Loading article…
光電信とは、視覚信号（光通信の一形態）を用いて文字情報を伝達するために、通常は塔などの複数の局が連なったシステムである。このようなシステムには主に2種類ある。1つは、旋回式の指示アームを使用し、指示アームの指す方向に応じて情報を伝達する腕木式電信、もう1つは、回転可能なパネルを用いて背後の空からの光を遮断または透過させることで情報を伝達するシャッター式電信である。
最も広く使われたシステムは、 1792年にフランスのクロード・シャップによって発明されたシャップ電信機でした。これは18世紀後半から19世紀初頭にかけて人気がありました。[ 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「テレグラフ」という用語を使用しました。これが英語の「 telegraph 」の語源です。[ 4 ]頂上に腕木式信号装置を備えた中継塔が、互いに視界に入る距離に5～20マイル（8～32km）間隔で建設されました。各塔のオペレーターは望遠鏡を通して隣の塔を監視し、腕木が動き出してメッセージを綴り始めると、メッセージを次の塔に伝えました。
このシステムは、長距離にわたってメッセージを伝えるのに郵便配達よりもはるかに速く、一度構築してしまえば長期的な運用コストも安価でした。半世紀後、腕木式信号線は、より安価で高速、かつプライバシーが保たれた電気式電信に取って代わられました。中継局間の見通し距離は地理的条件や天候によって制限され、中継局として都合の良い島を利用しない限り、光電信は広大な水域を横断することができませんでした。腕木式信号の現代版として、手持ちの旗で信号を送る旗式信号があります。
「セマフォア」という言葉は、セマフォア線そのものを発明したフランスのクロード・シャップによって1801年に造語されました。[ 5 ]彼は、ギリシャ語の要素σῆμα（sêma、「記号」）とφορός（phorós、「運ぶ」）[ 6 ] 、またはφέρειν（phérein、「運ぶ」）[ 7 ]からφορά（phorá、「運ぶ」）を組み合わせました。シャップはまた、「速記機」を意味するtachygraphという言葉も造語しました。[ 8 ]しかし、フランス軍は、フランスの政治家アンドレ・フランソワ・ミオ・ド・メリトによって造語された「遠距離記記機」を意味するtelegraphというシャップのセマフォアシステムの名前を好んでいました。[ 9 ] [ 10 ] [ 4 ]
「semaphoric」という単語が英語で初めて印刷されたのは1808年で、「新しく建設されたセマフォ式電信機（…）が爆破された」という海軍クロニクル紙のニュース記事です。[ 11 ]「semaphore」という単語が英語で初めて使われたのは1816年で、「改良されたセマフォ式電信機が海軍本部の屋上に設置された」[ 12 ] [ 13 ]という文で、これはサー・ホーム・ポパムが発明したよりシンプルな電信機の設置を指しています。セマフォ式電信機は「チャップ式電信機」または「ナポレオン式セマフォ式電信機」とも呼ばれます。[ 14 ] [ 15 ]
光学的電信は、水力電信機、松明（火の発見以来、古代文明で使用されてきた）、狼煙といった形で、古代にまで遡る。現代の信号機の設計は、しばしば同時並行的に、複数の経路を経て発展してきた。
おそらく最も初期のものは、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で、視覚電信の鮮やかで包括的な概要を示し、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の後、軍事的懸念から動機づけられた）は、実際に使用されることはなかった。[ 16 ] [ 17 ]
光学信号の最初の実験の 1 つは、アイルランド系イギリス人の地主で発明家のサー・リチャード・ラヴェル・エッジワースによって1767 年に行われました。 [ 18 ]彼は競馬賭博師の友人であるマーチ卿と、レースの結果を 1 時間で伝達できるかどうかの賭けをしました。高台に建てら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ある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 つの可能な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。このような信号が 2 つ連続して、合計 64 個のコード要素が得られ、3 番目の信号で 512 個まで増えました。彼は、チャップのシステムについて聞いた後、1795 年にこ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る間、 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密かにフランス式システムの設計とアルファベットを入手した。イギリスの官僚と多くのつながりを持っていたプレイフェアは、当時フランドルに駐屯していたイギリス軍の司令官ヨーク公にそのシステムの模型を提供し、ブリタニカ百科事典によれば、「こうしてアルファベットと機械の設計図がイギリスに伝わった」。[ 20 ] [ 21 ]
光学式電信を初めて成功させたのは、1792年にフランスの技術者クロード・シャップとその兄弟たちであり、彼らはフランス全土を網羅する556の通信局からなるネットワークを構築し、総延長4,800キロメートル（3,000マイル）に及ぶ通信網を完成させた。シャップ式電信システムは、 1850年代まで軍事および国家通信に利用された。
1790年から1795年にかけて、フランス革命が最高潮に達した時期、フランスは敵の戦争遂行を阻止するために、迅速かつ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、スペインの軍隊に包囲され、マルセイユとリヨンの両都市は反乱状態にあり、トゥーロンはイギリス艦隊に占領されていた。フランスが唯一有利だったのは、連合軍の通信網が不十分だったために、各軍間の連携が取れていなかったことだった。
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を考案し始めた。シャップは音声や煙など、多くの方法を検討した。電気を使うことも考えたが、当時利用可能だった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決め、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、 16キロメートル（9.9マイル）の距離で行われた。システムは両端に改良型振り子時計があり、文字盤には10個の数字が記されていた。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ない。同期信号によって両方の時計の針が同時に動き出した。さらに信号によって、文字盤を読み取るべき時刻が示された。送信された数字は、暗号帳で調べられた。シャップ兄弟は、より短い距離での予備実験では、同期のために鍋を叩いていた。デモンストレーションでは、望遠鏡で観察する白黒パネルを使用した。送信するメッセージはブリュロンの町役人が選び、ルネ・シャップがパルセのクロード・シャップに送った。クロード・シャップはメッセージを事前に知らなかった。メッセージには「si vous réussissez, vous serez bientôt couverts de gloire」（もし成功すれば、すぐに栄光に包まれるだろう）と書かれていた。シャッペが時計を不要にできること、そして同期システム自体をメッセージの伝達に利用できることに気づいたのは、ずっと後のことだった。[ 24 ]
シャップ一家はその後2年間実験を行い、パリのエトワール広場にある彼らの装置は、王党派と通信していると思い込んだ暴徒によって2度破壊された。イニャス・シャップが立法議会に選出されたことで、彼らの活動は後押しされた。1792年の夏、クロードは電信技師に任命され、パリとリール間の230キロメートル（140マイル）の区間に無線局を設置する任務を負った。この無線局は、フランスとオーストリアの戦争に関する通信に使用された。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ニュースを、オーストリア軍から1時間も経たないうちにこの無線局が伝えた。[ 25 ]リールへのメッセージの最初の記号は、わずか9分で15の局を通過した。この回線の速度は天候によって変動したが、リールへの回線は通常、完全なメッセージである36の記号を約32分で転送した。 1798年には、パリとストラスブール間の488キロメートル（303マイル）をカバーする50の駅からなる別の路線が完成した。[ 26 ] 1803年以降、フランス人はイギリス軍の侵攻を警告するために、沿岸部で3本の腕を持つデピヨン式信号機も使用した。[ 1 ]
イギリスの軍事技師ウィリアム・コングリーブは、1793年のヴェルヴィクの戦いで、フランス軍の指揮官が地元の有名な風車の羽根を即席の信号所として利用して部隊を指揮していたことを観察した。風車の4枚の羽根のうち2枚は、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 ]
チャップ兄弟は実験により、パネルの有無を見るよりも棒の角度を見る方が簡単だと判断した。彼らの信号機は、横棒で接続された2本の黒い可動式の木製アームで構成されており、これら3つのコンポーネントの位置がアルファベットの文字を示した。アームにカウンターウェイト（フォークと呼ばれる）が付いているため、チャップシステムは2つのハンドルだけで制御され、機械的にシンプルで、かなり頑丈だった。長さ2メートルの2本のアームはそれぞれ7つの位置を表示でき、2本のアームを接続する長さ4.6メートルの横棒は4つの異なる角度を表示でき、合計196のシンボル（7×7×4）を表示できた。アームにランプを取り付けて夜間に操作することはうまくいかなかった。[ 29 ]伝送を高速化し、ある程度のセキュリティを提供するために、信号機線で使用するためのコードブックが開発された。チャップス社の企業は、92種類の基本記号を2つずつ組み合わせることで、8,464個の暗号化された単語やフレーズを生成するコードを使用していた。
1795年に改訂されたシャッペ方式は、一連の符号だけでなく、回線スループットを最大化することを目的とした運用プロトコルも提供した。記号は「2ステップと3つの動作」のサイクルで送信された。
このようにして、各シンボルは、確認応答とフロー制御がプロトコルに組み込まれた状態で、オペレーターがそれを正常にコピーできる速度で回線を下って伝播することができました。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達するのに2分、50のステーションを経由してリヨンに到達するのに9分かかりました。1分あたり2～3シンボルのレートが一般的で、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、これを劇的に増加させることができます。[ 30 ] [ 31 ]さらに、コードが秘密に保たれていれば、メッセージが送信されていることを知っていても、傍観者とシステムオペレーターの両方から送信されたメッセージの内容を隠すことができるという利点があります。これは、データ送信技術が進化しても、暗号化通信の重要な特徴であり続けています。[ 32 ]
シャッペの最初の路線（パリとリール間）に続いて、 50の駅を持つパリからストラスブールまでの路線がすぐに（1798年）開設された。ナポレオン・ボナパルトは、敵の動きに関する迅速な情報を得るために電信を最大限に活用した。1801年、彼はイギリス侵攻に備えて、アブラハム・シャッペにイギリス海峡を越えて送信するための特大の駅を建設させた。同様の距離の試験線上に、そのような駅が2つ建設された。カレーへの路線はブローニュまで延長され、ブローニュでは新しい設計の駅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・シャッペの別の設計を採用し、戦役に持ち運べる移動式電信機を開発した。これは1853年のクリミア戦争でもまだ使用されていた。[ 33 ]
電信の発明に続いて、直接民主主義を支える可能性に対する熱狂が巻き起こった。例えば、ルソーが大規模な選挙区では直接民主主義はあり得ないと主張したことを踏まえ、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述べている。
電信について述べられていることは、私には全く正しいように思え、その重要性を正しく示している。そのような発明は、民主主義を最大規模で実現するのに十分かもしれない。ジャン＝ジャック・ルソーをはじめとする多くの尊敬すべき人々は、大規模な選挙区では民主主義は不可能だと考えていた。…電信の発明は、ルソーが予想していなかった新しい発明である。それは、居間での会話と同じ速度と明瞭さで長距離通信を可能にする。この解決策は、大規模な（直接）民主共和国に対する反対意見をそれ自体で解決するかもしれない。代表制憲法がなくても、それは可能かもしれない。[ 34 ]
1799/1800年の電信の運用コストは434,000フラン（2015年の銀換算で120万ドル）でした[ 35 ]。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年の銀換算で400,000ドル）削減し[ 35 ]、パリ-リヨン線は一時的に閉鎖されました。シャップは赤字を補うために、産業界、金融セクター、新聞社による利用など、システムの商業利用を模索しました。すぐに承認されたのは、国営宝くじの結果の送信という提案だけでした。非政府による利用は承認されませんでした。宝くじは、パリでの発表後、結果が地方の町に届く前に、結果を知っている詐欺師が地方の町でチケットを販売するなど、長年にわたり不正利用されていました[ 36 ] 。
1819年、クレルモン＝アン＝アルゴンヌを訪れた若いイギリス海軍士官ノーウィッチ・ダフは、そこの電信局まで歩いて行き、信号係と会話を交わした。以下は、彼がその男から得た情報を書き留めたメモである。[ 37 ]
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3時半から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まま放置されるごとに5スーの罰金が科せられる。ここはストラスブールと連絡を取る支線の一部で、パリからストラスブールへのメッセージは6分で届くが、ここでは4分で届く。[ 38 ]
—ノーウィッチ・ダフ
このネットワークは政府専用だったが、 1834年にフランソワとジョセフ・ブランという2人の銀行家が、パリとボルドーを結ぶ路線上のトゥール近郊の駅のオペレーターに賄賂を渡し、パリ証券取引所の情報をボルドーの共犯者に渡させたという初期の電信詐欺事件が発生した。情報が480キロメートル（300マイル）の距離を伝わるのに3日かかったため、詐欺師たちは市場で取引するのに十分な時間があった。パリの共犯者は、新聞を通じてボルドーに情報が届く数日前に市場が上昇しているか下落しているかを知ることができ、その後ボルドーも必ずそれに追随した。メッセージは電信に直接挿入することはできず、検出されてしまうため、代わりに、ボルドーの監視員が確認できる既存のメッセージに、あらかじめ計画された意図的な誤りが混入された。トゥールが選ばれたのは、そこが分局であり、使用されている秘密の暗号を知っている検査官が、通常のオペレーターには知られていない暗号を使ってメッセージの誤りを修正していたからである。トゥールより前に誤りが挿入されていた場合、この計画は機能しなかった。オペレーターは、郵便馬車で送られる小包の色（白または灰色の紙包装）によって市場が上昇しているか下降しているかを知らされた。あるいは、別の逸話によれば、トゥールのオペレーターの妻が靴下（下降）または手袋（上昇）の小包を受け取ったかどうかで、不正行為の証拠が文書に残されるのを回避した。[ 39 ]この計画は1836年に発覚するまで2年間運用された。[ 40 ] [ 41 ]
フランスの光学式電信システムは、他国が電気式電信に切り替えた後も長年使用され続けた。これは、慣性による部分もあった。フランスは最も広範囲にわたる光学式電信システムを有しており、したがって交換が最も困難であった。しかし、光学式電信システムの優位性を主張する議論もあった。その一つは、光学式電信システムは、何マイルにも及ぶ無防備な電線を持つ電気式電信システムほど破壊工作員に脆弱ではないというものであった。サミュエル・モースはフランス政府に電気式電信を売り込むことに失敗した。最終的には、プライバシーの向上、全天候型および夜間運用という電気式電信の利点が勝った。[ 42 ] 1846年、ルーアン線での試験が成功した後、光学式電信をフォイ・ブレゲ式電気式電信に置き換える決定がなされた。このシステムは、電信技師が馴染みやすいように、シャップ式電信表示器の外観を模倣した表示を備えていた。ジュール・ギヨーは、重大な過ちであると考えるものの結果について、深刻な警告を発した。光学式電信機が完全に廃止されるまでにはほぼ10年かかった。フランスのセマフォアで送られた最後のメッセージの1つは、 1855年のセヴァストポリ陥落の報告だった。[ 43 ]
スウェーデンは、フランスに次いで世界で2番目に光学式電信網を導入した国である。[ 44 ]その網はフランスに次いで2番目に広範囲に及ぶものとなった。[ 45 ]網の中央局はストックホルムのカタリナ教会にあった。[ 46 ]このシステムは、スウェーデン製の制御盤[ 47 ]と、8進コードの転写の容易さ（フランスのシステムは絵文字で記録されていた） [ 48 ]のおかげで、フランスのシステムよりも高速だった。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、戦時中は敵の動きや攻撃を監視するためにも役立った。[ 49 ]
定期的に運用されていた最後の固定式腕木式信号機はスウェーデンにあり、島と本土の電信線を結んでいた。この信号機は1880年に運用を停止した。
チャッペ電信のニュースに触発された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、スウェーデンで光学電信の実験を行った。彼は1794年にストックホルムの王宮からトラーネベリ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）の距離に3つのステーションからなる実験線を建設した。最初のデモンストレーションは11月1日に行われ、エーデルクランツはグスタフ4世アドルフ国王の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網を構築する目的でエーデルクランツを顧問団に招いた。[ 50 ]
シャッペ式の指示アームを使った初期実験の後、エーデルクランツは10個の鉄製シャッターを備えた設計に落ち着いた。これらのうち9個は3桁の8進数を表し、10個目が閉じているときは、コード番号の前に「A」を付けることを意味した。これにより、コードブックを介して文字、単語、またはフレーズに解読される1,024個のコードポイントが得られた。[ 51 ]電信機には高度な制御パネルがあり、前のシンボルが回線の次の局で繰り返されるのを待っている間に次のシンボルを準備することができた。制御パネルは紐でシャッターに接続されていた。送信準備が整うと、フットペダルを踏んですべてのシャッターが同時にセットされた。[ 47 ]
シャッターは日光の反射を避けるためにつや消しの黒で塗装され、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または赤で塗装された。[ 52 ] 1809 年頃、エーデルクランツは改良されたデザインを導入した。シャッターの周りのフレームは廃止され、アームの先端に表示パネルが付いた、よりシンプルで視認性の高い構造になった。「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、どちら側が最上位桁であるかを示すために片側にオフセットされた（コードポイントを左から右に読むか右から左に読むかは、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）。[ 49 ]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、フレームがなくなったため、もはや不可能になった。[ 53 ]
送信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パワーによって決まります。人間の目で見える最小の物体は、40秒角の角度をなすものですが、エーデルクランツは、大気の乱れや望遠鏡の不完全さを考慮して、4分角という数値を使用しました。この基準で、32倍の望遠鏡を使用した場合、エーデルクランツは、半スウェーデンマイル（5.3 km、3 + 1/4マイル）の距離で23センチメートル（9インチ）から、3スウェーデンマイル（32 km、20マイル）の距離で140センチメートル（54インチ）までのシャッターサイズを指定しました。[ 54 ]これらの数値は、正方形のシャッターを使用した元の設計のものです。1809年の開放型設計では、エーデルクランツは、より見やすいと考えた長い長方形のシャッターが使用されていました。[ 55 ]これよりはるかに遠い距離では、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る。エーデルクランツは、大きな水域によって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、13マイル）未満に抑えた。 [ 56 ]
スウェーデンの電信は、ランプを使用することで夜間も使用可能でした。小規模な局では、シャッターの後ろにランプを設置し、シャッターが開いたときにランプが見えるようにしました。大規模な局では、これは非現実的でした。代わりに、昼間のシャッターの下にガラス窓付きの独立したブリキ製のボックスマトリックスを設置しました。ブリキ製のボックス内のランプは、昼間のシャッターの操作と同じように紐を引くことで露出させることができました。ボックスの両側の窓から、ランプは上流と下流の隣接する局の両方から見えるようになっていました。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した。これにより、夜間にシャッターが開いているときのランプのパターンは、昼間にシャッターが閉じているときのパターンと同じになりました。[ 57 ]
最初の運用路線であるストックホルムからヴァクスホルムへの路線は、1795 年 1 月に開通しました。1797 年までに、ストックホルムからフレドリクスボーグへの路線、およびグリッセルハムンからシグニルスシェールを経由してオーランド諸島のエッケレーへの路線も開通しました。ヨーテボリ近郊から西海岸のマールストランドへの短い路線は 1799 年に設置されました。第二次対仏大同盟戦争中、イギリスはフランスに対する封鎖を実施しようとしました。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。イギリスは同盟に加盟している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んだ。ヘルシンボリとの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線が、スウェーデン艦隊の支援と信号拠点の提供のために計画された。 1801年のネルソンによるコペンハーゲンでのデンマーク艦隊への攻撃はこの連絡線で報告されたが、スウェーデンがデンマークの救援に来なかったため、この連絡線は再び使用されることはなく、支援線上に建設された駅は1つだけだった。[ 58 ]
1808年に王立電信協会が設立され、エーデルクランツが所長に就任した。[ 59 ]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。[ 60 ] 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の可能な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、不正行為を行っ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つに立つように命令すること（コード001-721）、および隣接する局に彼がそうしているのを確認できるかどうか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。[ 61 ] 1809年までに、ネットワークは200 km（120マイル）の線路に50の局を持ち、172人を雇用していた。[ 49 ]比較すると、1823年のフランスのシステムは650 km（400マイル）の線路を持ち、3,000人以上を雇用していた。[ 44 ]
1808年、ロシアが当時スウェーデン領だったフィンランドを占領したことで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。ロシア軍は反乱によって追放されたが、1809年に再び攻撃を仕掛けてきた。シグニルスシェールの電信局は敵陣の背後に位置していたが、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ド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年には南海岸線の計画が復活したが、財政上の理由から1811年に中止された。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ー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。[ 62 ]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年までに雇用されていた電信技師はわずか4人だった。 [ 63 ]
電信検査官の職は早くも1811年には設置されていたが、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眠状態にあった。1834年、電信局は地形測量隊に移管された。測量隊長のカール・フレドリック・アクレは、スウェーデンのシャッター式電信と他国のより新しいシステムとの比較を行った。特に注目されたのは、カールスクローナで試験運用されていたイギリスのチャールズ・パスリーの腕木式電信システムであった。カールスクローナとドロットニングシェール間で試験が行われ、1835年にはストックホルムとフレドリクスボー間で夜間試験が行われた。アクレはシャッター式電信の方が速くて使いやすいと結論付け、固定局には再び採用された。しかし、パスリーの腕木式電信の方が安価で構築も容易であったため、移動局には採用された。1836年までにスウェーデンの電信網は完全に復旧した。[ 60 ]
ネットワークは拡大を続けた。1837年には、ヴァクスホルムへの線がフルスンドまで延長された。1838年には、ストックホルム-ダーラロ-サンドハムン線がランズオルトまで延長された。最後の追加は1854年にフルスンド線がアルホルマとセーデルアームまで延長された時だった。[ 60 ]電気電信への転換は、他の国よりも遅く困難だった。スウェーデンの群島を横断する必要のある多くの外洋が大きな障害となった。アクレルはまた、電気線の破壊行為や破壊行為の可能性について、フランスと同様の懸念を表明した。アクレルは1852年に実験的な電気電信線を初めて提案した。長年にわたり、ネットワークは光電線と電気電線の混合で構成されていた。最後の光電局は1881年まで運用され、[ 64 ]ヨーロッパで最後に稼働していた。地域によっては、電気式電信ではなく、光電信がヘリオグラフに取って代わった。[ 65 ]
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年に以前の仕事に戻り、予想されるフランスの侵略に対する警告のために電信を提案したが、この提案は実行されなかった。ジョージ・マレー卿は、シャップの腕木式の報告に刺激を受け、 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枚を備えた長方形のフレームワークタワーを使用し、水平位置と垂直位置の間で反転させて信号を送った。[ 66 ]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枚のシャッターを使用するもので、もう1つは5本の10フィートのポールを使用するものだった。[ 3 ]英国海軍本部は1795年9月にマレーのシステムを受け入れ、最初のシステムはロンドンからディールまでの15地点のチェーンだった。[ 67 ]ロンドンからディールへのメッセージは約60秒で届き、1808年までに65か所のサイトが使用されていた。[ 67 ]
Chains of Murray's shutter telegraph stations were built along the following routes: London–Deal and Sheerness, London–Great Yarmouth, and London–Portsmouth and Plymouth.[68] The line to Plymouth was not completed until 4 July 1806, and so could not be used to relay the news of Trafalgar.[69] The shutter stations were temporary wooden huts, and at the conclusion of the Napoleonic wars they were no longer necessary, and were closed down by the Admiralty in March 1816.[70]
Following the Battle of Trafalgar, the news was transmitted to London by frigate to Falmouth, from where the captain took the dispatches to London by coach along what became known as the Trafalgar Way; the journey took 38 hours. This delay prompted the Admiralty to investigate further.
A replacement telegraph system was sought, and of the many ideas and devices put forward the Admiralty chose the simpler semaphore system invented by Sir Home Popham.[2][3] A Popham semaphore was a single fixed vertical 30 foot pole, with two movable 8 foot arms attached to the pole by horizontal pivots at their ends, one arm at the top of the pole, and the other arm at the middle of the pole.[1][2] The signals of the Popham semaphore were found to be much more visible than those of the Murray shutter telegraph.[1] Popham's 2-arm semaphore was modelled after the 3-arm Depillon French semaphore.[1] An experimental semaphore line between the Admiralty and Chatham was installed in July 1816, and its success helped to confirm the choice.[70]
その後、海軍本部はポーツマスとの恒久的な連絡を確立することを決定し、信号所の連鎖を建設した。工事は1820年12月に開始され[ 70 ] 、ポパムの機器はチャールズ・パスリーが発明した別の2アームシステムに置き換えられた。パスリーのシステムの各アームは8つの位置のいずれかを取ることができ、そのためポパムのシステムよりも多くのコードポイントを持っていた[ 71 ]。良好な条件下では、ロンドンからポーツマスへのメッセージは8分未満で送信された[ 72 ] 。この回線は1822年から1847年まで運用されていたが、鉄道と電信がより良い通信手段を提供するようになった。セマフォア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）、チェルシー王立病院、パトニー・ヒース、クーム・ウォーレン、クーパーズ・ヒル、チャットリー・ヒース、ピューリー・ヒル、バニクル・ヒル、ヘイスト・ヒル（ハズレミア） 、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）、ポーツマス造船所。シャッター電信のネットリー・ヒース駅に取って代わったチャットリー・ヒースのセマフォア塔は、ランドマーク・トラストによってセルフケータリングの休暇用宿泊施設として修復されました。[ 73 ] [ 74 ]修復が完了したため、特定の日には一般の立ち入りが許可されています。[ 75 ]
リバプール港湾局は、1825年にリバプールからホーリーヘッドまでポパム式光信号所の連鎖を建設するため、地方議会法であるリバプール改善法（6 Geo. 4. c. clxxxvii）を取得しました。 [ 76 ]このシステムは予備役海兵隊士官のバーナード・L・ワトソンによって設計され、一部所有されており、1827年に運用が開始されました。この路線は、完全に商業目的で建設された唯一の光電信の例である可能性があります。ホーリーヘッドの観測員がリバプール港に入港する船舶を報告し、船舶が接岸す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ました。この路線は、鉄道線路とそれに付随する電気電信によって不要となる1860年まで運用されていました。[ 77 ] [ 78 ]： 181-183
電信塔が建てられた多くの高台（「電信丘」）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最大 16 フィートの三角形のポインターに基づく光学式電信機を開発することになっていた。数年間このシステムを宣伝した後、彼は海軍省の承認を得て、1803 年～ 1804 年にかけてその建設に着手した。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ており、アイルランド西海岸へのフランスの侵攻があった場合の迅速な警報システムとして機能するはずだった。運用は成功したが、フランスの侵攻の脅威が後退したため、このシステムは 1804 年に廃止された。[ 79 ]
In Canada, Prince Edward, Duke of Kent established the first semaphore line in North America. In operation by 1800, it ran between the city of Halifax and the town of Annapolis in Nova Scotia, and across the Bay of Fundy to Saint John and Fredericton in New Brunswick. In addition to providing information on approaching ships, the Duke used the system to relay military commands, especially as they related to troop discipline. The Duke had envisioned the line reaching as far as the British garrison at Quebec City, but the many hills and coastal fog meant the towers needed to be placed relatively close together to ensure visibility. The labour needed to build and continually man so many stations taxed the already stretched-thin British military and there is doubt the New Brunswick line was ever in operation. With the exception of the towers around Halifax harbour, the system was abandoned shortly after the Duke's departure in August 1800.[80][81]
The British military authorities began to consider installing a semaphore line in Malta in the early 1840s. Initially, it was planned that semaphore stations be established on the bell towers and domes of the island's churches, but the religious authorities rejected the proposal. Due to this, in 1848 new semaphore towers were constructed at Għargħur and Għaxaq on the main island, and another was built at Ta' Kenuna on Gozo. Further stations were established at the Governor's Palace, Selmun Palace and the Giordan Lighthouse. Each station was staffed by the Royal Engineers.[82]
In India, semaphore towers were introduced in 1810. A series of towers were built between Fort William, Kolkata to Chunar Fort near Varanasi.The towers in the plains were 75–80 ft (23–24 m) tall and those in the hills were 40–50 ft (12–15 m) tall, and were built at an interval of about 13 km (8 mi).[83]
In Burma, a number of Buddhist pagodas were appropriated for use as optical telegraph signaling stations. The brick structures were often highly visible, with tall spires built on high ground. This provoked a strong backlash from the Burmese, who understood this as a violent desecration of the sacred structures.[84]
In southern Van Diemens Land (Tasmania) a signalling system to announce the arrival of ships was suggested by Governor-In-Chief Lachlan Macquarie when he made his first visit in 1811 [85] Initially a simple flag system in 1818 between Mt. Nelson and Hobart, it developed into a system with two revolving arms by 1829, the system was quite crude and the arms were difficult to operate. In 1833 Charles O'Hara Booth took over command of the Port Arthur penal settlement, as an "enthusiast in the art of signalling" [86] he saw the value of better communications with the headquarters in Hobart. During his command the semaphore system was extended to include 19 stations on the various mountains and islands between Port Arthur and Hobart. Until 1837 three single rotating arm semaphores were used. Subsequently the network was upgraded to use signal posts with six arms - a pair top, middle and bottom. This enabled the semaphore to send 999 signal codes. Captain George King of the Port Office and Booth together contributed to the code book for the system.[87] King drew up shipping related codes and Booth added Government, Military and penal station matters. In 1877 Port Arthur was closed and the semaphore was operated for shipping signals only, it was finally replaced with a simple flagstaff after the introduction of the telephone in 1880.
In the north of the state there was a requirement to report on shipping arrivals as they entered the Tamar Estuary, some 56 kilometres (35 mi) from the main port at this time in Launceston. The Tamar Valley Semaphore System was based on a design by Peter Archer Mulgrave.[88] This design used two arms, one with a cross piece at the end. The arms were rotated by ropes, and later chains. The barred arm positions indicated numbers 1 to 6 clockwise from the bottom left and the unbarred arm 7,8,9, STOP and REPEAT.
番号を順番に送信してコードを作成することでメッセージが送信されました。他のシステムと同様に、コードはコードブックを使用して解読されました。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 タウンまでの信号所が完成し、晴れた日にはウィンドミル ヒルからジョージ タウンまで数分で通信が可能になった」と発表されました。[ 89 ]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、ロウ ヘッド灯台の 6 つのステーションで構成されていました。タマー バレーの腕木式電信は 22 年半運用され、電気電信の導入後、1858 年 3 月 31 日に閉鎖されました。[ 90 ]
1990年代には、システムの復旧の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、腕木式電信は2001年9月30日（日曜日）に再び完成したと宣言されました。[ 91 ]
スペインでは、技師のアグスティン・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ました。1798年に彼は王室の任命を受け[ 92 ] 、マドリードとアランフエスを結ぶ最初の区間は1800年8月までに運用を開始しました[ 93 ]。1840年代と1850年代には、スペイン全土に広範囲にわたる腕木式電信網が張り巡らされていました[ 94 ] 。3つ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ました[ 94 ] [ 95 ]。1つ目は北に向かってフランス国境の大西洋岸のイルンまで伸びていました。2つ目は東に向かって地中海まで伸び、その後海岸沿いに北上してバルセロナを経由してフランス国境まで伸びていました。3つ目は南に向かって大西洋岸のカディスまで伸びていました。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・デ・ラ・プラナ、シウダード・レアル、コルドバ、クエンカ、ジローナ、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・ガステイス、サラゴサを含む他の多くのスペインの都市に就航しています。 。[ 95 ]
イベリア半島の険しい地形は、丘の上から丘へと情報を伝える信号線の設計を容易にしたが、19世紀半ばに電信技術が導入された際には、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終結まで機能し続けた。 [ 96 ]
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1808年から運用している非常に優れた地上信号システムを既に持っていることにすぐに気づき、ウェリントン公爵は情報面で決定的な優位性を得ました。数学者フランシスコ・アントニオ・シエラによって設計され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種類がありました。[ 97 ] 彼はまた、3種類の電信機すべてに共通する暗号書「Táboas Telegráphicas」も執筆しました。1810年初頭から、このネットワークはポルトガル初の軍事信号部隊である「Corpo Telegráfico」によって運用されていました。[ 98 ]
フランスでその成功が証明されると、光学式電信は他の多くの国で模倣され、特にナポレオンが帝国と軍隊の統制に用いた後には、その傾向が顕著になった。これらの国のほとんどでは、郵便当局が腕木式電信線を運用していた。多くの国のサービスは、シャッペ式とは異なる信号システムを採用した。例えば、イギリスとスウェーデンはシャッターパネル式システムを採用した（角度のついた棒の方が視認性が高いというシャッペ兄弟の主張とは矛盾する）。場合によっては、改良されたと考えられた新しいシステムが採用された。しかし、多くの国は国家の誇りやライバルや敵国から模倣したくないという理由から、しばしば劣った独自の設計を追求した。[ 99 ]
1801年、デンマーク郵便局は、フュン島とシェラン島の間のグレートベルト海峡に信号線（Storebæltstelegrafen）を設置し、フュン島のニューボー、海峡の中央にある小さな島スプログ島、シェラン島のコルソールに信号所を設けた。この信号線は1865年まで使用された。[ 100 ]
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間の短い3駅の路線が建設されるまで何も起こらなかった。設計はスウェーデンの電信を基にしており、シャッターの数は12に増やされていた。[ 101 ]代わりに、カール・ピストール参事官は、イギリスのワトソンの設計に基づく腕木式システムを提案した。この設計によるベルリン-マクデブルク-ドルトムント-ケルン-ボン-コブレンツを結ぶ運用路線は1833年に完成した。この路線ではスウェーデンと同程度の約200人が雇用されたが、ネットワークは開発されず、それ以上の公式路線は建設されなかった。この路線は1849年に電気路線に取って代わられ廃止された。[ 102 ]
政府が支援する公式回線はなくなったものの、民間の事業はいくつか存在した。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業回線を開設した。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。これらの回線は商船の到着を報告するために使用された。この2つの回線は後に3つの追加局と接続され、光学式電信時代におけるおそらく唯一の民間電信ネットワークとなった。[ 103 ]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線に移り、国際モールス符号となるものを開発することになる。[ 104 ]ハンブルク線は1850年に、ブレーメン線は1852年に廃止された。[ 105 ]
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（750マイル）の路線を開通させた。この路線には220の駅と1,320人の駅員が必要だった。1859年には駅が使われずに老朽化していることが記録されているため、この路線はおそらくそれよりずっと前に放棄されたのだろう。[ 48 ]
米国では、最初の光学式電信機は1804年にジョナサン・グラウトによって建設されましたが、1807年に運用が停止されました。このマーサズ・ヴィニヤードとボストンを結ぶ104キロメートル（65マイル）の回線は、船舶のニュースを伝達していました。フィラデルフィアとデラウェア湾の河口を結ぶ光学式電信システムは1809年までに設置され、同様の目的で使用されていました。ニューヨーク市への2番目の回線は1834年までに運用開始され、フィラデルフィアの終点はマーチャンツ・エクスチェンジの塔に移されました。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舶の到着を知らせるためにそこに設置された腕木式電信機にちなんで「テレグラフ・ヒル」とも呼ばれています。
電信は、ヨーロッパから帰国したデイビッド・ポーターによってアメリカ海軍に紹介された。彼はアメリカ海軍が「ヨーロッパにあるような」電信システムを構築することを提案した。アメリカ海軍長官ロバート・スミスもこの構想に興味を示した。スミスは6月4日に返信し、ポーターの提案を承認し、海軍が20台の望遠鏡を派遣することを伝えた。ヨーロッパでは、電信局間の距離は通常10～16キロメートル（6～10マイル）であった。ミシシッピ川の蛇行と、その岸辺に生い茂る密林のため、局の間隔は5～6キロメートル（3～4マイル）であった。1809年2月3日、ポーターはニューオーリンズから72キロメートル（45マイル）下流、川のデルタの始まりの中間地点まで12の局が建設されたと報告した。これらの距離が短いということは、運用コストがヨーロッパの同等のネットワークよりも高かったことを意味します。[ 106 ]海軍長官は、過剰なコストを理由に、それ以上の建設を中止しました。ネットワークが川の端まで延長されていれば、バリゼから5分でメッセージを送受信することが可能だったでしょう。 [ 107 ]スミス長官は、実験試験のために資材を砲艦に設置するつもりでした。1808年10月のその後の通信で、彼はポーターに、このプロジェクトは議会の承認と資金なしにはこれ以上進めることができなかったと伝えました。[ 106 ]
1812 年 1 月、大統領は海軍長官に接触し、ニューヨーク、ワシントン、その他の場所間の電信について調査し、どのように実現できるかを尋ねた。「サンディフックとナローズの間、そしてそこからニューヨーク市までの電信通信がすぐにでも必要である」と述べ、費用の見積もりも求めた。慎重な回答では、密林のため長距離での実施は非現実的であると指摘された。対照的に、サンディフックとニューヨーク間の39 キロメートル (24マイル)のネットワークは、人件費を除いて 500 ドルで構築できると提案された。[ 106 ]これは承認され、ニューヨーク海軍造船所の司令官であるアイザック・チャウンシーに建設を開始するよう依頼された。彼は影響を受ける一部の土地所有者からの反対により妨げられた。電信ネットワークの運用は 7 月 1 日頃に始まった。多くの主要な意思決定者が電信に関心を示していたにもかかわらず、 1812年の戦争中に海軍が運用していた唯一の現役システムはニューヨーク-サンディフック線だった。[ 106 ]
18世紀末から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。[ 108 ]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当たり前になっているものの、当時は革新的でシステムのスムーズな運用に不可欠な多くの機能を独自に発明しました。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年の開始当初から、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説明されていません。[ 109 ]
これらのシステムの機能の一部は、現代の実践では高度なものと考えられており、最近再発明されました。その例として、エーデルクランツ符号のエラー制御コードポイント707があります。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、繰り返しが必要なログブックの現在のページの行と列を識別する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n回戻る戦略よりも効率的です。[ 110 ]これは後から追加されたもので、エーデルクランツ（コードポイント272）とシャッペ（コードポイント2H6）[注1 ]は、当初はフックの1684年の提案から直接採用した単純な「最後の文字を消去」のみをエラー制御に使用していました。[ 111 ]
フランスのシステムではルーティングはほぼ永久的に固定されており、パリと回線の末端にある局のみ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確立することができました。現代のネットワークと同様に、初期化要求には要求局と宛先局の識別情報が含まれていました。要求は、受信したコードの補数を送信することによって宛先局によって確認されました。このプロトコルは独特で、現代には同等のものはありません。[ 110 ]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。その後、通常はストックホルムのみが、ポーリング待ちの他の局とメッセージを開始しました。[ 110 ]
プロイセンのシステムでは、終点のコブレンツ駅が毎正時に「ニュースなし」メッセージ（または保留中のメッセージがある場合は実際のメッセージ）をベルリンに送信する必要がありました。中間駅は、「ニュースなし」メッセージを自らの通信内容に置き換えることによってのみメッセージを転送できました。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送されました。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。この仕組みでは、すべての駅で正確な時計同期が必要でした。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。[ 112 ]
現代の電子システムにおいて先進的と考えられるもう1つの機能は、伝送速度の動的な変化である。エーデルクランツは、高速（770）と低速（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。[ 113 ]
19世紀半ばまでには、光学式電信機は広く知られるようになり、特別な説明なしに一般向けの作品にも登場するようになった。シャッペ式電信機は、当時の小説や漫画にも登場している。
ロドルフ・トプファーによる漫画「ミスター・ペンシル」（1831年）では、シャップ電信機の腕に落ちた犬と、それを降ろそうとする飼い主が、意図せず不穏なメッセージを送信してしまい、国際的な危機を引き起こす。
スタンダールの『リュシアン・ルーウェン』（1834年）では、リュシアン・ルーウェンと県知事のセランヴィル氏、そして電信局長のラモルト氏との間の権力闘争が描かれている。
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、主人公は腕木式の電信機の動く腕木に魅了されてこう描写している。「道の終わりに、小高い丘の上に、太陽の明るい光の下で、巨大な甲虫の脚のように見える、これらの黒い折り畳まれた腕木が立ち上がるのを時々見たことがある。」[ 114 ]彼は後に、フランスの金融市場を操作するために、腕木式の電信機の操作員に賄賂を渡して偽のメッセージを伝達させる。デュマはまた、シャップ電信機の仕組みについても詳細に描写している。
エクトル・マロの小説『ロマン・カルブリス』（1869年）の中で、登場人物の一人であるディエレットという少女は、パリの自宅を「…教会のすぐそばにあり、その近くには時計塔がありました。塔の頂上には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。[後で聞いた話ですが]これはサン・トゥスタッシュ教会で、この大きな黒い腕は電信機だったそうです。」[ 115 ]
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に登場する「クラックス」 [ 116 ] 、特に2004年の小説『ゴーイング・ポスタル』 [ 117 ]などのフィクションを通して大衆文化の中で生き続けている。
J. Sharpの歴史研究コレクションへようこそ。その多くは、ポンチャートレイン湖の北岸にあるTchefuncte川、ルイジアナ州ニューオーリンズ、ミシシッピ州とアラバマ州のメキシコ湾岸地域に焦点を当てています。