


電気電信は、電線を通して電気信号を送信することでポイントツーポイントの遠隔通信を行うシステムで、主に1840年代から20世紀後半まで使用されていました。これは最初の電気通信システムであり、物理的に運ぶよりも速くテキストメッセージを送信するために考案された、電信と呼ばれる初期のメッセージングシステムの中で最も広く使用されていました。 [ 1 ] [ 2 ]電気電信は、電気工学の最初の例と考えることができます。[ 3 ]
電気電信は、電信局と呼ばれる地理的に離れた 2 つ以上の局で構成されていました。これらの局は、通常、電柱の頭上に支えられた電線で接続されていました。さまざまな方法で動作する多くの電気電信システムが発明されましたが、広く普及したものは大きく 2 つのカテゴリに分類されます。1 つ目は針電信で、電信線に送られた電流によって電磁力が発生し、針状のポインターが印刷されたリスト上の特定の位置に移動して、リスト内の特定の項目 (アルファベットの文字など) を指し示します。初期の針電信モデルは複数の針を使用していたため、局間に複数の電線を設置する必要がありました。最初の商用針電信システムであり、この種のシステムで最も広く使用されたのは、1837 年に発明されたクックとホイートストンの電信機でした。2 つ目のカテゴリは電機子システムで、電流が電信音器を作動させてクリック音を発します。このタイプのシステムでの通信は、コード化されたリズミカルなパターンでクリック音を送信することに依存しています。このカテゴリーの典型例は、1838年にサミュエル・モールスによって発明されたモールス符号とその符号体系である。1865年、モールス符号体系は、ドイツ鉄道向けに開発されたモールス符号の改良版を用いて、国際通信の標準となった。
新興の鉄道会社は、列車制御システムに信号を送るために電気式電信を使用し、列車同士の衝突の可能性を最小限に抑えた。[ 4 ]これは信号ブロックシステムを中心に構築されており、線路沿いの信号所は、単音ベルと3ポジションの針式電信機器による電信で隣接する信号所と通信する。
1840年代には、電気式電信が信号機などの光学式電信システムに取って代わり、緊急メッセージを送る標準的な手段となった。同世紀後半には、ほとんどの先進国で商業電信網が整備され、主要都市や町に電信局が設置されたことで、国民は料金を支払えば国内の誰にでもメッセージ(電報と呼ばれる)を送ることができるようになった。
1850年から海底電信ケーブルが敷設され、異なる大陸の人々の間で初めて迅速な通信が可能になった。電信による大陸間、そして大陸をまたいだメッセージのほぼ瞬時の伝送は、社会と経済に広範な影響を与えた。電気電信は、グリエルモ・マルコーニによる無線電信の発明につながり、これは電波通信の最初の手段であり、彼は1894年にその開発に着手した。[ 5 ]
20世紀初頭、電信機の手動操作は徐々にテレプリンター網に取って代わられた。電話の普及に伴い、電信はごく一部の専門的な用途に限られるようになり、一般の人々による利用は特別な機会の挨拶程度にまで減少した。1990年代のインターネットと電子メールの台頭により、専用の電信網はほぼ時代遅れとなった。

電気に関する初期の研究から、電気現象は非常に速く伝わることが知られており、多くの実験者が遠隔通信への電気の応用に取り組んでいた。火花、静電気の引力、化学変化、電気ショック、そして後に電磁気学など、電気の既知のすべての効果が、さまざまな距離での制御された電気伝送を検出する問題に応用された。[ 6 ]
1753年、スコッツ・マガジンに匿名の筆者が静電電信を提案した。アルファベットの各文字に1本のワイヤーを使用し、ワイヤーの端子を順番に静電機に接続し、反対側のピスボールの偏向を観察することでメッセージを送信できるというものだった。 [ 7 ]筆者の身元は特定されていないが、手紙にはCMという署名があり、レンフルーから投函されたことから、レンフルーのチャールズ・マーシャルが疑われた。[ 8 ]静電引力を利用した電信は、ヨーロッパにおける初期の電気電信実験の基礎となったが、実用的ではないとして放棄され、有用な通信システムとして開発されることはなかった。[ 9 ]
1774年、ジョルジュ=ルイ・ル・サージュは初期の電気電信を実現した。この電信機はアルファベット26文字それぞれに別々の電線があり、通信範囲は彼の家の2部屋間だけだった。[ 10 ]
1800年、アレッサンドロ・ボルタはボルタ電池を発明し、実験用の連続電流を供給した。これは、より明確な効果を生み出すために使用できる低電圧電流源となり、それまで人類が作り出した唯一の電気源であったライデン瓶と静電気放電機の瞬間的な放電よりもはるかに制約の少ないものとなった。
電気電信の非常に初期の実験のもう 1 つは、ドイツの医師、解剖学者、発明家であるサミュエル・トーマス・フォン・ゼーメリングが 1809 年に作成した「電気化学電信」で、スペインの博学者で科学者のフランシスコ・サルバ・カンピージョが 1804 年に作成した設計に基づいています。[ 11 ]どちらの設計も、ほぼすべてのラテン文字と数字を表すために複数のワイヤー (最大 35 本) を使用しました。そのため、電信受信機の各ワイヤーが酸の入った別々のガラス管に浸され、メッセージを電気的に数キロメートル (フォン・ゼーメリングの設計の場合) まで送信することができました。送信者は、メッセージの各文字を表すさまざまなワイヤーに電流を順次流しました。受信側では、電流が管内の酸を順次電気分解し、対応する各文字または数字の横に水素の泡の流れを放出しました。電信受信機の操作者は泡を観察し、送信されたメッセージを記録しました。[ 11 ]これは、単一のワイヤー(接地リターン付き)を使用した後の電信とは対照的です。
ハンス・クリスチャン・エルステッドは1820年に、電流が方位磁針の針を偏向させる磁場を発生させることを発見した。同年、ヨハン・シュヴァイガーは方位磁針の周りにコイルを巻いた検流計を発明し、電流の感度の高い指示器として使用できた。[ 12 ]また同年、アンドレ=マリー・アンペールは、アルファベットの各文字に対応する一対の電線の端に小さな磁石を置くことで電信を実現できると提案した。彼は当時、シュヴァイガーの発明を知らなかったようで、知っていれば彼のシステムははるかに感度が高かっただろう。1825年、ピーター・バーロウはアンペールのアイデアを試したが、 200フィート(61メートル)以上しか機能せず、実用的ではないと宣言した。1830年、ウィリアム・リッチーは、各導体ペアに接続されたコイルの中に磁針を配置することで、アンペールの設計を改良した。彼はそれをうまく実証し、電磁電信の実現可能性を示したが、それは講義室内に限られていた。[ 13 ]
1825年、ウィリアム・スタージョンは、ニスを塗った鉄片に絶縁されていない電線を1回巻き付けた電磁石を発明し、電流によって発生する磁力を増大させた。ジョセフ・ヘンリーは1828年にこれを改良し、絶縁された電線を鉄棒の周りに複数回巻き付けることで、長い電信線の高い抵抗を通して電信を操作できる、はるかに強力な電磁石を作り出した。[ 14 ] 1826年から1832年までオールバニー・アカデミーに在籍していたヘンリーは、1831年に部屋の周りに張られた1マイル(1.6km )の電線を通してベルを鳴らすことで、「磁気電信」の理論を初めて実証した。[ 15 ]
1835年、ジョセフ・ヘンリーとエドワード・デイビーはそれぞれ独立して水銀浸漬式電気リレーを発明した。これは、周囲のコイルに電流が流れると磁針が水銀の入った容器に浸される仕組みである。[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] 1837年、デイビーははるかに実用的な金属製の開閉リレーを発明した。これは電信システムで好んで使われるリレーとなり、弱い信号を定期的に更新するための重要な構成要素となった。[ 19 ]デイビーは1837年にリージェンツ・パークで自身の電信システムを実演し、1838年に特許を取得した。[ 20 ]デイビーはまた、電信信号からの電流を使ってヨウ化カリウムと次亜塩素酸カルシウムを染み込ませたキャラコのリボンに印をつける印刷電信も発明した。[ 21 ]

最初の実用的な電信機は、イギリスの発明家フランシス・ロナルズによって1816年に作られ、静電気を使用していた。[ 22 ]彼はハマースミス・モールの自宅で、 175ヤード(160メートル)の溝に完全な地下システムを設置し、 8マイル(13キロメートル)の架空電信線も設置した。電線の両端はアルファベットの文字が記された回転ダイヤルに接続され、電線に沿って送られる電気パルスを使用してメッセージが送信された。1816年7月に彼の発明を海軍省に提案したが、「全く不要」として却下された。[ 23 ]電気電信機およびその他の電気機器の説明[ 24 ]における彼の計画と迅速なグローバル通信の可能性の説明は、電気電信に関する最初の出版物であり、誘導による信号遅延のリスクについても説明していた。 [ 25 ]ロナルズの設計の要素は、20年以上後の電信の商業化に利用された。[ 26 ]

1832年にカンシュタット男爵シリングによって発明されたシリング電信機は、初期の針式電信機でした。送信装置は、16個の白黒キーを備えたキーボードで構成されていました。[ 27 ]これらは電流の切り替えに使用されました。受信装置は、絹糸で吊り下げられた磁気針を備えた6つの検流計で構成されていました。シリング電信機の2つのステーションは8本のワイヤーで接続されていました。6本は検流計に接続され、1本は帰還電流に、1本は信号ベルに使用されました。送信ステーションでオペレーターがキーを押すと、受信ステーションで対応するポインターが偏向しました。異なるディスク上の白黒の旗の異なる位置により、文字または数字に対応する組み合わせが得られました。パヴェル・シリングはその後、接続ワイヤーの数を8本から2本に減らすことで装置を改良しました。
1832 年 10 月 21 日、シリングはアパートの異なる部屋にある 2 台の電信機の間で短距離の信号伝送に成功した。1836 年、イギリス政府はこの設計を購入しようとしたが、シリングは代わりにロシアのニコライ 1 世からの申し出を受け入れた。シリングの電信機は、サンクトペテルブルクの海軍本部の建物の周囲に敷設された5 キロメートル (3.1マイル)の実験用地下および海底ケーブルでテストされ、ペテルゴフの皇帝宮殿とクロンシュタットの海軍基地間の電信機として承認された。しかし、1837 年にシリングが死去したため、このプロジェクトは中止された。[ 28 ]シリングはまた、信号伝送のバイナリシステムのアイデアを最初に実践した人物の 1 人でもある。[ 27 ]彼の研究はモーリッツ・フォン・ヤコビによって引き継がれ、発展した。ヤコビは、ツァーリ・アレクサンドル3世がツァールスコエ・セローの皇居とクロンシュタット海軍基地を結ぶために使用した電信装置を発明した。
1833年、カール・フリードリヒ・ガウスは、ゲッティンゲンの物理学教授ヴィルヘルム・ウェーバーと共に、町の屋根の上に1,200メートル(3,900フィート)の長さの電線を張りました。ガウスは、ポッゲンドルフ=シュヴァイガーの乗算器と自身の磁力計を組み合わせ、より高感度な装置である検流計を製作しました。電流の方向を変えるために、彼は独自の整流子を製作しました。その結果、彼は電線の反対側にある整流子によって設定された方向に、遠くにある針を動かすことができたのです。

当初、ガウスとウェーバーは電信を使って時刻を調整していましたが、すぐに他の信号を開発し、最終的には独自のアルファベットを作り上げました。このアルファベットは、永久磁石の上で誘導コイルを上下に動かし、整流子を介してコイルを伝送線に接続することで生成される正または負の電圧パルスによって送信される二進コードで符号化されていました。ガウスの実験ノートには、彼のコードと最初に送信されたメッセージが記されており、また、1850年代にウェーバーの指示で作られた電信機のレプリカも、ドイツのゲッティンゲン大学物理学部に保管されています。
ガウスは、この通信が王国の町々に役立つと確信していた。同年後半、ガウスはボルタ電池の代わりに誘導パルスを使用し、1分間に2通ではなく7通の手紙を送信できるようにした。発明家と大学は、電信機を独自に開発する資金を持っていなかったが、アレクサンダー・フォン・フンボルトから資金援助を受けた。ミュンヘンのカール・アウグスト・シュタインハイルは、1835年から1836年にかけて市内に電信網を構築することができた。1838年、シュタインハイルは、 1835年にドイツ初の鉄道として建設されたニュルンベルク-フュルト鉄道線に沿って電信機を設置した。これは、運用開始された最初の地中帰還電信機であった。
1837年までに、ウィリアム・フォザーギル・クックとチャールズ・ホイートストンは、アルファベットの文字を指すように動かすことができるボード上の複数の針を使用する電信システムを共同開発した。使用する針の数は、符号化する必要のある文字数に応じて任意に調整できた。1837年5月、彼らはこのシステムの特許を取得した。特許では、アルファベット26文字のうち20文字を符号化するために5本の針を使用することが推奨されていた。

サミュエル・モースは1837年に独自に録音式電気電信機を開発し、特許を取得した。モースの助手アルフレッド・ベイルは、受信したメッセージを記録するためのレジスターと呼ばれる装置を開発した。これは電磁石で操作されるスタイラスによって、動く紙テープに点と線を刻印するものであった。[ 29 ]モースとベイルはモールス符号の信号アルファベットを開発した。
1844年5月24日、モールスはワシントンの国会議事堂からボルチモアの旧マウントクレア駅まで、歴史的な最初のメッセージ「神は何を成し遂げたのか」をベイルに送った。[ 30 ] [ 31 ]

最初の商用電気電信はクック・アンド・ホイートストン方式でした。 1837年、ロバート・スティーヴンソンのロンドン・アンド・バーミンガム鉄道のユーストンからカムデン・タウンまでの区間に、機関車のロープ牽引の信号用に4針方式の実証機が設置されました。 [ 32 ]しかし、空気圧式汽笛が採用されたため、この方式は却下されました。[ 33 ]クック・アンド・ホイートストンは、1838年にグレート・ウェスタン鉄道のパディントン駅からウェスト・ドレイトンまでの13マイル(21km )区間に設置されたシステムで、初めて商業的に成功を収めました。 [ 34 ]これは5針6線[ 33 ]方式で、送信する文字を表示するという大きな利点があり、オペレーターはコードを覚える必要がありませんでした。パディントンとウェスト・ドレイトン間の地下ケーブルの絶縁が破損し、[ 35 ] [ 36 ] 1843年に路線がスラウまで延長されたとき、システムは絶縁されていない電柱の電線を使用した1針2線構成に変更されました。 [ 37 ]電線の設置費用は、最終的にはオペレーターの訓練費用よりも経済的に大きな意味を持ちました。1針電信はイギリスの鉄道で非常に成功し、19世紀末には15,000セットが使用され、一部は1930年代まで使用されていました。[ 38 ]世界初の公共電信会社であるエレクトリック・テレグラフ・カンパニーは、1845年に金融家のジョン・ルイス・リカードとクックによって設立されました。[ 39 ] [ 40 ]

ホイートストンは1840年にABCシステムと呼ばれる実用的なアルファベットシステムを開発し、主に私設回線で使用されました。これは送信側の「通信機」と受信側の「指示器」で構成されていました。通信機は、円周上に26文字のアルファベット(および4つの句読点)が配置されたポインター付きの円形ダイヤルで構成されていました。各文字の横には、押すことのできるキーがありました。送信は、両端のダイヤルのポインターが開始位置に設定されている状態で開始されます。送信オペレーターは、送信する文字に対応するキーを押します。通信機の底部には、前面のハンドルで操作されるマグネトーがありました。このハンドルを回すと、回線に交流電圧が印加されます。電流の半サイクルごとに、両端のポインターが1つずつ進みます。ポインターが押されたキーの位置に達すると停止し、マグネトーは回線から切り離されます。通信機のポインターは、マグネトー機構にギアで接続されていました。指示器のポインターは、脱進機を介して電機子が連結された分極電磁石によって動かされた。そのため、交流線電圧によって指示器のポインターが通信機の押されたキーの位置に移動した。別のキーを押すと、ポインターと前のキーが解放され、マグネトーが線路に再接続された。[ 41 ]これらの機械は非常に頑丈で操作が簡単であったため、20 世紀に入ってからもイギリスで使用され続けた。[ 42 ] [ 43 ]

モールス信号システムは、局間を1本の電線で接続します。送信局では、オペレーターが電信キーと呼ばれるスイッチを操作し、モールス信号でメッセージを送信します。当初、この装置は紙テープに印を付けるために設計されていましたが、オペレーターがクリック音を解釈できるようになり、メッセージを直接書き留める方が効率的になったため、この装置を使用するようになりました。
1851年、ウィーンで開催されたドイツ・オーストリア電信連合(中央ヨーロッパ諸国の多くを含む)の会議で、モールス電信が国際通信システムとして採用された。[ 44 ]採用された国際モールス符号は、元の米国モールス符号から大幅に修正されたもので、ハンブルク鉄道で使用されていた符号(ゲルケ、1848年)に基づいていた。[ 45 ]共通の符号は、国と国の間で直接電信接続を可能にするために必要なステップであった。異なる符号では、メッセージを翻訳して再送信するために追加のオペレーターが必要だった。1865年、パリで開催された会議でゲルケの符号が国際モールス符号として採用され、それ以降国際標準となった。しかし、米国はしばらくの間、国内で米国モールス符号を使い続けたため、国際メッセージは双方向で再送信が必要だった。[ 46 ]
米国では、1844年の最初の実証から20年以内にモールス/ベイル電信が急速に普及した。陸上電信は1861年10月24日までに大陸の西海岸と東海岸を結び、ポニー・エクスプレスは終焉を迎えた。[ 47 ]

フランスは、ナポレオン時代に構築された大規模な光学式電信システムのために、電気式電信の導入が遅れた。また、電気式電信は敵の破壊工作員によってすぐに機能停止させられる可能性があるという深刻な懸念もあった。一方、局間に露出したハードウェアがない光学式電信では、そのようなことははるかに困難だった。最終的にフォイ・ブレゲ式電信が採用された。これは2本の信号線を使用する2針式システムであったが、他の針式電信とは異なる方法で表示した。針はシャップ光学式システムの記号に似た記号を生成し、電信技師にとってより馴染み深いものとなった。光学式システムは1846年から廃止され始めたが、完全に廃止されたのは1855年であった。同年、フォイ・ブレゲ式システムはモールス式システムに置き換えられた。[ 48 ]
鉄道沿線での電信利用の急速な拡大に加え、電信はすぐに郵便局に機器が設置されるなど、マスコミュニケーションの分野にも広がった。マスパーソナルコミュニケーションの時代が始まった。電信網の構築には費用がかかったが、特にロンドンの銀行家から資金は容易に得られた。1852年までに、主要国では国家システムが稼働していた。[ 49 ] [ 50 ]
例えば、ニューヨーク・ミシシッピ・バレー印刷電信会社は1852年にニューヨーク州ロチェスターで設立され、最終的にウェスタン・ユニオン電信会社となった。[ 53 ]多くの国が電信網を持っていたものの、世界規模の相互接続はなかった。郵便によるメッセージは、ヨーロッパ以外の国々への主要な通信手段であった。


電信技術における継続的な目標は、手作業を減らすか、送信速度を上げることで、メッセージあたりのコストを削減することであった。ポインターの移動や様々な電気符号化方式を用いた多くの実験が行われた。しかし、ほとんどのシステムは複雑すぎ、信頼性に欠けていた。メッセージあたりのコストを削減するための有効な手段の一つが、電信語の開発であった。
熟練した技術者を必要とせずに操作できる最初のシステムは、1840年にチャールズ・ホイートストンが開発したABCシステムでした。このシステムでは、アルファベットの文字が時計盤の周囲に配置され、信号によって針が文字を示す仕組みになっていました。この初期のシステムでは、受信者がリアルタイムでメッセージを記録する必要があり、処理速度は1分間に最大15語でした。
1846年、アレクサンダー・ベインはエジンバラで化学電信機の特許を取得した。信号電流によって鉄製のペンが硝酸アンモニウムとフェロシアン化カリウムの混合液に浸された動く紙テープ上を移動し、化学物質が分解されてモールス符号の読みやすい青色のマークが生成された。印刷電信機の速度は毎分16.5語であったが、メッセージは依然として生身の写字生による英語への翻訳が必要であった。化学電信は1851年に米国で終焉を迎えた。モールスグループが米国地方裁判所でベインの特許を無効にしたためである。[ 56 ]
1848年のニューヨーク-ボストン線を皮切りに、短期間ではあるが、一部の電信網ではモールス符号を聴覚で理解するように訓練された音声オペレーターが採用され始めた。音声オペレーターの採用により、電信受信機にレジスターやテープが不要になった。代わりに、受信装置は「サウンダー」と呼ばれる電磁石へと発展した。サウンダーは電流によって励磁され、小さな鉄製のレバーを引き寄せる。サウンダーのキーが開閉されると、サウンダーのレバーが金床を叩いた。モールスオペレーターは、2つのクリック音の間隔が短いか長いかで、ドットとダッシュを区別した。その後、メッセージは手書きで書き出された。[ 57 ]
ロイヤル・アール・ハウスは1846年に、送信機にアルファベットキーボードを使用し、受信側で自動的に紙に文字を印刷する文字印刷電信システムを開発し特許を取得した[ 58 ]。そして1852年には蒸気動力バージョンを開発した[ 59 ]。印刷電信の支持者たちは、モールス信号オペレーターのミスをなくすことができると主張した。ハウスの機械は1852年までにアメリカの主要電信線4本で使用された。ハウスの機械の速度は1時間あたり2600語と発表された[ 60 ] 。

デイビッド・エドワード・ヒューズは1855年に印刷電信機を発明しました。これは、アルファベット用の26個のキーを備えたキーボードと、前回の送信からの経過時間によって送信中の文字を判別する回転式活字ホイールを使用していました。このシステムは受信側で自動記録を可能にしました。このシステムは非常に安定していて正確であり、世界中で受け入れられました。[ 61 ]
次の改良は1874年のボードコードでした。フランスのエンジニア、エミール・ボードは、信号を自動的に活字文字に変換する印刷電信機の特許を取得しました。各文字には5ビットのコードが割り当てられ、5つのオン/オフスイッチの状態から機械的に解釈されました。オペレーターは一定のリズムを維持する必要があり、通常の動作速度は毎分30語でした。[ 62 ]
この頃には受信は自動化されていたものの、送信の速度と精度は依然として人間のオペレーターの技量に左右されていた。最初の実用的な自動システムはチャールズ・ホイートストンによって特許が取得された。メッセージ(モールス信号)は、「スティックパンチ」と呼ばれるキーボードのような装置を使って、穴の開いたテープに打ち込まれた。送信機は自動的にテープをテープに通し、当時としては非常に高速な毎分70語の速度でメッセージを送信した。



初期の成功したテレプリンターは、フレデリック・G・クリードによって発明されました。彼はグラスゴーで、圧縮空気を使って穴を開ける最初のキーボード穿孔機を開発しました。また、再穿孔機(受信穿孔機)とプリンターも開発しました。再穿孔機は受信したモールス信号を紙テープに打ち込み、プリンターはこのテープを解読して普通紙に英数字を印刷しました。これが、当時としては画期的な毎分200語の印刷速度を実現したクリード高速自動印刷システムの原点となりました。彼のシステムは、デイリー・メール紙に採用され、新聞記事の毎日の送信に使用されました。
テレタイプライターの発明により、電信符号化は完全に自動化された。初期のテレタイプライターは、5ビットコードであるITA-1ボードコードを使用していた。このコードでは32種類のコードしか得られなかったため、「シフト」、「文字」、「数字」の2種類に過剰定義されていた。各文字と数字のセットの前には、明示的で共有されないシフトコードが付けられた。1901年、ボードコードはドナルド・マレーによって修正された。
1930年代には、テレプリンターはアメリカのテレタイプ社、イギリスのクリード社、ドイツのシーメンス社によって製造されていた。
1935年までに、メッセージルーティングは完全自動化への最後の大きな障壁となっていた。大手電信事業者は、電話のような回転式ダイヤルを使用してテレタイプライターを接続するシステムの開発を開始した。これらのシステムは「テレックス」(TELegraph EXchange)と呼ばれた。テレックス機は当初、回線交換のために回転式電話のようなパルスダイヤルを行い、その後ITA2でデータを送信した。この「タイプA」テレックスルーティングにより、メッセージルーティングは実質的に自動化された。
最初の広範囲をカバーするテレックスネットワークは、1930年代にドイツで政府内の通信に使用されるネットワークとして実装されました[ 63 ] 。
当時としては高速とされていた45.45(±0.5%)ボーの速度で、音声周波数電信多重化を用いることにより、最大25のテレックスチャネルが1つの長距離電話回線を共有することが可能となり、テレックスは信頼性の高い長距離通信において最も安価な方法となった。
自動テレプリンター交換サービスは、1957年7月にCPRテレグラフとCNテレグラフによってカナダに導入され、1958年にはウェスタンユニオンが米国でテレックスネットワークの構築を開始しました。[ 64 ]
電信システムの最も費用がかかる部分は設置、つまり非常に長い電線の敷設でした。1本の電線で一度に複数のメッセージを送信する方法を見つけることで、電線あたりの収益を増やし、費用をより効率的に回収することができました。初期の装置には、双方向通信を可能にするデュプレックスとクワッドプレックスがあり、それぞれ双方向で1つまたは2つの電信送信を可能にしました。しかし、最も混雑する回線では、さらに多くのチャネルが求められました。1800年代後半には、シャルル・ブルスール、トーマス・エジソン、エリシャ・グレイ、アレクサンダー・グラハム・ベルなど、多くの発明家がまさにそれを実現する方法の開発に取り組みました。
一つの手法として、複数の異なる周波数の共振器を変調されたオンオフ信号の搬送波として用いる方法があった。これは高調波電信と呼ばれるもので、周波数分割多重方式の一種である。これらの様々な周波数は高調波と呼ばれ、一つの複雑な信号に合成されて一本の電線を通して送信される。受信側では、対応する共振器を用いて周波数が分離される。
1本の電線に複数の周波数を伝送することで、人間の声そのものを電気的に電線を通して伝送できることが認識されました。この取り組みが電話の発明につながりました。(複数の電信信号を1本の電線に詰め込む研究が電話につながった一方で、その後の進歩では、人間の可聴域をはるかに超える周波数を変調することで帯域幅を広げ、複数の音声信号を1本の電線に詰め込むようになりました。最終的には、光ファイバーケーブルを通してレーザー光信号を送ることで帯域幅がさらに大幅に拡大されました。光ファイバー伝送では、1本のファイバーで25,000もの電話信号を同時に伝送できます。[ 65 ])

最初の電信システムが実用化されて間もなく、海底通信ケーブルを介して海を越えてメッセージを送信する可能性が初めて提案されました。主な技術的課題の 1 つは、電流が水中に漏れないように海底ケーブルを十分に絶縁することでした。1842 年、スコットランドの外科医ウィリアム モンゴメリー[ 66 ]は、パラキウム グッタの木の接着剤の樹液であるグッタ ペルカをヨーロッパに導入しました。マイケル ファラデーとホイートストンはすぐに絶縁体としてのグッタ ペルカの利点を発見し、1845 年、後者はドーバーからカレーまで敷設される予定の電線を覆うためにそれを使用するべきだと提案しました。グッタ ペルカは、ドゥーツとケルンの間のライン川を横断して敷設された電線の絶縁体として使用されました。[ 67 ] 1849年、サウス・イースタン鉄道の電気技師であるCVウォーカーは、フォークストン沖の海岸にグッタペルカでコーティングされた2マイル(3.2km )の電線を沈め、試験に成功した。 [ 66 ]
ブリストル出身の技師、ジョン・ワトキンス・ブレットは、1847年にルイ・フィリップにフランスとイギリス間の電信通信を確立する許可を求め、取得した。最初の海底ケーブルは1850年に敷設され、両国を結び、その後、アイルランドや低地諸国への接続も行われた。
大西洋横断電信ケーブルを建設するために、1856年にロンドンでアトランティック・テレグラフ・カンパニーが設立されました。途中多くのトラブルがありましたが、 1866年7月18日に、ジェームズ・アンダーソン卿が船長を務めるSSグレート・イースタン号によって無事完成しました。 [ 68 ]グレート・イースタン号の乗組員の一人であるジョン・ペンダーは、後に主にイギリスと東南アジア間のケーブル敷設を行う通信会社をいくつか設立しました。[ 69 ] 1857年、1858年、1865年にも大西洋横断海底ケーブルの設置が試みられました。1857年のケーブルは、数日から数週間断続的に稼働した後、故障しました。海底電信ケーブルの研究は、非常に長い伝送線の数学的解析への関心を加速させました。イギリスからインドへの電信線は1870年に接続された。(これらの複数の会社が合併して1872年にイースタン電信会社が設立された。)1873年から1876年にかけてのHMSチャレンジャー号の探検隊は、将来の海底電信ケーブルのために海底を地図化した。[ 70 ]
オーストラリアは1872年10月、ダーウィンで海底電信ケーブルによって初めて世界の他の地域と接続されました。[ 71 ]これにより、世界の他の地域からのニュースが届きました。[ 72 ]太平洋横断電信は1902年に完成し、ついに世界を一周しました。
1850年代から20世紀に入ってからも、イギリスの海底ケーブルシステムが世界のシステムを支配していた。これは正式な戦略目標として設定され、「オールレッドライン」として知られるようになった。[ 73 ] 1896年には、世界に30隻のケーブル敷設船があり、そのうち24隻はイギリスの会社が所有していた。1892年には、イギリスの会社が世界のケーブルの3分の2を所有・運営しており、1923年になってもそのシェアは42.7パーセントだった。[ 74 ]

ケーブル・アンド・ワイヤレスは、1860年代にジョン・ペンダー卿を創設者とする英国の電気通信会社であったが、社名が採用されたのは1934年であった。同社は、以下のような合併を経て設立された。
メイン記事 § セクション:経度の歴史 § 土地測量と電信。
電信は、経度を決定するための時刻信号を送信する上で非常に重要であり、以前よりも高い精度を実現しました。経度は、現地時間(例えば、太陽が地平線から最も高い位置にあるときの正午)と絶対時間(地球上のどこにいても観測者にとって同じ時間)を比較することによって測定されました。2つの場所の現地時間が1時間異なる場合、それらの間の経度の差は15°(360°/24時間)になります。電信が普及する以前は、日食、掩蔽、月までの距離などの天文現象から絶対時間を取得したり、高精度の時計(クロノメーター)をある場所から別の場所に運んだりすることで、絶対時間を取得できました。
経度測定のために電信で時刻信号を送信するというアイデアは、1837年にフランソワ・アラゴがサミュエル・モースに提案したもので、 [ 78 ]このアイデアの最初のテストは、 1844年にアメリカ海軍のウィルクス大尉がワシントンとボルチモアを結ぶモースの線上で行った。[ 79 ]この方法はすぐに経度測定に実用化され、特にアメリカ沿岸測量局によって使用され、北米や世界中に電信網が広がり、技術開発によって精度と生産性が向上するにつれて、ますます長距離にわたって使用されるようになった。[ 80 ] : 318–330 [ 81 ] : 98–107
「電信経度網」[ 82 ]はすぐに世界規模になった。ヨーロッパと北アメリカ間の大西洋横断リンクは1866年と1870年に確立された。米国 海軍は西インド諸島、中央アメリカ、南アメリカに観測範囲を拡大し、1874年から1890年の間に南アメリカからリスボンへの大西洋横断リンクも追加した。 [ 83 ] [ 84 ] [ 85 ] [ 86 ]英国、ロシア、米国の観測により、ヨーロッパからスエズ、アデン、マドラス、シンガポール、中国、日本を経由してウラジオストク、そこからサンクトペテルブルクを経て西ヨーロッパに戻るチェーンが作られた。[ 87 ]
オーストラリアの電信網は1871年にジャワ島経由でシンガポールの電信網と接続され[ 88 ] 、 1902年にはオーストラリアとニュージーランドの電信網がオールレッドライン経由でカナダの電信網と接続され、地球を一周した。東から西へ、西から東へ送信された2つの経度測定は、 1秒角( 1/15秒 、30メートル未満 )以内で一致した[ 89 ] 。
電報を送る能力は、戦争遂行者にとって明らかな利点をもたらした。秘密のメッセージは暗号化されていたため、傍受だけでは敵側が優位に立つことはできなかった。また、電信ケーブルの傍受には地理的な制約があり、セキュリティが向上したが、無線電信が開発されると、傍受ははるかに広範囲に及ぶようになった。
クリミア戦争は電信が使用された最初の紛争の一つであり、広範囲にわたって記録された最初の紛争の一つでもあった。1854年、ロンドン政府は王立工兵隊の将校が指揮する陸軍の軍事電信分遣隊を創設した。この分遣隊は、電気電信会社によって訓練された王立工兵隊の25名で構成され、最初の野戦電気電信を建設し運用することになっていた。[ 90 ]
戦争の報道は、ウィリアム・ハワード・ラッセル(タイムズ紙の記者)がロジャー・フェントンの写真とともに提供した。[ 91 ]戦争特派員からのニュースは、それまでのどの戦争でも不可能だった方法で、戦争に関与した国の国民に日々の出来事を知らせ続けた。1854年末にフランスが電信線を黒海沿岸まで延長すると、戦争のニュースは2日でロンドンに届くようになった。1855年4月にイギリスがクリミア半島に海底ケーブルを敷設すると、ニュースは数時間でロンドンに届いた。こうした迅速な日々のニュース報道は、戦争に対するイギリス国民の世論を活性化させ、政府を崩壊させ、パーマストン卿が首相に就任するに至った。[ 92 ]
アメリカ南北戦争中、電信は戦術的、作戦的、戦略的な通信手段としてその価値を証明し、北軍の勝利に大きく貢献した。[ 93 ]対照的に、南軍は南部のはるかに小規模な電信網を効果的に活用できなかった。戦争前、電信システムは主に商業部門で使用されていた。政府庁舎は電信線で相互接続されておらず、伝令に頼ってメッセージをやり取りしていた。[ 94 ]戦争前、政府は市域内で回線を接続する必要性を感じていなかったが、都市間の接続には有用だと考えていた。ワシントンDCは政府の中心地であったため、最も多くの接続があったが、市から南北に伸びる回線はわずかだった。[ 94 ]政府が電信システムの真の可能性に気づいたのは南北戦争になってからだった。サムター要塞砲撃後まもなく、南部はDCに通じる電信線を切断し、南部の即時侵攻を恐れて市をパニック状態に陥れた。[ 95 ] [ 94 ]
戦争開始から6か月以内に、米国軍事電信隊(USMT)は約300マイル(480km )の電線を敷設した。戦争終結までに、彼らは約15,000マイル(24,000km )の電線を敷設し、そのうち8,000マイルは軍事用、5,000マイルは商業用であり、約650万件のメッセージを扱った。電信は軍隊内の通信だけでなく、民間部門でも重要であり、政治指導者が管轄区域を統制するのに役立った。[ 95 ]
戦争以前から、アメリカ電信会社は分離独立運動への支援を阻止するため、疑わしいメッセージを非公式に検閲していた。戦争中、陸軍長官サイモン・キャメロン、そして後にエドウィン・スタントンは、情報の流れを維持するために電信線を管理したいと考えていた。戦争初期、スタントンが陸軍長官として最初に行ったことの一つは、電信線をマクレランの司令部で終点としていたところから陸軍省で終点とするように変更することだった。スタントン自身は「電信は私の右腕だ」と述べている。電信は、アンティータムの戦い(1862年)、チカマウガの戦い(1863年)、シャーマンの海への進軍(1864年)など、北軍の勝利に貢献した。[ 95 ]
電信システムにはまだ欠点があった。USMTは電信技師とケーブルの主な供給源ではあったが、依然として民間機関であった。ほとんどのオペレーターはまず電信会社に雇われ、その後陸軍省に委託された。これが将軍とオペレーターの間に緊張を生み出した。不満の原因の一つは、USMTのオペレーターが軍の命令に従う必要がなかったことだった。彼らは通常ためらうことなく任務を遂行したが、そうする必要はなかったため、アルバート・マイヤーは1863年2月にアメリカ陸軍通信隊を創設した。通信隊の新しい隊長として、マイヤーはすべての電信と旗信号を自分の指揮下に置き、軍の規律に従わせようとした。通信隊を創設した後、マイヤーは新しい電信システムの開発をさらに推進した。USMTは主に民間の回線とオペレーターに依存していたが、通信隊の新しい野戦電信はUSMTのシステムよりも迅速に展開および解体することができた。[ 95 ]
第一次世界大戦中、イギリスの電信通信はほぼ完全に途絶えることなく、ドイツの世界中のケーブルを迅速に切断することができた。[ 96 ]イギリス政府はスパイ行為を根絶し、中央同盟国との金融取引を制限するために電信ケーブル会社を検閲した。[ 97 ]イギリスが大西洋横断ケーブルにアクセスし、暗号解読の専門知識を持っていたことが、アメリカの参戦につながったツィンメルマン電報事件を引き起こした。[ 98 ]イギリスはドイツの植民地を獲得し、中東に進出したが、戦争による負債によりイギリスの電信ケーブルに対する支配力が弱まり、アメリカの支配力が強まった。[ 99 ]

第二次世界大戦は、1914年から1918年にかけての「海底ケーブル戦争」を再び引き起こした。1939年には、ドイツ所有の大西洋横断海底ケーブルが再び切断され、1940年には、ジブラルタルとマルタを結ぶ5本のイギリス製海底ケーブルのうち2本に対するイタリアの攻撃への報復として、南米とスペインへのイタリア製海底ケーブルが切断された。ケーブル・アンド・ワイヤレス社の本社兼中央ケーブル局であるエレクトラ・ハウスは、1941年のドイツ軍の爆撃で被害を受けた。
占領下のヨーロッパでは抵抗運動が電信線などの通信施設を破壊し[ 100 ] 、ドイツ軍は無線電信を使用せざるを得なくなったが、これはイギリスによって傍受される可能性があった。ドイツ軍は、ドイツ国防軍最高司令部(OKW )と野戦軍の間でローレンツ暗号を用いて電報を暗号化するために、非常に複雑なテレプリンターアタッチメント(ドイツ語: Schlüssel-Zusatz、「暗号アタッチメント」)を開発した。これには状況報告、戦闘計画、戦略と戦術の議論が含まれていた。イギリスはこれらの信号を傍受し、暗号化機の仕組みを診断し、大量のテレプリンター通信を解読した[ 101 ] 。
アメリカでは、電信時代の終焉はウェスタンユニオン電信会社の衰退と関連付けられる。ウェスタンユニオンはアメリカ最大の電信事業者であり、ナショナルベル電話会社にとって最大の競争相手と見なされていた。ウェスタンユニオンとベルはともに電信と電話技術に投資していた。ウェスタンユニオンがベルに電話技術で優位に立つことを許した決定は、当時の支配的であった電信システムを電話が凌駕することをウェスタンユニオンの上層部が予見できなかった結果であった。ウェスタンユニオンは間もなく電話の著作権をめぐる法廷闘争に敗訴した。これによりウェスタンユニオンは電話競争において劣勢に立たされることになり、それがひいては電信の衰退につながった。[ 95 ]
1878 年頃に起こった法廷闘争の中心は電信ではなかったが、その争いの影響を受けたのは、当時の電信業界の主要企業であった。ウェスタン ユニオンは、1878 年の協定によって電信が長距離通信の主流となるだろうと考えていた。しかし、電信の将来に対する過小評価と契約内容の不備により、ウェスタン ユニオンは衰退の一途を辿った。[ 95 ] AT&T は1909 年にウェスタン ユニオンの経営権を取得したが、独占禁止法違反訴訟の脅威にさらされ、1914 年にそれを手放した。AT&T は 1990 年にウェスタン ユニオンの電子メールとテレックス事業を買収した。
多くの国では依然として商業的な「電信」サービスが利用可能だが、伝送は通常、専用の有線接続ではなく、コンピュータネットワークを介して行われる。
これらの発見を利用して、多くの発明家、あるいはむしろ「適応者」が現れ、この新しい知識を取り入れ、商業的に有用なアイデアに変えました。これらの「製品」の最初のものは、遠隔地間で情報を伝送するために電気を使用すること、つまり電信でした。
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