 1830 forbedret William Ritchie Ampères design ved å plassere magnetnålene inne i en trådspole som er koblet til hvert par ledere. Han demonstrerte det med suksess og viste muligheten for den elektromagnetiske telegrafen, men bare i en forelesningssal.

I 1825 oppfant William Sturgeon elektromagneten , med en enkelt vikling av uisolert ledning på et stykke lakkert jern , noe som økte den magnetiske kraften som produseres av elektrisk strøm. Joseph Henry forbedret den i 1828 ved å plassere flere viklinger av isolert ledning rundt baren, og skape en mye kraftigere elektromagnet som kunne betjene en telegraf gjennom den høye motstanden til lange telegrafledninger. I løpet av sin periode ved The Albany Academy fra 1826 til 1832 demonstrerte Henry først teorien om den 'magnetiske telegrafen' ved å ringe en klokke gjennom 1,6 km ledning som var spunnet rundt i rommet i 1831.

I 1835 oppfant Joseph Henry og Edward Davy uavhengig av det kvikksølvdypende elektriske reléet , der en magnetisk nål dyppes i en kvikksølvpotte når en elektrisk strøm passerer gjennom spolen rundt. I 1837 oppfant Davy det mye mer praktiske metalliske make-and-break-reléet som ble det valgte reléet i telegrafsystemer og en sentral komponent som gjorde at svake signaler kan fornyes med jevne mellomrom. Davy demonstrerte sitt telegrafsystem i Regent's Park i 1837 og fikk patent 4. juli 1838. Davy oppfant også en tryktelegraf som brukte den elektriske strømmen fra telegrafsignalet til å markere et bånd av kaliko tilsatt kaliumjodid og kalsiumhypokloritt .

Første arbeidssystemer

Roterende alfanumerisk skive opprettet av Francis Ronalds som en del av hans elektriske telegraf (1816)

Den første fungerende telegrafen ble bygget av den engelske oppfinneren Francis Ronalds i 1816 og brukte statisk elektrisitet. På familiehuset på Hammersmith Mall satte han opp et komplett underjordisk system i en 175 meter lang 160 grøft samt en 13 kilometer lang telegraf. Linjene ble koblet i begge ender til roterende ringer merket med bokstavene i alfabetet og elektriske impulser sendt langs ledningen ble brukt til å overføre meldinger. Da han tilbød oppfinnelsen til admiralitetet i juli 1816, ble den avvist som "helt unødvendig". Hans redegjørelse for ordningen og mulighetene for rask global kommunikasjon i Descriptions of an Electrical Telegraph og om noen andre elektriske apparater var det første publiserte verket om elektrisk telegrafi og beskrev til og med risikoen for signalhemming på grunn av induksjon. Elementer av Ronalds design ble brukt i den påfølgende kommersialiseringen av telegrafen over 20 år senere.

Pavel Schilling , en tidlig pioner innen elektrisk telegrafi

Den Schilling telegraf , oppfunnet av Baron Schilling von Canstatt i 1832, var en tidlig nål telegrafen . Den hadde en overføringsenhet som besto av et tastatur med 16 svart-hvite taster. Disse tjente til å bytte elektrisk strøm. Den mottagende instrument besto av seks galvanometre med magnetisk nåler, opphengt fra silke tråder . De to stasjonene i Schillings telegraf var forbundet med åtte ledninger; seks var koblet til galvanometerne, en tjente for returstrømmen og en for en signalklokke. Når operatøren trykket på en tast på startstasjonen, ble den tilsvarende pekeren avbøyd på mottaksstasjonen. Ulike posisjoner med svart -hvite flagg på forskjellige disker ga kombinasjoner som tilsvarte bokstavene eller tallene. Pavel Schilling forbedret deretter apparatet ved å redusere antall tilkoblingskabler fra åtte til to.

Oktober 1832 klarte Schilling en kortreist overføring av signaler mellom to telegrafer i forskjellige rom i leiligheten hans. I 1836 forsøkte den britiske regjeringen å kjøpe designet, men Schilling godtok i stedet overtures fra Nicholas I fra Russland . Schillings telegraf ble testet på en 5 kilometer lang (3,1 mi) eksperimentell underjordisk og undervannskabel, lagt rundt bygningen til hovedadmiralitetet i St. Petersburg og ble godkjent for en telegraf mellom keiserpalasset på Peterhof og marinebasen på Kronstadt . Imidlertid ble prosjektet kansellert etter Schillings død i 1837. Schilling var også en av de første som tok i bruk ideen om det binære systemet for signaloverføring. Arbeidet hans ble overtatt og utviklet av Moritz von Jacobi som oppfant telegrafutstyr som ble brukt av tsar Alexander III for å koble det keiserlige palasset ved Tsarskoye Selo og Kronstadt marinebase .

I 1833 installerte Carl Friedrich Gauss sammen med fysikkprofessoren Wilhelm Weber i Göttingen en 1.200 meter lang ledning over byens tak. Gauss kombinerte Poggendorff-Schweigger-multiplikatoren med sitt magnetometer for å bygge en mer sensitiv enhet, galvanometeret . For å endre retningen til den elektriske strømmen konstruerte han en egen kommutator . Som et resultat var han i stand til å få den fjerne nålen til å bevege seg i retningen som ble satt av kommutatoren i den andre enden av linjen.

Diagram over alfabetet brukt i en 5-nåls Cooke og Wheatstone Telegraph, som angir bokstaven G

Først brukte Gauss og Weber telegrafen for å koordinere tiden, men snart utviklet de andre signaler og til slutt sitt eget alfabet. Alfabetet ble kodet i en binær kode som ble overført av positive eller negative spenningspulser som ble generert ved å bevege en induksjonsspole opp og ned over en permanent magnet og koble spolen med overføringstrådene ved hjelp av kommutatoren. Siden i Gauss 'laboratoriebok som inneholder både koden hans og den første meldingen som ble overført, samt en kopi av telegrafen som ble laget på 1850 -tallet under instruksjoner fra Weber, oppbevares i det fysiske fakultetet ved University of Göttingen , i Tyskland.

Gauss var overbevist om at denne kommunikasjonen ville være en hjelp for rikets byer. Senere samme år, i stedet for en voltaisk haug , brukte Gauss en induksjonspuls , slik at han kunne sende syv bokstaver i minuttet i stedet for to. Oppfinnerne og universitetet hadde ikke midler til å utvikle telegrafen på egen hånd, men de mottok finansiering fra Alexander von Humboldt . Carl August Steinheil i München klarte å bygge et telegrafnett i byen i 1835–1836. Han installerte en telegraflinje langs den første tyske jernbanen i 1835. Steinheil bygde en telegraf langs jernbanelinjen Nürnberg - Fürth i 1838, den første jord -retur -telegrafen som ble tatt i bruk.

I 1837 hadde William Fothergill Cooke og Charles Wheatstone co-utviklet et telegrafsystem som brukte en rekke nåler på et brett som kunne flyttes for å peke på bokstaver i alfabetet. Et hvilket som helst antall nåler kan brukes, avhengig av antall tegn det var nødvendig å kode. I mai 1837 patenterte de systemet sitt. Patentet anbefalte fem nåler, som kodet tjue av alfabetets 26 bokstaver.

Morsenøkkel og ekkolodd

Samuel Morse utviklet og patenterte uavhengig en opptaks elektrisk telegraf i 1837. Morses assistent Alfred Vail utviklet et instrument som ble kalt registeret for registrering av mottatte meldinger. Den preget prikker og bindestreker på et tape i bevegelse av en pekepenn som ble betjent av en elektromagnet. Morse og Vail utviklet morse signale alfabetet . Det første telegrammet i USA ble sendt av Morse 11. januar 1838, over 3 km tråd ved Speedwell Ironworks nær Morristown, New Jersey, selv om det først var senere, i 1844, at han sendte meldingen " WHAT HATH GOD WROUGHT "over 71 kilometer fra Capitol i Washington til det gamle Clare Depot i Baltimore .

Kommersiell telegrafi

Cooke og Wheatstone system

GWR Cooke and Wheatstone telegrafinstrument med dobbeltnål

Den første kommersielle elektriske telegrafen var Cooke and Wheatstone -systemet . En demonstrasjon fire-nål systemet ble installert på Euston til Camden Town delen av Robert Stephenson er London og Birmingham Railway i 1837 for å signal tau-trekking av lokomotiver. Det ble avvist til fordel for pneumatiske fløyter. Cooke og Wheatstone hadde sin første kommersielle suksess med et system installert på Great Western Railway over 21 km fra Paddington stasjon til West Drayton i 1838. Dette var et femnålers sekstråders system. Dette systemet led av sviktende isolasjon på jordkablene. Da linjen ble utvidet til Slough i 1843, ble telegrafen omgjort til et en-nålers, to-leders system med uisolerte ledninger på stolper. Telegrafen med en nål viste seg å være svært vellykket på britiske jernbaner, og 15 000 sett var fremdeles i bruk på slutten av det nittende århundre. Noen forble i tjeneste på 1930 -tallet. The Electric Telegraph Company , verdens første offentlige telegrafiselskap ble dannet i 1845 av finansmannen John Lewis Ricardo og Cooke.

Wheatstone ABC -telegraf

En magneto -drevet Wheatstone ABC -telegraf med den horisontale "kommunikator" -skiven, den skrå "indikator" -skiven og sveivhåndtaket for magneten som genererte det elektriske signalet.

Wheatstone utviklet et praktisk alfabetisk system i 1840 kalt ABC System, hovedsakelig brukt på private ledninger. Dette besto av en "kommunikator" i sendeenden og en "indikator" i mottakerenden. Kommunikatoren besto av en sirkulær skive med en peker og de 26 bokstavene i alfabetet (og fire skilletegn) rundt omkretsen. Mot hver bokstav var det en tast som kunne trykkes. En overføring ville begynne med pekene på hjulene i begge ender satt til startposisjonen. Sendeoperatøren ville deretter trykke ned tasten som tilsvarer bokstaven som skal sendes. I basen av kommunikatoren var en magneto aktivert av et håndtak på forsiden. Dette ville vendes for å påføre en vekselstrøm på ledningen. Hver halvsyklus av strømmen vil flytte pekerne i begge ender med en posisjon. Når pekeren nådde posisjonen til den nedtrykte nøkkelen, stoppet den og magneten ble koblet fra linjen. Kommunikatorens peker var rettet mot magnetomekanismen. Indikatorens peker ble beveget av en polarisert elektromagnet hvis anker ble koblet til den gjennom en rømning . Dermed flyttet vekselstrømspenningen indikatorens peker videre til posisjonen til den nedtrykte nøkkelen på kommunikatoren. Hvis du trykker på en annen tast, slippes deretter pekeren og den forrige tasten, og magneten kobles til linjen igjen. Disse maskinene var veldig robuste og enkle å betjene, og de ble brukt i Storbritannia til langt ut på 1900 -tallet.

Morsesystem

Professor Morse sendte meldingen - HVA HAR GUD VIRKET 24. mai 1844

I 1851 vedtok en konferanse i Wien av land i den tysk-østerrikske Telegraph Union (som inkluderte mange sentraleuropeiske land) Morse-telegrafen som systemet for internasjonal kommunikasjon. Den internasjonale Morse -koden som ble vedtatt ble betydelig endret fra den opprinnelige amerikanske Morse -koden , og var basert på en kode som ble brukt på Hamburgs jernbaner ( Gerke , 1848). En felles kode var et nødvendig skritt for å tillate direkte telegrafforbindelse mellom land. Med forskjellige koder var det nødvendig med flere operatører for å oversette og sende meldingen på nytt. I 1865 vedtok en konferanse i Paris Gerkes kode som International Morse -kode og var fremover den internasjonale standarden. USA fortsatte imidlertid å bruke amerikansk morsekode internt en stund, og derfor krevde internasjonale meldinger videresending i begge retninger.

I USA ble Morse/Vail -telegrafen raskt utplassert i de to tiårene etter den første demonstrasjonen i 1844. Telegrafen over land koblet kontinentets vestkyst til østkysten innen 24. oktober 1861, og tok slutt på Pony Express .

Foy - Breguet system

Foy - Breguet telegraf som viser bokstaven "Q"

Frankrike var treg med å vedta den elektriske telegrafen, på grunn av det omfattende optiske telegrafsystemet som ble bygget under Napoleon -tiden . Det var også alvorlig bekymring for at en elektrisk telegraf raskt kunne settes ut av spill av fiendtlige sabotører, noe som var mye vanskeligere å gjøre med optiske telegrafer som ikke hadde utsatt maskinvare mellom stasjonene. Den Foy-Breguet telegrafen ble til slutt vedtatt. Dette var et system med to nåler som brukte to signaltråde, men som ble vist på en helt annen måte enn andre nåletelegrafer. Nålene laget symboler som ligner på Chappe optiske systemsymboler , noe som gjorde det mer kjent for telegrafoperatørene. Det optiske systemet ble tatt ut av drift i 1846, men ikke helt før i 1855. I det året ble Foy-Breguet-systemet erstattet med Morse-systemet.

Ekspansjon

I tillegg til den raske utvidelsen av bruken av telegrafene langs jernbanene, spredte de seg snart til massekommunikasjon med instrumentene som ble installert på postkontorer . Tiden med personlig personlig kommunikasjon hadde begynt. Telegrafnettverk var dyre å bygge, men finansiering var lett tilgjengelig, spesielt fra bankfolk i London. I 1852 var nasjonale systemer i drift i store land:

Omfanget av telegrafen i 1852
Land Selskap eller system Kilometer eller kilometer
med ledning
ref
forente stater 20 selskaper 23.000 mi eller 37.000 km
Storbritannia Electric Telegraph Company , Magnetic Telegraph Company og andre 2200 mi eller 3500 km
Preussen Siemens system 1400 mi eller 2300 km
Østerrike Siemens system 1.600 km eller 1.600 km
Canada 900 mi eller 1400 km
Frankrike optiske systemer dominerende 700 mi eller 1100 km

New York og Mississippi Valley Printing Telegraph Company ble for eksempel opprettet i 1852 i Rochester, New York og ble til slutt Western Union Telegraph Company . Selv om mange land hadde telegrafnett, var det ingen verdensomspennende sammenkobling. Budskap per post var fremdeles det viktigste kommunikasjonsmidlet til land utenfor Europa.

Verdensomspennende posthastigheter i 1852
Et brev med posten fra London tok
dager å nå
12 New York i USA
1. 3 Alexandria i Egypt
19 Konstantinopel i det osmanske Tyrkia
33 Bombay i India (vestkysten av India)
44 Calcutta i Bengal (østkysten av India)
45 Singapore
57 Shanghai i Kina
73 Sydney i Australia

Telegrafiske forbedringer

Wheatstone automatisert telegrafnettverksutstyr

Et fortsatt mål innen telegrafi var å redusere kostnaden per melding ved å redusere håndarbeid eller øke sendehastigheten. Det var mange eksperimenter med bevegelige pekere og forskjellige elektriske kodinger. Imidlertid var de fleste systemene for kompliserte og upålitelige. Et vellykket hjelpemiddel for å redusere kostnaden per melding var utviklingen av telegrafer .

Det første systemet som ikke krevde dyktige teknikere for å operere var Charles Wheatstones ABC-system i 1840 der bokstavene i alfabetet var ordnet rundt et urskive, og signalet fikk en nål til å indikere bokstaven. Dette tidlige systemet krevde at mottakeren var til stede i sanntid for å registrere meldingen, og den nådde hastigheter på opptil 15 ord i minuttet.

I 1846 patenterte Alexander Bain en kjemisk telegraf i Edinburgh. Signalstrømmen flyttet en jernpenn over et bevegelig papirbånd som ble dynket i en blanding av ammoniumnitrat og kaliumferrocyanid, og dekomponerte kjemikaliet og produserte lesbare blå merker i morsekoden. Hastigheten på utskriftstelegrafen var 16 og et halvt ord i minuttet, men meldinger krevde fortsatt oversettelse til engelsk av levende kopister. Kjemisk telegrafi tok slutt i USA i 1851, da Morse -gruppen beseiret Bain -patentet i den amerikanske tingretten.

I en kort periode, med begynnelsen av linjen New York - Boston i 1848, begynte noen telegrafnettverk å bruke lydoperatører, som ble opplært til å forstå morsekoden auralt. Etter hvert eliminerte bruken av lydoperatører behovet for at telegrafmottakere inkluderer register og bånd. I stedet ble mottaksinstrumentet utviklet til en "lydgiver", en elektromagnet som ble strømført av en strøm og tiltrukket seg en liten jernspak. Når den lydende nøkkelen ble åpnet eller lukket, slo ekkoloddspaken en ambolt. Morse -operatøren skilte ut en prikk og en strek ved det korte eller lange intervallet mellom de to klikkene. Meldingen ble deretter skrevet ut i lang hånd.

Royal Earl House utviklet og patenterte et brevutskriftstelegrafsystem i 1846 som brukte et alfabetisk tastatur for senderen og automatisk trykte bokstavene på papir ved mottakeren, og fulgte dette opp med en dampdrevet versjon i 1852. Talsmenn for utskrift av telegrafi sa at det ville eliminere Morse -operatørs feil. Husmaskinen ble brukt på fire viktigste amerikanske telegraflinjer innen 1852. Hastigheten på husmaskinen ble kunngjort som 2600 ord i timen.

Et Baudot -tastatur, 1884

David Edward Hughes oppfant utskriftstelegrafen i 1855; den brukte et tastatur med 26 taster for alfabetet og et spinnende hjul som bestemte at bokstaven ble overført etter hvor lang tid som hadde gått siden forrige overføring. Systemet tillot automatisk opptak i mottakerenden. Systemet var veldig stabilt og nøyaktig og ble akseptert rundt om i verden.

Den neste forbedringen var Baudot -koden fra 1874. Den franske ingeniøren Émile Baudot patenterte en utskriftstelegraf der signalene automatisk ble oversatt til typografiske tegn. Hvert tegn ble tildelt en fem-bits kode, mekanisk tolket fra tilstanden til fem av/på-brytere. Operatører måtte opprettholde en jevn rytme, og den vanlige operasjonshastigheten var 30 ord per minutt.

På dette tidspunktet hadde mottaket blitt automatisert, men hastigheten og nøyaktigheten til overføringen var fremdeles begrenset til dyktigheten til den menneskelige operatøren. Det første praktiske automatiserte systemet ble patentert av Charles Wheatstone. Meldingen (i Morse-kode ) ble skrevet på et stykke perforert tape ved hjelp av en tastaturlignende enhet kalt 'Stick Punch'. Senderen kjørte båndet automatisk og overførte meldingen med den eksepsjonelt høye hastigheten på 70 ord per minutt.

Teleprinters

Phelps 'Electro-motor Printing Telegraph fra cirka 1880, den siste og mest avanserte telegrafimekanismen designet av George May Phelps
En Creed Model 7 teleprinter i 1930
Teletype Model 33 ASR (automatisk sending og mottak)

En tidlig vellykket teleprinter ble oppfunnet av Frederick G. Creed . I Glasgow skapte han sin første tastaturperforator, som brukte trykkluft til å slå hull. Han opprettet også en reperforator (mottakerperforator) og en skriver. Reperforatoren slo innkommende Morse -signaler på papirbånd og skriveren dekodte denne båndet for å produsere alfanumeriske tegn på vanlig papir. Dette var opprinnelsen til Creed High Speed ​​Automatic Printing System, som kunne kjøre med 200 ord i minuttet uten sidestykke. Systemet hans ble vedtatt av Daily Mail for daglig overføring av avisinnholdet.

Med oppfinnelsen av teleskrivemaskinen ble telegrafisk koding fullstendig automatisert. Tidlige teleskrivere brukte ITA-1 Baudot-koden , en fem-bits kode. Dette ga bare trettito koder, så det ble overdefinert til to "skift", "bokstaver" og "figurer". En eksplisitt, ikke -delt skiftkode gikk foran hvert sett med bokstaver og tall. I 1901 ble Baudots kode endret av Donald Murray .

På 1930 -tallet ble teleprinters produsert av Teletype i USA, Creed i Storbritannia og Siemens i Tyskland.

I 1935 var meldingsruting den siste store barrieren for full automatisering. Store telegrafi-leverandører begynte å utvikle systemer som brukte telefonlignende roterende oppringning for å koble til skrivemaskiner. Disse resulterende systemene ble kalt "Telex" (TELegraph EXchange). Telex-maskiner utførte først pulsoppringing i roterende telefon-stil for kretsbytte , og sendte deretter data av ITA2 . Denne "type A" Telex -ruting funksjonelt automatisert meldingsruting.

Det første Telex-nettverket med bred dekning ble implementert i Tyskland i løpet av 1930-årene som et nettverk som ble brukt til å kommunisere i regjeringen.

Ved en hastighet på 45,45 (± 0,5%) baud - betraktet hurtig ved tidspunktet - opp til 25 telex-kanaler kan dele en enkelt lang-distanse telefonkanal ved hjelp av tonefrekvens telegrafi multiplekses , noe som gjør telex den minst kostbare fremgangsmåte for sikkert fjern kommunikasjon.

Automatisk teleprinter exchange service ble introdusert i Canada av CPR Telegraphs og CN Telegraph i juli 1957 og i 1958 begynte Western Union å bygge et Telex -nettverk i USA.

Den harmoniske telegrafen

Det dyreste aspektet ved et telegrafsystem var installasjonen - leggingen av ledningen, som ofte var veldig lang. Kostnadene ville blitt bedre dekket ved å finne en måte å sende mer enn én melding om gangen gjennom enkeltledningen, og dermed øke inntektene per ledning. Tidlige enheter inkluderte dupleks og firduplex som tillot henholdsvis en eller to telegrafoverføringer i hver retning. Imidlertid ønsket man et enda større antall kanaler på de travleste linjene. I siste halvdel av 1800 -tallet jobbet flere oppfinnere for å lage en metode for å gjøre nettopp det, inkludert Charles Bourseul , Thomas Edison , Elisha Gray og Alexander Graham Bell .

En tilnærming var å få resonatorer med flere forskjellige frekvenser til å fungere som bærere av et modulert av / på-signal. Dette var den harmoniske telegrafen, en form for frekvensdivisjonsmultipleksering . Disse forskjellige frekvensene, referert til som harmoniske, kan deretter kombineres til ett komplekst signal og sendes nedover enkeltledningen. På mottakerenden ville frekvensene bli skilt med et matchende sett med resonatorer.

Da et sett med frekvenser ble ført nedover en enkelt ledning, ble det innsett at den menneskelige stemmen selv kunne overføres elektrisk gjennom ledningen. Denne innsatsen førte til oppfinnelsen av telefonen . (Mens arbeidet med å pakke flere telegrafsignaler på en ledning førte til telefoni, ville senere fremskritt pakke flere stemmesignaler til en ledning ved å øke båndbredden ved å modulere frekvenser som er mye høyere enn menneskelig hørsel. Til slutt ble båndbredden utvidet mye ytterligere ved bruk av laser lyssignaler sendt gjennom fiberoptiske kabler. Fiberoptisk overføring kan bære 25 000 telefonsignaler samtidig nedover en enkelt fiber.)

Oceaniske telegrafkabler

Store telegraflinjer i 1891

Rett etter at de første vellykkede telegrafsystemene var i drift, ble muligheten for å overføre meldinger over havet ved hjelp av sjøkommunikasjonskabler først foreslått. En av de viktigste tekniske utfordringene var å isolere sjøkabelen tilstrekkelig for å forhindre at elektrisk strøm lekker ut i vannet. I 1842 introduserte en skotsk kirurg William Montgomerie gutta-percha , limsaften fra Palaquium gutta- treet, til Europa. Michael Faraday og Wheatstone oppdaget snart fordelene med guttaperka som isolator, og i 1845 foreslo sistnevnte at den skulle brukes til å dekke tråden som ble foreslått lagt fra Dover til Calais . Gutta-percha ble brukt som isolasjon på en ledning lagt over Rhinen mellom Deutz og Köln . I 1849 nedsenket CV Walker , elektriker ved South Eastern Railway , en 3,2 km lang ledning belagt med guttaperka utenfor kysten fra Folkestone, som ble testet vellykket.

John Watkins Brett , ingeniør fra Bristol , søkte og fikk tillatelse fra Louis-Philippe i 1847 for å etablere telegrafisk kommunikasjon mellom Frankrike og England. Den første undersjøiske kabelen ble lagt i 1850, som forbinder de to landene, og ble fulgt av forbindelser til Irland og de lave landene.

The Atlantic Telegraph Selskapet ble dannet i London i 1856 for å forplikte seg til å bygge en kommersiell telegraflinje over Atlanterhavet. Det ble vellykket fullført 18. juli 1866 av skipet SS Great Eastern , kaptein av Sir James Anderson etter mange uhell langs bortebane. John Pender, en av mennene i Great Eastern, grunnla senere flere teleselskaper som først og fremst la kabler mellom Storbritannia og Sørøst -Asia. Tidligere installasjoner av transatlantiske sjøkabler ble forsøkt i 1857, 1858 og 1865. Kabelen fra 1857 fungerte bare periodisk i noen dager eller uker før den mislyktes. Studiet av undersjøiske telegrafkabler akselererte interessen for matematisk analyse av svært lange overføringslinjer . Telegraflinjene fra Storbritannia til India ble koblet sammen i 1870. (De flere selskapene ble samlet til Eastern Telegraph Company i 1872.) HMS Challenger -ekspedisjonen i 1873–1876 kartla havbunnen for fremtidige undersjøiske telegrafkabler.

Australia ble først knyttet til resten av verden i oktober 1872 av en undersjøisk telegrafkabel ved Darwin. Dette brakte nyhetsrapporter fra resten av verden. Telegrafen over Stillehavet ble fullført i 1902, til slutt omkranset verden.

Fra 1850 -årene til langt ut på 1900 -tallet dominerte britiske sjøkabelsystemer verdenssystemet. Dette ble angitt som et formelt strategisk mål, som ble kjent som All Red Line . I 1896 var det tretti kabelleggingsskip i verden og tjuefire av dem var eid av britiske selskaper. I 1892 eide og drev britiske selskaper to tredjedeler av verdens kabler, og innen 1923 var andelen fortsatt 42,7 prosent.

Kabel- og trådløst selskap

Eastern Telegraph Company -nettverket i 1901

Cable & Wireless var et britisk telekommunikasjonsselskap som sporet sin opprinnelse tilbake til 1860 -årene, med Sir John Pender som grunnlegger, selv om navnet først ble vedtatt i 1934. Det ble dannet fra påfølgende fusjoner, inkludert:

  • The Falmouth, Malta, Gibraltar Telegraph Company
  • British Indian Submarine Telegraph Company
  • Marseille, Alger og Malta Telegraph Company
  • The Eastern Telegraph Company
  • Eastern Extension Australasia og China Telegraph Company
  • The Eastern and Associated Telegraph Companies

Telegrafi og lengdegrad

Hovedartikkel § Seksjon: Lengdehistorie § Landmåling og telegrafi .

Telegrafen var veldig viktig for å sende tidssignaler for å bestemme lengdegrad, og ga større nøyaktighet enn tidligere tilgjengelig. Lengdegrad ble målt ved å sammenligne lokal tid (for eksempel lokal middag oppstår når solen er på sitt høyeste over horisonten) med absolutt tid (en tid som er den samme for en observatør hvor som helst på jorden). Hvis den lokale tiden for to steder varierer med en time, er lengdegradforskjellen mellom dem 15 ° (360 °/24h). Før telegrafi kunne absolutt tid oppnås fra astronomiske hendelser, for eksempel formørkelser , okkultasjoner eller måneavstander , eller ved å transportere en nøyaktig klokke (et kronometer ) fra det ene stedet til det andre.

Ideen om å bruke telegrafen til å overføre et tidssignal for lengdebestemmelse ble foreslått av François Arago til Samuel Morse i 1837, og den første testen av denne ideen ble gjort av kaptein Wilkes fra den amerikanske marinen i 1844, over Morses linje mellom Washington og Baltimore. Metoden var snart i praktisk bruk for lengdebestemmelse, spesielt av US Coast Survey, og over lengre og lengre avstander ettersom telegrafnettet spredte seg over Nord -Amerika og verden, og ettersom teknisk utvikling forbedret nøyaktigheten og produktiviteten

Det "telegrafiske lengdegradsnettet" ble snart verdensomspennende. Transatlantiske forbindelser mellom Europa og Nord -Amerika ble etablert i 1866 og 1870. Den amerikanske marinen utvidet observasjonene til Vestindia og Mellom- og Sør -Amerika med en ekstra transatlantisk forbindelse fra Sør -Amerika til Lisboa mellom 1874 og 1890. Britiske, russiske og amerikanske observasjoner skapte en kjede fra Europa gjennom Suez, Aden, Madras, Singapore, Kina og Japan, til Vladivostok, derfra til St. Petersburg og tilbake til Vest -Europa. Australia ble koblet til Singapore via Java i 1871 og nettet sirklet verden rundt i 1902 med forbindelsen mellom Australia og New Zealand til Canada via All Red Line . Den doble bestemmelsen av lengdegrader fra øst og vest ble avtalt innen ett sekund av buen (1/15 sekund av tiden, mindre enn 30 meter).

Telegrafi i krig

Evnen til å sende telegrammer ga åpenbare fordeler for dem som fører krig. Hemmelige meldinger ble kodet, så avlytting alene ville ikke være tilstrekkelig til at motsatt side oppnådde en fordel. Det var også geografiske begrensninger ved avlytting av telegrafkablene som forbedret sikkerheten, men når radiotelegrafi ble utviklet, ble avlytning langt mer utbredt.

Krimkrigen

Den Krimkrigen var en av de første konfliktene til å bruke telegraf og var en av de første til å bli dokumentert omfattende. I 1854 opprettet regjeringen i London en militær telegrafavdeling for hæren under kommando av en offiser for Royal Engineers . Den skulle bestå av tjuefem mann fra Royal Corps of Sappers & Miners som ble trent av Electric Telegraph Company for å konstruere og arbeide den første feltelektragrafen.

Journalistisk innspilling av krigen ble levert av William Howard Russell (skriver for avisen The Times ) med fotografier av Roger Fenton . Nyheter fra krigskorrespondenter holdt offentligheten til nasjonene som var involvert i krigen informert om de daglige hendelsene på en måte som ikke hadde vært mulig i noen tidligere krig. Etter at franskmennene utvidet telegrafen til kysten av Svartehavet i slutten av 1854, nådde nyheten London på to dager. Da britene la en undersjøisk kabel til Krim -halvøya i april 1855, nådde nyheter London på få timer. De daglige nyhetsrapportene satte gang i opinionen, noe som førte ned regjeringen og førte til at Lord Palmerston ble statsminister.

amerikanske borgerkrigen

Under den amerikanske borgerkrigen beviste telegrafen sin verdi som et taktisk, operativt og strategisk kommunikasjonsmedium og en viktig bidragsyter til unionens seier. Derimot klarte ikke konføderasjonen å effektivt utnytte Sørens mye mindre telegrafnettverk. Før krigen ble telegrafsystemene hovedsakelig brukt i kommersiell sektor. Regjeringsbygninger var ikke forbundet med telegraflinjer, men stolte på at løpere skulle bære meldinger frem og tilbake. Før krigen så regjeringen ikke behov for å koble linjer innenfor bygrenser, men de så bruken i forbindelser mellom byer. Washington DC var navet for regjeringen, det hadde flest forbindelser, men det var bare noen få linjer som kjørte nord og sør ut av byen. Det var ikke før borgerkrigen at regjeringen så det sanne potensialet i telegrafsystemet. Rett etter beskytningen av Fort Sumter kuttet sør telegraflinjer inn i DC, noe som satte byen i panikk fordi de fryktet en umiddelbar sørlig invasjon.

I løpet av 6 måneder etter krigens begynnelse hadde US Military Telegraph Corps (USMT) lagt omtrent 480 km linje. Ved krigens slutt hadde de lagt omtrent 24 000 km linje, 8 000 for militær og 5 000 for kommersiell bruk, og hadde håndtert omtrent 6,5 millioner meldinger. Telegrafen var ikke bare viktig for kommunikasjon i de væpnede styrkene, men også i den sivile sektoren, og hjalp politiske ledere med å opprettholde kontrollen over distriktene sine.

Allerede før krigen sensurerte American Telegraph Company mistenkte meldinger uformelt for å blokkere bistand til løsrivelsesbevegelsen. Under krigen ønsket krigsminister Simon Cameron , og senere Edwin Stanton , kontroll over telegraflinjene for å opprettholde informasjonsflyten. Tidlig i krigen var en av Stantons første handlinger som krigssekretær å flytte telegraflinjer fra å ende ved McClellans hovedkvarter til avslutning ved krigsavdelingen. Stanton selv sa "[telegrafi] er min høyre arm". Telegrafi hjalp nordlige seire, inkludert slaget ved Antietam (1862), slaget ved Chickamauga (1863) og Shermans marsj til sjøen (1864).

Telegrafsystemet hadde fortsatt sine mangler. USMT, mens den var hovedkilden til telegrafister og kabel, var fremdeles et sivilt byrå. De fleste operatører ble først ansatt av telegraffirmaene og deretter kontrakt med War Department. Dette skapte spenning mellom generaler og deres operatører. En kilde til irritasjon var at USMT -operatører ikke trengte å følge militær myndighet. Vanligvis opptrådte de uten å nøle, men det var ikke nødvendig for dem, så Albert Myer opprettet et amerikansk hærs signalkorps i februar 1863. Som ny sjef for signalkorpset prøvde Myer å få all telegraf- og flaggsignalering under hans kommando, og derfor underlagt militær disiplin. Etter å ha opprettet Signal Corps, presset Myer til å videreutvikle nye telegrafsystemer. Mens USMT hovedsakelig stolte på sivile linjer og operatører, kunne Signal Corps nye felttelegraf settes ut og demonteres raskere enn USMTs system.

Første verdenskrig

Under første verdenskrig var Storbritannias telegrafkommunikasjon nesten helt uavbrutt, mens den raskt kunne kutte Tysklands kabler over hele verden. Den britiske regjeringen sensurerte telegrafkabelselskaper i et forsøk på å utrydde spionasje og begrense finansielle transaksjoner med sentralmakter. Britisk tilgang til transatlantiske kabler og dens kodebrytende ekspertise førte til Zimmermann Telegram -hendelsen som bidro til at USA ble med i krigen. Til tross for britisk oppkjøp av tyske kolonier og ekspansjon til Midtøsten, førte gjeld fra krigen til at Storbritannias kontroll over telegrafkabler ble svekket mens amerikansk kontroll vokste.

Andre verdenskrig

Tysk Lorenz SZ42 teleprintervedlegg (venstre) og Lorenz militær teleprinter (til høyre) ved National Museum of ComputingBletchley Park , England

Andre verdenskrig gjenopplivet "kabelkrigen" 1914–1918. I 1939 ble tyskeide kabler over Atlanterhavet kuttet igjen, og i 1940 ble italienske kabler til Sør-Amerika og Spania kuttet som gjengjeldelse for italiensk aksjon mot to av de fem britiske kablene som forbinder Gibraltar og Malta. Electra House , Cable & Wireless hovedkontor og sentrale kabelstasjon, ble skadet av tysk bombing i 1941.

Motstandsbevegelser i det okkuperte Europa saboterte kommunikasjonsanlegg som telegraflinjer, og tvang tyskerne til å bruke trådløs telegrafi , som deretter kunne bli avlyttet av Storbritannia. Tyskerne utviklet et svært komplekst teleprintervedlegg (tysk: Schlüssel-Zusatz , "cipher attachment") som ble brukt til å kryptere telegrammer, ved hjelp av Lorenz-chifferet , mellom den tyske overkommandoen ( OKW ) og hærgruppene i feltet. Disse inneholdt situasjonsrapporter, kampplaner og diskusjoner om strategi og taktikk. Storbritannia fanget opp disse signalene, diagnostiserte hvordan krypteringsmaskinen fungerte og dekrypterte en stor mengde teleprintertrafikk.

Slutten på telegraftiden

I Amerika kan slutten på telegraftiden knyttes til fallet til Western Union Telegraph Company . Western Union var den ledende telegrafleverandøren for Amerika og ble sett på som den beste konkurransen for National Bell Telephone Company . Western Union og Bell ble begge investert i telegrafi og telefonteknologi. Western Unions beslutning om å la Bell få fordelen innen telefonteknologi var et resultat av Western Unions øverste ledelses unnlatelse av å forutse at telefonens overgåelse skulle overgå det, på det tidspunkt, dominerende telegrafsystemet. Western Union tapte snart den juridiske kampen om rettighetene til telefonopphavsretten. Dette førte til at Western Union gikk med på en mindre posisjon i telefonkonkurransen, noe som igjen førte til at telegrafen ble mindre.

Selv om telegrafen ikke var i fokus for de juridiske kampene som skjedde rundt 1878, var selskapene som ble påvirket av slagets effekter hovedtelefonene for telegrafi på den tiden. Western Union trodde at avtalen fra 1878 ville befeste telegrafi som valgfri kommunikasjon på lang avstand. På grunn av undervurderingene av telegrafens fremtid og dårlige kontrakter, opplevde Western Union imidlertid en nedgang. AT&T kjøpte arbeidskontroll over Western Union i 1909, men ga fra seg den i 1914 under trussel om kartellaksjon. AT&T kjøpte Western Unions elektroniske post- og Telex -virksomheter i 1990.

Selv om kommersielle "telegraf" -tjenester fremdeles er tilgjengelige i mange land , skjer overføringen vanligvis via et datanettverk i stedet for en dedikert kablet tilkobling.

Se også

Referanser

Bibliografi

Videre lesning

Eksterne linker