光電信

光電信は、テキスト情報を視覚信号（光通信の一形態）で伝達することを目的とした、通常は塔である一連の局です。このようなシステムには、主に 2 つのタイプがあります。1 つは、ピボット式の指示器アームを使用し、指示器が指す方向に従って情報を伝達するセマフォ電信で、もう 1 つは、回転して背後の空からの光を遮ったり通過させたりして情報を伝達するパネルを使用するシャッター電信です。

最も広く使われていたシステムは、1792年にフランスのクロード・シャップが発明したシャップ電信機で、18世紀後半から19世紀初頭にかけて普及した。^{[1] [2] [3]}シャップは、自分が発明した機構を説明するために「télégraphe」という用語を使用した。これが英語の「telegraph」の語源である。 ^[4]上部にセマフォ装置を備えた中継塔の列が、互いに視線が通る範囲内に、5〜20マイル (8〜32 km) の間隔で建設された。各塔の操作員は望遠鏡で隣の塔を監視し、セマフォの腕が動き出してメッセージを綴り始めると、次の塔にメッセージを渡した。このシステムは、長距離にメッセージを伝達するのにポストライダーよりもはるかに速く、また、構築後は長期的な運用コストが安価であった。半世紀後、腕木式信号機は、より安価で、より高速で、より秘密性の高い電信に置き換えられました。中継局間の見通し距離は地理と天候によって制限され、都合の良い島を中継局として使用しない限り、光電信では広大な水域を横断できませんでした。腕木式信号の現代版は、手持ちの旗で信号を送る 旗式信号機です。

セマフォという言葉は、セマフォ線を発明したフランスのクロード・シャップによって1801年に造られた。^[5]彼はギリシャ語のσῆμα (sêma、「合図」) とφορός (phorós、「運ぶ」) ^[6]またはφορά (phorá、「運ぶ」) をφέρειν (phérein、「運ぶ」) から合成した。^{[7]シャップは「速い書き手」を意味する}タキグラフという言葉も造った。^[8]しかし、フランス軍はシャップのセマフォシステムを、フランスの政治家アンドレ・フランソワ・ミオ・ド・メリトが造った「遠くの書き手」を意味するテレグラフと呼ぶことを好んだ。^{[9] [10] [4]}

セマフォリックという単語が英語で初めて印刷されたのは1808年、 「海軍クロニクル」のニュース記事で「新しく作られたセマフォリック電信機が（…）爆破された」と記されたときである。^[11]セマフォという単語が英語で初めて使われたのは1816年、「改良されたセマフォが海軍本部の屋上に設置された」であり、^{[12] [13]}ホーム・ポパム卿が発明したより単純な電信機の設置を指している。^[要出典]セマフォ電信機は「チャップ電信機」または「ナポレオンのセマフォ」とも呼ばれる。^{[14] [15]}

光電信は、水力電信、たいまつ（火の発見以来、古代文化で使用されていた）、煙信号などの形で古代に遡ります。現代のセマフォの設計は、複数の経路を経て、多くの場合同時に開発されました。

おそらく最も古いのはイギリスの博学者 ロバート・フックによるもので、彼は1684年に王立協会に提出した論文の中で視覚電信の鮮明で包括的な概要を提示し、その中で多くの実用的な詳細を概説した。このシステム（1683年のウィーンの戦い後の軍事的懸念から生まれたもの）は実用化されることはなかった。^{[16] [17]}

光信号の最初の実験の1つは、1767年にイギリス系アイルランド人の地主で発明家のリチャード・ラヴェル・エッジワース卿によって行われました。 ^[18]彼は友人で競馬賭博師のマーチ卿と、たった1時間でレースの結果を伝達できるかどうか賭けをしました。高台に設置された信号セクションのネットワークを使用して、信号は望遠鏡によって1つのステーションから次のステーションへと観測されました。^[19]信号自体は、45度刻みで8つの位置に配置できる大きなポインターで構成されていました。このような信号を2つ連続して使用すると、合計64のコード要素が得られ、3番目の信号では512にまで増加しました。彼は、シャッペのシステムについて聞いた後、1795年に自分のアイデアに戻りました。

エッジワースが設計を進めていた頃、 1794年にヨーロッパを旅行していたスコットランドの政治経済学者ウィリアム・プレイフェアは、逃亡中の王党派からフランスのシステムの設計とアルファベットを密かに入手した。イギリスの役人と多くのつながりを持っていたプレイフェアは、当時フランドルに拠点を置いていたイギリス軍の司令官ヨーク公にシステムのモデルを提供し、ブリタニカ百科事典によると、「こうして機械のアルファベットと設計図がイギリスに伝わった」という。 ^{[20] [21]}

1792 年にフランス人技術者クロード・シャップとその兄弟が初めて成功した光電信の功績は、フランス全土に 556 局、総距離 4,800 キロメートル (3,000 マイル) のネットワークを構築することに成功したことです。シャップのシステムは1850 年代まで軍事および国家の通信に使用されました。

1790年から1795年にかけてのフランス革命の真っただ中、フランスは敵の戦争活動を阻止するために迅速で信頼性の高い軍事通信システムを必要としていた。フランスはイギリス、オランダ、プロイセン、オーストリア、スペインの軍に囲まれ、マルセイユとリヨンの都市は反乱を起こし、イギリス艦隊はトゥーロンを占領していた。フランスが唯一有利だったのは、通信回線が不十分だったために連合軍間の連携が欠如していたことだった。

1790年半ば、シャップ兄弟は中央政府が情報を受け取り、命令を最短時間で伝達できる通信システムの考案に着手した。シャップは音声や煙など、さまざまな方法を検討した。電気の使用も検討したが、当時利用可能な高電圧の静電源に耐えられる導体の絶縁体を見つけることができなかった。 ^{[22] [23]}

シャップは光学式システムに落ち着き、最初の公開デモンストレーションは1791年3月2日にブリュロンとパルセの間で16キロメートル (9.9 マイル) の距離で行われました。このシステムは、10の数字が刻まれた文字盤を備えた改造された振り子時計の両端で構成されていました。時計の針は、通常の時計よりもはるかに速く動いていたことはほぼ間違いありません。両方の時計の針は、同期信号によって同時に動き始めました。さらに信号が、文字盤を読み取るべき時間を示しました。送信された数字は、コードブックで調べられました。より短い距離での予備実験では、シャップ夫妻は同期のために鍋を叩いていました。デモンストレーションでは、望遠鏡で観察した白黒のパネルを使用しました。送信するメッセージはブリュロンの市役所の役人によって選択され、ルネ・シャップからパルセのクロード・シャップに送信されましたが、パルセのクロード・シャップには事前にメッセージが知らされていませんでした。メッセージには「si vous réussissez, vous serez bientôt couverts de gloire」（成功すれば、すぐに栄光に浸れる）と書かれていた。シャップは後になって、時計を使わなくても同期システム自体を使ってメッセージを伝達できることに気づいた。^[24]

シャップ兄弟はその後2年間実験を続け、パリのエトワール広場にあった装置が、王党派と通信していると信じた暴徒によって2度破壊された。彼らの運動は、立法議会議員に選出されたイニャス・シャップの支援を受けた。1792年の夏、クロードは電信技師に任命され、パリとリールの間に230キロメートル (約143マイル) の距離に電信局を設置する任務を負った。この電信局はフランスとオーストリアの戦争に関する通信を運ぶために使用された。1794年には、フランス軍がコンデ・シュル・レスコーを占領したという知らせを、発生から1時間以内にオーストリア軍からこの電信局に届けた。^[25]リールへの最初のメッセージ記号は、わずか9分の間に15の電信局を通過した。路線の速度は天候によって変化したが、リールへの路線では通常、36のシンボル、つまり完全なメッセージを約32分で送信した。50の駅からなる別の路線は1798年に完成し、パリとストラスブール間の488kmをカバーした。^[26] 1803年以降、フランスは3本の腕を持つデピヨンセマフォを沿岸部で使用し、イギリス軍の侵攻を警告した。^[1]

イギリスの軍事技術者ウィリアム・コングリーブは、 1793年のヴェルヴィクの戦いでフランス軍司令官が地元の有名な風車の帆を即席の信号所として使って部隊を指揮したのを観察した。風車の4つの帆のうち2つは、新しい電信機の腕に似せるために取り外されていた。^{[27] [28]}

シャッペ兄弟は実験により、パネルの有無を見るよりも棒の角度を見るほうが簡単であることを突き止めた。彼らのセマフォは、横棒でつながれた2本の可動式の黒い木製の腕で構成されており、これら3つの部品の位置を合わせるとアルファベット1文字が示される。腕にカウンターウェイト（フォークと呼ばれる）が付いており、シャッペのシステムは2つのハンドルだけで制御され、機械的に単純でかなり頑丈であった。2メートルの長さの腕2本のそれぞれは7つの位置を表示でき、2本の腕をつないだ4.6メートルの長さの横棒は4つの異なる角度を表示でき、合計196の記号（7×7×4）を表示できた。腕にランプを付けて夜間に操作したがうまくいかなかった。^[29]送信を高速化し、ある程度のセキュリティを提供するために、セマフォ回線で使用するコードブックが開発された。チャップス社は、92 個の基本記号を 2 つずつ組み合わせて 8,464 個のコード化された単語や語句を生成するコードを使用していました。

1795 年に改訂された Chappe システムでは、コード セットだけでなく、回線スループットを最大化するための操作プロトコルも提供されました。シンボルは、「2 ステップと 3 つの動作」のサイクルで送信されました。

• ステップ 1、動作 1 (セットアップ) : オペレーターはインジケーター アームを回転させてクロス バーに合わせ、非シンボルを形成し、次にクロス バーを次のシンボルの位置に回転させました。
• ステップ 1、動作 2 (送信) : オペレーターはインジケーター アームを現在のシンボルに合わせて配置し、ダウンライン ステーションがそれをコピーするのを待機しました。
• ステップ 2、動作 3 (完了) : オペレーターはクロスバーを垂直または水平の位置に回転させ、サイクルの終了を示しました。

この方法では、各シンボルはオペレータがそれをコピーするのに成功するとすぐに回線に伝わり、確認応答とフロー制御がプロトコルに組み込まれています。パリから送信されたシンボルは、22のステーションを経由してリールに到着するのに2分かかり、50のステーションを経由してリヨンに到着するのに9分かかりました。1分間に2～3シンボルの速度が一般的で、数値が高いほどエラーが発生しやすくなります。これはわずか0.4～0.6 wpmに相当しますが、メッセージがコードブックに含まれるものに限定されている場合、この速度は大幅に向上する可能性があります。^{[30] [31]}

シャップの最初の回線（パリとリールの間）の後、50の局を持つパリからストラスブールへの回線がすぐに続いた（1798年）。ナポレオン・ボナパルトは敵の動きを迅速に把握することで電信を最大限に活用した。1801年、ナポレオン・ボナパルトはイギリス侵攻に備えて、アブラハム・シャップにイギリス海峡を越えて通信するための特大の局を建設させた。同様の距離の試験回線に2つの局が建設された。カレーへの回線は予期してブローニュまで延長され、ブローニュでは新しい設計の局が短期間運用されたが、侵攻は実現しなかった。1812年、ナポレオンはアブラハム・シャップの別の設計を採用し、作戦に携行できる移動式電信機を設計した。これは1853年のクリミア戦争のときもまだ使用されていた。^[32]

電信の発明に続いて、それが直接民主主義を支える可能性についての熱狂が巻き起こった。例えば、ルソーは大規模な選挙区では直接民主主義は実現しにくいと主張したが、フランスの知識人アレクサンドル＝テオフィル・ヴァンデルモンドは次のようにコメントしている。

電信について、私にはまったく正しいと思える発言があり、その重要性を的確に表している。このような発明は、民主主義を最大規模で可能にするのに十分かもしれない。ジャン＝ジャック・ルソーを含む多くの尊敬すべき人物は、大規模な選挙区内では民主主義は不可能であると考えていた。…電信の発明は、ルソーが予想していなかった新機軸である。電信は、リビングルームでの会話と同じ速度と明瞭さで、遠距離通信を可能にする。この解決法は、それ自体で大規模な[直接]民主共和国に対する反対意見に対処できるかもしれない。代議制憲法がない場合でも、実現できるかもしれない。^[33]

1799年から1800年にかけての電信の運用コストは434,000フラン（2015年の銀貨換算で120万ドル^[34]）であった。1800年12月、ナポレオンは電信システムの予算を150,000フラン（2015年の銀貨換算で400,000ドル）削減したため^[34]、パリ・リヨン線は一時閉鎖された。シャップは赤字を補うため、産業、金融、新聞などによるシステムの商業利用を模索した。ただちに承認されたのは、国営宝くじの結果の送信という提案のみであった。政府以外での使用は承認されなかった。宝くじは長年にわたり、結果を知っている詐欺師によって悪用されており、パリでの発表後、ニュースが地方都市に届く前に、その都市でチケットを販売していた。^[35]

1819年、クレルモン＝アン＝アルゴンヌを訪れていた若いイギリス海軍士官ノーリッジ・ダフは、そこの電信局まで歩いて行き、信号手と会話を交わした。以下は彼がその男から得た情報についてのメモである。^[36]

給料は1日25スーで、信号手は日の出から日没まで、現在は午後3時半から午後8時半までそこにいなければならない。信号手は2人しかおらず、信号が応答されない1分ごとに5スーの給料が支払われる。これはストラスブールと通信する支線の一部で、パリからのメッセージはストラスブールには6分で到着するが、こちらには4分で到着する。^[37]

— ノリッジ・ダフ

このネットワークは政府の使用に限定されていたが、 1834年に初期の電信詐欺事件が発生した。2人の銀行家、フランソワとジョセフ・ブランが、パリとボルドーを結ぶ路線のトゥール近郊の駅の通信員に賄賂を渡して、パリの株式市場の情報をボルドーの共犯者に渡させたのである。情報が300マイルの距離を伝わるのに3日かかり、陰謀家らは市場で遊ぶのに十分な時間があった。パリの共犯者は、情報が新聞を通じてボルドーに届く数日前に、市場が上がるか下がるかを知っており、その後ボルドーも必ずそれに従うはずだった。電信メッセージを直接挿入することはできなかった。なぜなら、それは検出されてしまうからである。その代わりに、ボルドーの監視員に見えるように、事前に準備された故意の誤りが既存のメッセージに導入された。トゥールが選ばれたのは、そこが分割局であり、そこでは検査官が使用された秘密コードを知っていて、一般の通信員には知られていないため、メッセージの誤りが除去されていたからである。この計画はトゥールより前に誤りが挿入されていたら機能しなかっただろう。オペレーターは郵便馬車で送られてきた荷物の色（白または灰色の紙の包装）で市場が上昇しているか下降しているかを知った。あるいは、別の逸話によると、トゥールオペレーターの妻が靴下（ダウン）または手袋（アップ）の荷物を受け取ったかどうかで、不正行為の証拠が文書化されるのを避けたという。^[38] この計画は1836年に発覚するまで2年間実行された。^{[39] [40]}

フランスの光学式電信システムは、他の国々が電信に切り替えた後も、長年使用され続けた。これは部分的には慣性によるもので、フランスは最も広範囲な光学式電信システムを持っていたため、最も交換が困難だった。しかし、光学式の優位性を示す議論もあった。その1つは、光学式システムは、何マイルにも及ぶ無防備な電線を持つ電気式システムほど破壊工作員の攻撃を受けにくいというものである。 サミュエル・モールスは、フランス政府に電気式電信システムを売り込むことに失敗した。結局、プライバシーの向上、全天候型および夜間操作という電気式電信の利点が勝った。^[41]ルーアン線での試験が成功した後、 1846年に光学式電信をフォア・ブレゲ式電信に置き換える決定が下された。このシステムには、電信操作員に馴染みやすいように、シャップ電信表示器の外観を模倣したディスプレイがあった。 ジュール・ギヨーは、重大な過ちと考えた結果について厳しい警告を発した。光電信が完全に廃止されるまでにはほぼ10年かかりました。フランスの腕木式通信機で送られた最後のメッセージの一つは、 1855年のセバストーポリ陥落の報告でした。^[42]

スウェーデンはフランスに次いで世界で2番目に光電信網を導入した国であった。^[43] スウェーデンの網はフランスに次いで2番目に広範であった。^[44] 網の中央局はストックホルムのカタリナ教会にあった。^[45] このシステムはフランスのシステムよりも高速であったが、これはスウェーデンの制御盤^{[46]と8進コードの転記の容易さ（フランスのシステムは}絵文字として記録された）によるところが大きい。^[47] このシステムは主に船舶の到着を報告するために使用されたが、戦時には敵の動きや攻撃を観察するためにも役立った。^[48]

定期運行されていた最後の固定式腕木式通信回線はスウェーデンにあり、島と本土の電信線を結んでいた。この回線は 1880 年に廃止された。

シャッペ電信機のニュースに触発されて、スウェーデンの発明家アブラハム・ニクラス・エーデルクランツはスウェーデンで光電信機の実験を行った。彼は1794年にストックホルムの王城からトレンベルグを経由してドロットニングホルム城の敷地まで12キロメートル (7.5マイル) の距離を結ぶ3局の実験線を建設した。最初のデモンストレーションは11月1日で、エーデルクランツは国王グスタフ4世アドルフの14歳の誕生日に捧げる詩を送った。11月7日、国王はスウェーデン、デンマーク、フィンランド全土に電信機を敷設する目的でエーデルクランツを顧問団に招いた。^[49]

シャッペ式の表示アームでいくつかの初期実験を行った後、エデルクランツは 10 個の鉄製シャッターを備えた設計に落ち着きました。このうち 9 個は 3 桁の 8 進数を表し、10 個目は閉じているときはコード番号の前に「A」が付​​くことを意味します。これにより 1,024 個のコードポイントが得られ、コードブックによって文字、単語、またはフレーズにデコードされました。^[50] 電信機には洗練されたコントロール パネルがあり、前のシンボルが次のステーションで繰り返されるのを待つ間に次のシンボルを準備することができました。コントロール パネルは紐でシャッターに接続されていました。送信準備ができたら、フットペダルを押すだけですべてのシャッターが同時にセットされました。^[46]

シャッターは日光の反射を避けるためにマットな黒に塗られ、シャッターを支えるフレームとアームはコントラストを良くするために白か赤に塗られた。^[51] 1809年頃、エーデルクランツは最新のデザインを導入した。シャッターの周りのフレームは省かれ、よりシンプルで見やすい構造となり、アームとその先端に表示パネルがついたものとなった。「A」シャッターは他のシャッターと同じサイズに縮小され、どちら側が最上位の数字であるかを示すために片側にオフセットされた（コードポイントが左から右に読まれるか右から左に読まれるかは、隣接する2つのステーションがどちら側にあるかによって異なる）。^[48] これは以前はフレームの側面に固定された固定表示器で示されていたが、フレームがないとこれは不可能になった。^[52]

局が送信できる距離は、シャッターのサイズと、それを観測するために使用される望遠鏡の倍率によって決まりました。人間の目に見える最小の物体は40秒角の角度を占める物体ですが、エデルクランツは大気の擾乱と望遠鏡の欠陥を考慮して4分角という数字を使用しました。それに基づいて、32倍の望遠鏡で、エデルクランツは、半スウェーデンマイル( 5.3 km )の距離で9インチ( 22 cm )から3スウェーデンマイル(32 km )で54インチ( 134 cm )の範囲のシャッターサイズを指定しました。^[53] これらの数字は、正方形のシャッターを備えた元の設計の場合でした。1809年のオープン設計では、長い長方形のシャッターが使用されていましたが、エデルクランツは、こちらの方が見やすいと考えました。^[54] これよりはるかに長い距離では、地球の曲率を克服するために非現実的なほど高い塔と大きなシャッターが必要になります。エーデルクランツは、大きな水域が避けられない場合を除き、ステーション間の距離を2スウェーデンマイル（ 21 km ）未満に保ちました。 ^[55]

スウェーデンの電信は、ランプを使って夜間も使用できた。小規模な電信局では、ランプはシャッターの後ろに設置され、シャッターが開いたときに見えるようにした。大規模電信局では、これは非現実的だった。その代わりに、ガラス窓の付いた別のブリキの箱のマトリックスが、昼間のシャッターの下に設置された。ブリキの箱の中のランプは、昼間のシャッターを操作するのと同じ方法で紐を引っ張ることで開くことができた。箱の両側の窓から、上流と下流の隣接局の両方からランプを見ることができた。夜間に使用されるコードポイントは、昼間に使用されるコードポイントの補数であった。これにより、夜間に開いたシャッターのランプのパターンは、昼間に閉じたシャッターのパターンと同じになった。^[56]

最初の運用回線であるストックホルムからヴァクスホルムへの回線は、1795年1月に運用を開始しました。1797年までには、ストックホルムからフレドリクスボーへの回線と、グリッスルハムからシグニルスカールを経由してオーランド諸島のエケロへの回線も開通しました。ヨーテボリ近郊から西海岸のマーストランドまでの短い回線は、 1799年に敷設されました。第二次対仏大同盟の間、イギリスはフランスに対して封鎖を強制しようとしました。自国の貿易への影響を懸念したスウェーデンは、 1800年に第二次武装中立同盟に加盟しました。イギリスは同盟の北欧諸国のいずれかを攻撃することで報復すると予想されました。そのような攻撃に備えるため、国王はスウェーデンとデンマークのシステムを結ぶ電信リンクを命じました。これが世界初の国際電信接続でした。エーデルクランツは、スウェーデンのヘルシンボリとデンマークのヘルシンゲルを、両国を隔てる狭い海峡であるエーレスンド海峡を越えて結ぶこの連絡線を建設した。ヘルシンボリ連絡線を組み込んだ、クッラベリからマルメまでの海岸沿いの新しい線は、スウェーデン艦隊への支援と信号地点の提供を目的として計画された。 1801年にネルソンがコペンハーゲンでデンマーク艦隊を攻撃した際、この連絡線を経由して報告されたが、スウェーデンがデンマークの救援に失敗したため、この連絡線は再び使用されることはなく、支援線には1つの駅しか建設されなかった。^[57]

1808年に王立電信協会が設立され、エデルクランツが理事に就任した。^[58] 電信協会は軍の管轄下に置かれ、当初は王立工兵隊の一部であった。^[59] 1796年のコードブックに代わる新しいコードが導入され、5,120のコードポイントと多くの新しいメッセージが追加された。新しいコードには、違反したオペレーターに対する罰則が含まれていた。これには、オペレーターに電信アームの1つに立つよう命令する（コード001-721）ことや、隣接する局にオペレーターがそれを行うのを見ることができるかどうかを確認するよう求めるメッセージ（コード001-723）が含まれていた。^[60] 1809年までに、ネットワークには200 kmの回線に50の局があり、172人が働いていた。^[48] これと比較して、1823年のフランスのシステムは回線が650 kmあり、3千人以上が働いていた。^[43]

1808年、ロシアが当時スウェーデン領であったフィンランドを占領し、フィンランド戦争が勃発した。オーランド諸島はロシアの攻撃を受け、電信局は破壊された。ロシア軍は反乱で追放されたが、1809年に再び攻撃を仕掛けた。シグニルスカールの電信局は敵陣の背後にあったが、撤退するスウェーデン軍にロシア軍の位置を知らせ続けた。スウェーデンがフレゼリクスハムン条約でフィンランドを割譲した後、東海岸の電信局は不要とみなされ、保管された。1810年、南海岸線の計画が復活したが、1811年に財政上の理由で廃案となった。また1811年には、ストックホルムからアルホルマを経由してセーデルアルム灯台に至る新線が提案されたが、これも実現しなかった。^[61] しばらくの間、スウェーデンの電信網はほとんど存在せず、1810年までに雇用された電信技師はわずか4人でした^。[62]

電信検査官の職は1811年にすでに創設されていたが、スウェーデンの電信は1827年に新たな提案がなされるまで休止状態のままであった。1834年、電信機関は地形図部隊に移管された。部隊長のカール・フレドリック・アクレレルは、スウェーデンのシャッター電信と他の国のより新しいシステムとの比較を行った。特に興味深かったのは、カールスクルーナで試験運用されていたイギリスのチャールズ・パスリーのセマフォシステムであった。試験はカールスクルーナとドロットニングスカールの間で行われ、1835年にはストックホルムとフレドリクスボーの間で夜間試験が行われた。アクレレルはシャッター電信の方が高速で使いやすいと結論付け、再び固定局に採用された。しかし、パスリーのセマフォの方が安価で構築が容易であったため、移動局に採用された。1836年までにスウェーデンの電信網は完全に復旧した。^[59]

ネットワークは拡大し続けた。1837年、ヴァクスホルムへの路線はフルスンドまで延長された。1838年、ストックホルム-ダラロ-サンダムン線はランドソルトまで延長された。最後の追加は1854年、フルスンド線がアルホルマとセーデルアルムまで延長されたときであった。^[59] 電気電信への転換は他の国よりも遅く、困難であった。スウェーデンの群島で横断する必要のある多くの外洋が大きな障害であった。アクレルはまた、電気線の潜在的な妨害行為や破壊行為に関してフランスと同様の懸念を提起した。アクレルは1852年に初めて実験的な電気電信線を提案した。長年にわたり、ネットワークは光線と電気線の混合で構成されていた。最後の光局は1881年まで運用が停止されず、ヨーロッパで最後に運用された。場所によっては、電気電信ではなくヘリオグラフが光電信に取って代わった。^[63] }

アイルランドでは、リチャード・ラヴェル・エッジワースが1794年に以前の研究に戻り、予想されるフランスの侵略に警告するための電信を提案したが、この提案は実行されなかった。ジョージ・マレー卿は、シャップ腕木式信号機の報告に刺激を受けて、 1795年に英国海軍本部に視覚電信システムを提案した。 ^[3]彼は、水平軸上に高さ5フィートの八角形のシャッター6つを備えた長方形の骨組みの塔を使用し、シャッターが水平と垂直の位置で反転して信号を送った。^[64]ギャンブル牧師も1795年に2つの異なる5要素システムを提案した。1つは5つのシャッターを使用するシステム、もう1つは10フィートのポールを5つ使用するシステムである。^{[3]英国海軍本部は1795年9月にマレーのシステムを採用し、最初のシステムはロンドンから}ディールまでの15地点のチェーンであった。^[65]メッセージはロンドンからディールまで約60秒で送信され、1808年までに65のサイトが使用されていました。^[65]

マレーのシャッター電信局の連鎖は、ロンドン～ディール・アンド・シアネス、ロンドン～グレート・ヤーマス、ロンドン～ポーツマス・アンド・プリマスのルートに沿って建設された。^[66]プリマスへの回線は1806年7月4日まで完成しなかったため、トラファルガーのニュースを中継することはできなかった。^[67]シャッター電信局は一時的な木造の小屋であり、ナポレオン戦争の終結とともに不要となり、1816年3月に海軍本部によって閉鎖された。^[68]

トラファルガーの海戦の後、その知らせはフリゲート艦でファルマスを経由してロンドンに伝えられ、そこから船長はトラファルガー街道として知られる道を馬車でロンドンまで運びました。この旅には 38 時間かかりました。この遅れにより、海軍本部はさらに調査を行うようになりました。

代わりとなる電信システムが求められ、提案された多くのアイデアや装置の中から、海軍本部はホーム・ポパム卿が発明したより単純なセマフォシステムを選択した。^{[2] [3]}ポパムのセマフォは、1本の固定された垂直の30フィートの柱に、両端の水平ピボットで柱に取り付けられた2本の可動式の8フィートのアームを備えていた。一方のアームは柱の上部に、もう一方のアームは柱の中央にあった。^{[1] [2]}ポパムのセマフォの信号は、マレーのシャッター電信の信号よりもはるかに視認性が高いことがわかった。^[1]ポパムの2アームセマフォは、3アームのフランスのデピヨンセマフォをモデルにしたものである。^[1]海軍本部とチャタムの間に実験的なセマフォ線が1816年7月に設置され、その成功がこの選択を確固たるものにした。^[68]

その後、海軍本部はポーツマスへの恒久的な回線を確立することを決定し、一連の腕木式信号機を設置した。工事は1820年12月に開始され^[68]、ポパムの装置がチャールズ・パスリーが発明した別の2本の腕を持つシステムに置き換えられた。パスリーのシステムでは、各腕が8つの位置のいずれかを担当することができ、そのためポパムのものよりも多くのコードポイントがあった。 ^[69]状況が良ければ、メッセージはロンドンからポーツマスまで8分以内に送信された。^[70]この回線は1822年から1847年まで運用されていたが、その年に鉄道と電信がより優れた通信手段となった。セマフォ線はシャッターチェーンと同じ場所を使用していませんでしたが、ほぼ同じルートをたどり、15の駅がありました：アドミラルティ（ロンドン）、チェルシーロイヤル病院、パトニーヒース、クームウォーレン、クーパーズヒル、チャトリーヒース、ピューリーヒル、バニクルヒル、ヘイストヒル（ハスルミア）、ホルダーヒル（ミッドハースト）、ビーコンヒル、コンプトンダウン、キャンプダウン、ランプスフォート（サウスシー）、ポーツマスドックヤード。シャッター電信のネットリーヒース駅に代わるチャトリーヒースのセマフォ塔は、現在ランドマークトラストによって自炊式の休暇用宿泊施設として修復中です。 ^[71]修復が完了すると、特定の日に一般公開されます。^[72]

リバプール港湾委員会は1825年に議会の私法を得て、リバプールからホーリーヘッドまでポパム光腕木通信所の連鎖を建設した。^[73]このシステムは予備役海兵隊士官のバーナード・L・ワトソンが設計し、一部所有し、1827年に運用を開始した。この回線はおそらく完全に商業目的で構築された唯一の光電信機の例である。これは、ホーリーヘッドの観測員がリバプール港に到着する船を報告し、船がドックに入る前に積荷の取引を開始できるようにするために使用された。この回線は1860年に鉄道線と関連する電信によって不要になるまで運用が続けられた。^{[74] [75] : 181–183}塔が建てられた突起物（「テレグラフ・ヒル」）の多くは今日でも テレグラフ・ヒルとして知られている。

アイルランドでは、RLエッジワースが高さ16フィートの三角形のポインターをベースにした光電信機を開発することになっていた。彼は数年にわたってこのシステムを推進した後、海軍省の承認を得て、1803年から1804年にかけてその建設に取り組んだ。完成したシステムはダブリンからゴールウェイまで伸び、アイルランド西海岸へのフランス侵攻の際の速報システムとして機能することになっていた。運用は成功したものの、フランス侵攻の脅威が薄れてきたため、1804年にこのシステムは廃止された。^[76]

カナダでは、ケント公爵エドワード王子が北米初の腕木式信号線を建設した。1800年までに運用が開始され、ノバスコシア州のハリファックス市とアナポリス市の間、およびファンディ湾を越えてニューブランズウィック州のセントジョンとフレデリクトンにまで及んだ。公爵は接近する船舶に関する情報を提供するだけでなく、特に部隊の規律に関する軍の命令を中継するためにもこのシステムを使用した。公爵は、この信号線がケベック市のイギリス軍駐屯地まで届くことを構想していたが、丘が多く沿岸部は霧が立ち込めていたため、視界を確保するには塔を比較的近い距離に設置する必要があった。非常に多くの局を建設し、継続的に人員を配置する労働力は、ただでさえ手薄だったイギリス軍に多大な負担をかけ、ニューブランズウィックの信号線が実際に運用されたかどうかは疑問である。ハリファックス港周辺の塔を除いて、このシステムは1800年8月に公爵が去った直後に放棄された。^{[77] [78]}

イギリス軍当局は1840年代初頭にマルタに腕木式通信線を設置することを検討し始めた。当初は島内の教会の鐘楼やドームに腕木式通信所を設置する計画だったが、宗教当局がこの提案を拒否した。このため、1848年に本島のガルグールとギャクサックに新しい腕木式通信塔が建設され、ゴゾ島のタ・ケヌナにも別の塔が建設された。さらに総督官邸、セルマン宮殿、ジョルダン灯台にも通信所が設置された。各通信所には王立工兵隊が配置された。^[79]

インドでは、セマフォ塔は1810年に導入されました。コルカタのフォートウィリアムからバラナシ近郊のチュナール砦まで一連の塔が建設されました。平野部の塔の高さは75〜80フィート（23〜24メートル）、丘陵部の塔の高さは40〜50フィート（12〜15メートル）で、約13km（8.1マイル）間隔で建設されました。^[80]

南ヴァン・ディーメンズ・ランド（タスマニア）では、 1811年に総督ラクラン・マコーリーが初めて訪れた際に、船の到着を知らせる信号システムを提案した^{[81] 。1818年にマウント・ネルソンと}ホバート の間では当初単純な旗システムだったが、1829年までに2つの回転する腕を持つシステムに発展したが、このシステムは非常に粗雑で、腕は操作しにくかった。1833年にチャールズ・オハラ・ブースがポート・アーサー流刑地の指揮権を引き継ぎ、「信号技術の熱狂者」として^[82]、ホバートの本部とのより良い通信の価値を理解した。彼の指揮下で、腕木式信号システムはポート・アーサーとホバートの間の様々な山や島にある19の局にまで拡張された。1837年まで、3つの回転する腕木式信号機が使用されていた。その後、ネットワークは6つの腕を持つ信号柱（上、中、下のペア）を使用するようにアップグレードされた。これにより、セマフォは999の信号コードを送信できるようになりました。港湾事務所のジョージ・キング船長とブースは共同でこのシステムのコードブックを作成しました。^[83] キングは船舶関連のコードを作成し、ブースは政府、軍隊、刑務所に関する事項を追加しました。1877年にポート・アーサーは閉鎖され、セマフォは船舶信号のみに使用されましたが、1880年に電話が導入された後、最終的には単純な旗竿に置き換えられました。

州の北部では、当時主要港であったローンセストンから約55キロ離れたテイマー河口に船舶が入港すると報告する義務があった。テイマー渓谷のセマフォシステムは、ピーター・アーチャー・マルグレイブの設計に基づいていた。^[84]この設計では2本の腕木が使用され、一方の腕木は端に横木があった。腕木はロープで回転し、後に鎖が使われるようになった。横木のある腕木の位置は左下から時計回りに1から6の数字を示し、横木のない腕木は7、8、9、STOP、REPEATを示した。

メッセージは、コードを構成する数字を順番に送信することで送信されました。他のシステムと同様に、コードはコードブックで解読されました。1835 年 10 月 1 日、ローンセストン アドバタイザー紙に「ローンセストンからジョージ タウンまでの信号局が完成し、晴れた日には、ウィンドミル ヒルからジョージ タウンまで、わずか数分で通信を送受信できるようになりました」と発表されました。^[85]このシステムは、ローンセストン港事務所、ウィンドミル ヒル、マウント ディレクション、マウント ジョージ、ジョージ タウン港事務所、ロー ヘッド灯台の 6 つの局で構成されていました。テイマー バレー セマフォ電信は、電信が導入された 1858 年 3 月 31 日の 22 年半にわたって運用されました。^[86]

1990年代に、システムを復旧するためにタマーバレー信号所委員会が設立されました。作業は数年にわたって行われ、セマフォ電信は2001年9月30日日曜日に再び完成が宣言されました。^[87]

スペインでは、技術者のアグスティン・デ・ベタンクールが独自のシステムを開発し、それが国に採用された。1798年に彼は王室の任命を受け、^[88]マドリードとアランフェスを結ぶ最初の線路は1800年8月に運用を開始した。 ^[89]スペインには、1840年代から1850年代にかけて、広範囲にわたる腕木式電信ネットワークが敷かれていた。^[90] 3本の主要な腕木式電信線はマドリードから放射状に伸びていた。^{[90] [91]}最初の線は北に伸び、フランス国境の大西洋岸のイルンに至った。2本目は東に地中海に至り、その後海岸沿いに北上してバルセロナを抜けフランス国境に至った。3本目は南に伸び、大西洋岸のカディスに至った。これらの路線は、アランフエス、バダホス、ブルゴス、カステリョン、シウダード・レアル、コルドバ、クエンカ、ジェローナ、パンプローナ、サン・セバスティアン、セビリア、タランソン、タラゴナ、トレド、バリャドリード、バレンシア、ビトリア、サラゴサなど、スペインの他の多くの都市に就航しています。^[91]

イベリア半島の起伏の多い地形は、丘の頂上から丘の頂上へ情報を伝達する腕木式通信線の設計を容易にしたが、19世紀半ばにその技術が導入されたときには有線電信線の導入を困難にした。マドリード-カディス線は1855年に最初に撤去されたが、光学システムの他の部分は1876年のカルリスタ戦争の終結まで機能し続けた。 ^[92]

ポルトガルでは、ナポレオンと戦っていたイギリス軍は、ポルトガル軍がすでに 1808 年から稼働している非常に高性能な地上信号システムを持っていることをすぐに知り、ウェリントン公爵に決定的な情報上の優位を与えた。数学者のフランシスコ・アントニオ・シエラ [pt]が設計した革新的なポルトガルの電信機は、3 つのシャッター、3 つのボール、1 つのポインター/可動アームの 3 つのタイプがあった。^[93]彼はまた、3 つの電信タイプに共通する「Táboas Telegráphicas」というコードブックを書いた。1810 年初頭から、このネットワークはポルトガル初の軍通信部隊「Corpo Telegráfico」によって運用された。^[94]

フランスで成功を収めると、光電信は多くの国で模倣された。特にナポレオンが帝国と軍隊の調整に利用してからは。これらの国のほとんどでは、郵便当局が腕木式通信線を運用していた。多くの国営通信会社は、シャップ方式とは異なる信号方式を採用した。たとえば、英国とスウェーデンはシャッター付きパネル方式を採用した（これは、シャップ兄弟の角度付き棒の方が見やすいという主張とは矛盾している）。場合によっては、新しい方式が改良されたと考えられて採用された。しかし、多くの国は、国家の誇りのため、あるいはライバルや敵国の真似をしたくないという理由で、しばしば劣った独自の設計を追求した。^[95]

1801年、デンマークの郵便局は、フュン島とシェラン島の間のグレートベルト海峡、ストアベルツテレグラーフェンに腕木式信号線を設置し、フュン島のニーボー、海峡の中央にある小さな島スプログ、シェラン島のコルソーに駅を設置した。この信号線は1865年まで使用されていた。^[96]

プロイセン王国では、フリードリヒ・ヴィルヘルム3世が1819年に実験的な路線の建設を命じたが、国防大臣カール・フォン・ハーケの反対により、1830年にベルリンとポツダムの間に3駅の短い路線が建設されるまで何も起こらなかった。この設計はスウェーデンの電信機を基にしており、シャッターの数は12に増やされていた。^{[97]カール・ピストル} 後任は、代わりにイギリスのワトソンの設計に基づいた腕木式システムを提案した。この設計の実用路線は、ベルリン - マクデブルク - ドルトムント - ケルン - ボン - コブレンツを走り、1833年に完成した。この路線ではスウェーデンに匹敵する約200人の従業員が雇用されたが、ネットワークは開発されず、公式路線はこれ以上建設されなかった。この路線は1849年に廃止され、電線が採用された。^[98]

政府が後援する公式回線はなくなったが、民間企業はいくつかあった。ヨハン・ルートヴィヒ・シュミットは1837年にハンブルクからクックスハーフェンへの商用回線を開設した。1847年には、シュミットはブレーメンからブレーマーハーフェンへの2番目の回線を開設した。これらの回線は、商用船の到着を報告するために使用された。2つの回線は後に3つの追加局と接続され、光電信時代におそらく唯一の民間電信ネットワークが構築された。^[99] このネットワークの電信検査官はフリードリヒ・クレメンス・ゲルケで、彼は後にハンブルク-クックスハーフェン電気電信回線に異動し、国際モールス信号となるものを開発した。^[100] ハンブルク回線は1850年に、ブレーメン回線は1852年に使用されなくなった。^[101]

ロシアでは、ニコライ1世が1833年にモスクワとワルシャワを結ぶ全長1,200キロメートルの路線を開通させた。この路線には220の駅と1,320人の運行員が必要だった。1859年には駅が使われておらず老朽化が進んでいたため、この路線はおそらくそれよりずっと前に廃止されていたと思われる。^[47]

アメリカ合衆国では、 1804年にジョナサン・グラウトが最初の光電信機を建設したが、1807年に運用が中止された。マーサズ・ヴィニヤード島とボストンを結ぶこの104キロメートル (65 マイル) の回線は、船舶のニュースを送信した。フィラデルフィアとデラウェア湾の河口を結ぶ光電信システムは1809年までに設置され、同様の目的を持っていた。ニューヨーク市への2番目の回線は1834年に運用され、フィラデルフィアの終点がマーチャンツ・エクスチェンジの塔に移された。カリフォルニア州サンフランシスコの主要な丘の1つは、 1849年にサンフランシスコ湾への船の到着を知らせるために設置された腕木式電信機にちなんで「テレグラフ・ヒル」とも呼ばれている。

18世紀から19世紀初頭にかけて導入された光電信は、データネットワークの最初の例でした。^[102] シャッペとエーデルクランツは、現代のネットワークでは今では当たり前の多くの機能を独自に発明しましたが、当時は革命的で、システムの円滑な運用に不可欠なものでした。これらの機能には、制御文字、ルーティング、エラー制御、フロー制御、メッセージ優先度、シンボルレート制御などがありました。エーデルクランツは、1794年の開始時からすべての制御コードの意味と使用法を文書化しました。初期のシャッペシステムの詳細は正確にはわかっていません。現存する最初の操作手順は1809年のものであり、フランスのシステムはスウェーデンのシステムほど完全には説明されていません。^[103]

これらのシステムの機能のいくつかは、現代の実践では先進的であると考えられており、最近再発明されました。その一例は、Edelcrantz コードのエラー制御コードポイント 707 です。これは、指定された最近のシンボルの繰り返しを要求するために使用されました。707 の後には、ログブックの現在のページで繰り返す必要のある行と列を識別する 2 つのシンボルが続きます。これは選択的繰り返しの例であり、多くの現代のネットワークで使用されている単純なgo back n戦略よりも効率的です。^[104] これは後から追加されたもので、Edelcrantz (コードポイント 272) と Chappe (コードポイント 2H6) ^{[注 1]}はどちらも、当初はエラー制御に単純な「最後の文字を消去する」のみを使用していました。これは、1684 年の Hooke の提案から直接採用されました。^[105]

フランスのシステムでは、ルーティングはほぼ固定されており、パリと回線の遠端にある局だけがメッセージを開始できました。初期のスウェーデンのシステムはより柔軟で、任意の局間でメッセージ接続を設定できました。現代のネットワークと同様に、初期化要求には要求元局と対象局の識別情報が含まれていました。対象局は受信したコードの補数を送信することで要求に応答しました。このプロトコルは現代では同等のものは存在せず、独特なものです。^{[104]この機能は1808年の改訂でコードブックから削除されました。これ以降、通常はストックホルムだけが他の局が}ポーリング を待つメッセージを開始しました。^[104]

プロイセンのシステムでは、コブレンツ駅（終点）は毎正時に「ニュースなし」メッセージ（または未処理のメッセージがある場合は実際のメッセージ）をベルリンに送り返す必要がありました。中間の駅は、「ニュースなし」メッセージを自分の交通情報に置き換えることによってのみメッセージを渡すことができました。ベルリンに到着すると、「ニュースなし」メッセージは同じ手順でコブレンツに返されました。これはトークンパッシングシステムの初期の例と見なすことができます。この配置では、すべての駅で正確なクロック同期が必要でした。この目的のために、ベルリンから 3 日ごとに同期信号が送信されました。^[106]

現代の電子システムで先進的と考えられるもう一つの機能は、伝送速度の動的な変更である。エーデルクランツはより速い（770）とより遅い（077）のコードポイントを持っていた。シャッペもこの機能を持っていた。^[107]

19 世紀半ばまでに、光電信は、特別な説明なしに一般の作品に言及されるほどよく知られるようになりました。シャップ電信は、当時のフィクションや漫画に登場しました。ロドルフ・テプフェールの漫画「ミスター・ペンシル」(1831 年) では、シャップ電信の腕に落ちた犬と、それを降ろそうとする飼い主が、うっかりして不穏なメッセージを送信し、国際的な危機を引き起こします。スタンダールは、 「リュシアン・ルーヴェン」(1834 年) で、リュシアン・ルーヴェンと知事の M. ド・セランヴィル、および電信局長 M. ラモルトとの権力闘争を描いています。アレクサンドル・デュマの『モンテ・クリスト伯』 （1844年）の第60章（「電信」）で、主人公は腕木式通信機の動く腕を興味深く描写している。「私は時々、道の端や丘の上、明るい太陽の光の中で、これらの黒い折り畳み式の腕が巨大な甲虫の脚のように見えるのを見たことがある。」^[108]彼は後に、フランスの金融市場を操作するために、腕木式通信機のオペレーターに賄賂を渡して偽のメッセージを中継させている。デュマは、シャップ電信線の働きについても詳細に説明している。エクトール・マロの小説『ロマン・カルブリス』 （1869年）では、登場人物の一人であるディレットという名の少女がパリの自宅について次のように述べている。「…教会の隣で、近くには時計塔がありました。塔の上には2本の大きな黒い腕があり、一日中あちこちに動いていました。[後で聞いた話では]、ここはサン・トゥスタッシュ教会で、この大きな黒い腕は電信機だそうです。」^[109]

21世紀において、光電信の概念は、主に小説『パヴァーヌ』や テリー・プラチェットのディスクワールド小説の中の「クラックス」などのフィクションを通じて大衆文化の中で生き続けています。 ^[110]最も有名なのは2004年の小説『ゴーイング・ポスタル』です。^[111]

• 電気通信の歴史
• 電信コード、使用されている多くのコードの詳細については、
• 光通信
• ポリビウス広場
• 鉄道信号
• サンノゼセマフォ
• セマフォ旗信号システム
• 信号灯
• テレグラフヒルのリストについては、テレグラフヒルをご覧ください。

引用

文献

• バーンズ、RW (2004)。コミュニケーション：形成期の国際史。ISBN 978-0-86341-327-8。
• クロウリー、デイビッド、ヘイヤー、ポール（編）（2003）「第17章：光電信」コミュニケーションの歴史：技術、文化、社会（第4版）アリン＆ベーコン、ボス​​トンpp. 123-125
• エデルクランツ、アブラハム・ニクラス、「Afhandling om Telegrapher (「電信に関する論文」)」、1796 年、Holzmann & Pehrson の第 4 章に翻訳。
• Holzmann, Gerard J.; Pehrson, Bjorn, The Early History of Data Networks、John Wiley & Sons、1995年ISBN 0818667826。 
• Huurdeman, Anton A., The Worldwide History of Telecommunications、John Wiley & Sons、2003年ISBN 0471205052。 

• ヴィクトリア朝時代のインターネット、トム・スタンデージ、ウォーカー＆カンパニー、1998年、ISBN 0-8027-1342-4 
• The Old Telegraphs、ジェフリー・ウィルソン、フィリモア＆カンパニー社、1976年ISBN 0-900592-79-6 
• 風より速く、リバプールからホーリーヘッドへの電信、フランク・ラージ、熱心な出版物ISBN 0-9521020-9-9 
• データネットワークの初期の歴史、ジェラルド・ホルツマンとビョルン・ペールソン、Wiley Publ.、2003年、ISBN 0-8186-6782-6 
• Burns, RW (2004)。「セマフォ信号、第 2 章」。通信: 形成期の国際史。電気技術者協会。ISBN 978-0-86341-327-8。

• シャッペのセマフォ（光電信の図解歴史）
• イングランドの電信網の地図を含むウェブページ
• マレーの英国セマフォステーションの図と地図
• マレーのシャッターセマフォコードの図
• ポパムの英国セマフォステーションの写真と図
• 1860 年のイタリアの視覚電信 (セマフォ) と電気電信線の地図(イタリア語)
• ブラン兄弟によるセモフォアラインの不正使用の経緯の詳細
• スペインの光電信コードのライブ再現（スペイン語）