電信②商業電信
こんにちは。いつもお越しくださる方も、初めての方もご訪問ありがとうございます。
今回は電信の英語版Wikipediaの翻訳をします。
翻訳のプロではありませんので、誤訳などがあるかもしれません。正確さよりも一般の日本語ネイティブがあまり知られていない海外情報などの全体の流れを掴めるようになること、これを第一の優先課題としていますのでこの点ご理解いただけますと幸いです。翻訳はDeepLやGoogle翻訳などを活用しています。
翻訳において、思想や宗教について扱っている場合がありますが、私自身の思想信条とは全く関係がないということは予め述べておきます。あくまで資料としての価値を優先して翻訳しているだけです。
電信
商業電信
⬛クック＆ホイートストーンシステム
最初の商用電信はクックとホイートストン・システムであった。1837年、ロバート・スティーブンソンのロンドン・バーミンガム鉄道のユーストンからカムデン・タウン区間に、機関車のロープ掛け信号用の4本針システムのデモ機が設置された。しかし、空気式警笛が採用されたため、この方式は却下された。クックとホイートストンは、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・ドレイトン駅までの13マイル（21km）に設置されたシステムで、最初の商業的成功を収めた。これは5針6線システムであった。このシステムの大きな利点は、送信される文字が表示されるため、オペレータがコードを覚える必要がなかったことである。このシステムは、地下ケーブルの絶縁不良に悩まされていた。1843年に線路がスラウまで延長されると、電信は電柱に絶縁されていない電線を設置した1針2線式に変更された。電線の敷設費用は、結局、オペレーターの訓練費用よりも経済的に大きかった。1本針電信機はイギリスの鉄道で大成功を収め、19世紀末には1万5000セットがまだ使用されていた。一部は1930年代になっても現役だった。世界初の公衆電信会社である電気電信会社は、1845年に金融家ジョン・ルイス・リカルドとクックによって設立された。
イギリスの発明家ウィリアム・フォザーギル・クック
⬛ホイートストンABC電信
ホイートストンは1840年、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、主に私設電線で使用された。このシステムは、送信側の「コミュニケーター」と受信側の「インジケーター」で構成されていた。通信機は円形の文字盤に指針があり、その周囲にアルファベット26文字（と4つの句読点）が配置されていた。それぞれの文字には、押すことのできるキーがあった。送信は、両端のダイヤルのポインターを開始位置にセットして開始される。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下げる。通信機のベースには、前面のハンドルで作動するマグネトーがあった。これを回すと、線路に交流電圧が印加される。電流の半サイクルごとに、両端のポインターが1つずつ進む。ポインターが押されたキーの位置に達すると停止し、マグネトーはラインから切り離される。通信機の指針はマグネトー機構と連動していた。表示器の指針は、電機子が脱進機を介して結合された分極電磁石によって動かされた。こうして、交流線電圧は、通信機の押されたキーの位置に表示器の指針を移動させた。別のキーを押すと、ポインターと前のキーが解除され、マグネトーが再びラインに接続される。これらの機械は非常に頑丈で操作が簡単だったため、イギリスでは20世紀に入るまで使われ続けた。
傾斜した「インジケーター」ダイヤル
および電気信号を生成するマグネトー用のクランク
ハンドルを備えた磁気駆動のホイートストンABC電信機
ジュネーブ市科学博物館に展示されている。
（タイプライターの）文字送り装置
⬛モールスシステム
モールス信号システムは、局間で1本の電線を使用する。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叩き、モールス信号でテキストメッセージを綴る。もともとは紙テープに印をつけるためのものだったが、オペレータがクリックを解釈することを学び、メッセージを直接書き留める方が効率的となった。
「WHAT HATH GOD WROUGHT」を送信したモールス教授のイラスト
1851年、ウィーンで開かれたドイツ・オーストリア電信連合（多くの中央ヨーロッパ諸国を含む）の会議で、国際通信のシステムとしてモールス電信が採用された。採用された国際モールス符号は、オリジナルのアメリカン・モールス符号からかなり改良されたもので、ハンブルク鉄道で使われていた符号がベースになっていた。共通のコードは、国家間の直接電信接続を可能にするために必要なステップだった。異なるコードでは、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が必要であった。1865年、パリの会議でゲルケのコードが国際モールス符号として採択され、以後国際標準となった。しかし、アメリカはしばらくの間、アメリカン・モールス符号を内部的に使用し続けたため、国際メッセージは双方向に再送信する必要があった。
フリードリヒ・クレメンス・ゲルケ
アメリカでは、モールス/ヴェイル電信は、1844年の最初のデモンストレーション後の20年間に急速に普及した。大陸横断電信は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・エクスプレスに終止符を打った。
アメリカの技術者・発明家のアルフレッド・ヴェイル
⬛フォイ＝ブレゲシステム
フランスは、ナポレオン時代に構築された大規模な視覚通信システムのために、電信の採用に遅れをとった。また、電信は敵の妨害工作員によってすぐに機能停止に追い込まれるという重大な懸念があったが、局間のハードウェアが露出していない視覚電信の方がはるかに難しいことだった。最終的に採用されたのはフォイ＝ブレゲ電信機であった。これは2本の信号線を使用する2本針方式だったが、他の針式電信とはユニークに異なる方法で表示された。針はシャップ式視覚システムのシンボルに似たシンボルを作り、電信技師に親しみやすいものとなった。視覚システムは1846年から廃止されたが、1855年まで完全に廃止されることはなかった。この年、フォイ＝ブレゲ・システムはモールス・システムに取って代わられた。
⬛拡張
鉄道の利用が急速に拡大すると同時に、電信機は郵便局にも設置されるようになり、マス・コミュニケーションの分野にも広がっていった。大量個人通信の時代が始まったのである。電信網の建設には費用がかかったが、ロンドンの銀行家を中心に、資金調達は容易だった。1852年までには、主要国で全国的なシステムが稼動していた。
◾1852年の電信の範囲
アメリカ 20社 3万7000km
イギリス 電信会社、磁気電信会社その他 3500km
プロイセン シーメンスシステム 2300km
オーストリア シーメンスシステム 1600km
カナダ 1400km
フランス オプティカル・システム・ドミナント 1100km
たとえば、ニューヨーク・アンド・ミシシッピ・バレー・プリンティング電信会社は、1852年にニューヨーク州ロチェスターで設立され、やがてウエスタンユニオン電信会社となった。多くの国が電信ネットワークを持っていたが、世界的な相互接続はなかった。ヨーロッパ以外の国への通信手段は、依然として郵便が主流であった。
◾1852年の世界の郵便速度
ロンドンからの郵便による手紙
12日 アメリカのニューヨーク
13日 エジプトのアレクサンドリア
19日 オスマントルコのコンスタンティノープル
33日 ボンベイ（インド西海岸）
44日 ベンガル地方のカルカッタ（インド東海岸）
45日 シンガポール
57日 中国の上海
73日 オーストラリアのシドニー
中央アジアでは1870年代に電信が導入された。
⬛電信の改善
電信における継続的な目標は、手作業を減らしたり、送信速度を上げたりすることによって、1通あたりのコストを下げることだった。ムービング・ポインターや様々な電気的エンコーディングの実験が何度も行われた。しかし、ほとんどのシステムは複雑すぎて信頼性が低かった。メッセージ1通あたりのコストを下げるために成功した手段が、電信の開発であった。
操作に熟練した技術者を必要としない最初のシステムは、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、アルファベットの文字が時計の文字盤の周りに配置され、信号によって針が文字を示すというものだった。この初期のシステムは、メッセージを記録するために受信機をリアルタイムで立ち会わせる必要があり、その速度は1分間に最大15語に達した。
1846年、アレクサンダー・ベインがエディバラで化学電信機の特許を取得した。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した紙テープを鉄のペンで移動させ、化学物質を分解し、モールス信号の読める青いマークを生成するものであった。印刷電信の速度は毎分16.5語だったが、メッセージはまだ生身の写し手による英語への翻訳が必要だった。1851年、モールス派がベインの特許を連邦地方裁判所で破ったことで、化学電信はアメリカで終焉を迎えた。
ファクシミリの発明者
1848年のニューヨーク＝ボストン線に始まる短い期間、いくつかの電信ネットワークはモールス信号を聴覚的に理解する訓練を受けたサウンドオペレーターを雇い始めた。徐々に、音声オペレーターの使用によって、レジスタとテープを含む電信受信機の必要性がなくなっていった。その代わりに、受信機器は「サウンダー」と呼ばれる、電流によって通電され小さな鉄のレバーを引きつける電磁石に発展した。サウンダー・キーが開閉されると、サウンダー・レバーがアンビルを叩いた。モールス信号のオペレーターは、この2つのクリックの間隔が短いか長いかで、点とダッシュを区別した。その後、メッセージは長針で書き出された。
ロイヤル・アール・ハウスは、1846年にアルファベットのキーボードを送信機に採用し、受信機で自動的に文字を紙に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。印刷電信の擁護者たちは、これによってモールス信号のオペレーターのミスがなくなると言った。ハウス機は1852年までにアメリカの4つの主要な電信線で使用された。ハウス機の速度は毎時2600語と発表された。
デイビッド・エドワード・ヒューズが1855年に発明した印刷電信機は、アルファベット用の26個のキーボードと、前回の送信からの経過時間によって送信する文字を決定する回転式活字ホイールを使用していた。このシステムは、受信側で自動的に記録することができた。このシステムは非常に安定していて正確だったため、世界中で受け入れられるようになった。
これはドイツのシーメンスとハルスケによって製造された (ワルシャワ博物館技術研究所)
次の改良は1874年のボドー符号であった。フランスの技術者エミール・ボドーは、信号が自動的にタイポグラフィ文字に変換される印刷電信の特許を取得した。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た。オペレーターは一定のリズムを維持しなければならず、通常の動作速度は毎分30語だった。
ボドーは5ビット方式の文字コードを採用した。
この時点で受信は自動化されていたが、伝送の速度と精度はまだ人間のオペレーターの技量に限られていた。最初の実用的な自動化システムは、チャールズ・ホイートストンが特許を取得した。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い、穴のあいたテープに打ち込まれた。送信機は自動的にテープを通し、当時としては異例の毎分70語のスピードでメッセージを送信した。
◾テレタイプ
初期のテレタイプ（※テレプリンタ）はフレデリック・G・クリードによって発明された。彼はグラスゴーで、圧縮空気で穴を開ける最初のキーボード・パーフォレーターを作った。彼はまた、再穿孔機（受信穿孔機）とプリンターも作った。再穿孔機は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出力した。これが、前代未聞の毎分200語を実現したクリード高速自動印刷システムの起源である。彼のシステムは、デイリーメール紙が新聞内容の日刊伝達に採用した。
ジョージ・メイ・フェルプスが設計した最後の、そして最も先進的な電信メカニズム
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ITA-1ボードー符号という5ビットの符号を使っていた。これでは32のコードしか得られないため、「文字」と「数字」の2つの「シフト」に過剰定義された。文字と数字の各セットの前には、明示的で共有されていないシフト・コードが置かれていた。1901年、ボドー符号はドナルド・マレーによって改良された。
1930年代には、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テレプリンタが製造された。
1935年までには、メッセージルーティングが完全自動化への最後の大きな障壁となった。大規模な電信プロバイダーは、電話のようなロータリー・ダイヤリングを使ってテレタイプライターを接続するシステムを開発し始めた。これらのシステムは「テレックス」（TELegraph EXchange）と呼ばれた。テレックス機はまず、回線交換のためにロータリー・テレフォン・スタイルのパルス・ダイアルを行い、次にITA2によってデータを送信した。この「タイプA」テレックス・ルーティングは、メッセージ・ルーティングを機能的に自動化した。
最初の広域テレックス・ネットワークは、1930年代にドイツで政府内の通信ネットワークとして導入された。
当時高速とされていた45.45（±0.5%）のボーレートで、音声周波数電信多重を使用することにより、最大25のテレックスチャンネルが単一の長距離電話チャンネルを共有することができ、テレックスは信頼性の高い長距離通信の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電信とCN電信によってカナダに導入され、1958年にはウエスタンユニオンがアメリカでテレックス網の構築を開始した。
◾高調波電信
電信システムで最も費用がかかるのは、電線を敷設することであり、それはしばしば非常に長いものであった。一本の電線を通して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1本あたりの収入を増やす方が、コストをカバーできる。初期の装置には二重通信や四重通信があり、それぞれ1方向または2方向の電信送信を可能にしていた。しかし、最も混雑する路線では、さらに多くのチャンネルが望まれた。1800年代後半、チャールズ・ブルソール、トーマス・エジソン、イライシャ・グレイ、アレクサンダー・グラハム・ベルなど、何人かの発明家がそれを実現する方法の開発に取り組んだ。
アメリカの発明家・企業家トーマス・エジソン
アメリカの発明家・技術者イライシャ・グレイ
スコットランド生まれの科学者・発明家アレクサンダー・グラハム・ベル
その1つが、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キャリアとして機能させるというアプローチであった。これが周波数分割多重の一形態であるハーモニック・テレグラフである。高調波と呼ばれるこれらのさまざまな周波数は、1つの複雑な信号に結合され、1本の電線に送られた。受信側では、周波数を共振器で分離する。
別の周波数範囲にずらして配置する周波数分割多重化FDM
一組の周波数が一本の電線に伝えられることで、人間の声そのものを電線を通して電気的に伝送できることがわかった。この努力は電話の発明につながった。（複数の電信信号を1本の電線に詰め込む研究が電話通信につながったのに対し、その後の進歩は、人間の聴覚よりはるかに高い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ことになった。最終的には、光ファイバーケーブルを通して送られるレーザー光信号を使うことで、帯域幅はさらに広がった。光ファイバー伝送は、1本のファイバーで2万5000の電話信号を同時に伝送することができる）。
⬛海洋電信ケーブル
最初に成功した電信システムが実用化された直後、海底通信ケーブルを使って海を越えてメッセージを伝送する可能性が最初に提案された。主な技術的課題のひとつは、海底ケーブルを十分に絶縁し、電流が水中に漏れるのを防ぐことだった。1842年、スコットランドの外科医ウィリアム・モントゴメリーが、ガタパチャノキの樹脂であるガタパーチャをヨーロッパに紹介した。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ガタパーチャの利点を発見し、1845年には後者がドーバーからカレーまで敷設する予定だった電線を覆うためにガタパーチャを採用することを提案した。ガタパーチャは、ライン川を横断するドイツ（中央ケルンの対岸にある地区）とケルン間の電線にも絶縁体として使用された。1849年、南東鉄道の電気技師であったC・V・ウォーカーは、フォークストン沖でガタパーチャを塗布した3.2kmの電線を水没させ、テストに成功した。
ブリストル出身のエンジニア、ジョン・ワトキンス・ブレットは、1847年、ルイ・フィリップにフランス・イギリス間の電信通信の確立を求め、許可を得た。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にも敷設された。
1856年、大西洋を横断する商業用電信ケーブルの建設に着手するため、ロンドンで大西洋電信会社が設立された。このケーブルは1866年7月18日、ジェームズ・アンダーソン卿が船長を務めるグレート・イースタン号によって無事完成した。グレート・イースタン号の乗組員の一人であったジョン・ペンダーは、後にイギリスと東南アジア間のケーブル敷設を中心に、いくつかの電気通信会社を設立した。それ以前の大西洋横断海底ケーブル敷設は、1857年、1858年、1865年に試みられている。1857年のケーブルは、故障するまでの数日間か数週間、断続的にしか作動しなかった。海底電信ケーブルの研究は、非常に長い伝送路の数学的解析への関心を加速させた。1870年、イギリスからインドへの電信線がつながった。(1872年、これらの複数の会社が統合され、東部電信会社が設立された）。1873年から1876年にかけてのHMSチャレンジャー号探検隊は、将来の海底電信ケーブルのために海底の地図を作成した。
オーストラリアは1872年10月、ダーウィンの海底電信ケーブルによって初めて世界と結ばれた。この海底電信により、世界各国からのニュース報道がもたらされた。太平洋を横断する電信は1902年に完成し、ついに世界を一周した。
1850年代から20世紀に至るまで、イギリスの海底ケーブルシステムは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。1896年、世界には30隻のケーブル敷設船があり、そのうち24隻はイギリス企業が所有していた。1892年、イギリス企業は世界のケーブルの3分の2を所有し、運用していたが、1923年になってもそのシェアは42.7パーセントだった。
⬛ケーブル・アンド・ワイヤレス社
ケーブル・アンド・ワイヤレスはイギリスの電気通信会社で、その起源は1860年代に遡り、ジョン・ペンダー卿が創業者である。同社は、以下のような相次ぐ合併によって設立された。
ファルマス、マルタ、ジブラルタル電信会社
英国インド海底電信会社
マルセイユ・アルジェ・マルタ電信会社
イースタン電信会社
イースタン・エクステンション・オーストラレーシア・チャイナ電信会社
イースタン・アンド・アソシエイテッド・テレグラフ・カンパニー
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最後に
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筆者の大まかな思想信条は以下のリンクにまとめています。https://note.com/ia_wake/menu/117366
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