التلغراف الكهربائي

منذ الدراسات المبكرة للكهرباء ، عُرف أن الظواهر الكهربائية تنتقل بسرعة كبيرة، وقد عمل العديد من الباحثين على تطبيق الكهرباء في الاتصالات عن بُعد. وتم تطبيق جميع التأثيرات المعروفة للكهرباء - مثل الشرارات ، والتجاذب الكهروستاتيكي ، والتغيرات الكيميائية ، والصدمات الكهربائية ، ولاحقًا الكهرومغناطيسية - على مشاكل الكشف عن عمليات نقل الكهرباء المُتحكم بها على مسافات مختلفة. ^{[ 6 ]}  

في عام ١٧٥٣، اقترح كاتب مجهول في مجلة "سكوتس ماغازين" التلغراف الكهروستاتيكي. باستخدام سلك لكل حرف من حروف الأبجدية، يمكن إرسال رسالة عن طريق توصيل أطراف السلك بالتناوب بجهاز كهروستاتيكي، ومراقبة انحراف كرات النخاع في الطرف البعيد. ^{[ ٧ ]} لم يتم التعرف على هوية الكاتب بشكل قاطع، ولكن الرسالة كانت موقعة بالأحرف CM ومرسلة من رينفرو ، مما أدى إلى اقتراح أن يكون تشارلز مارشال من رينفرو هو كاتبها. ^{[ ٨ ]} كانت أجهزة التلغراف التي تستخدم الجذب الكهروستاتيكي أساس التجارب المبكرة في التلغراف الكهربائي في أوروبا، ولكن تم التخلي عنها لعدم جدواها ولم يتم تطويرها إلى نظام اتصالات فعال. ^{[ ٩ ]}

في عام 1774، ابتكر جورج لويس لو ساج جهاز تلغراف كهربائي مبكر. كان التلغراف مزودًا بسلك منفصل لكل حرف من حروف الأبجدية الستة والعشرين، وكان مداه يقتصر على غرفتين فقط في منزله. ^{[ 10 ]}

في عام 1800، اخترع أليساندرو فولتا البطارية الفولتية ، موفراً تياراً كهربائياً مستمراً للتجارب . وقد أصبح هذا مصدراً لتيار منخفض الجهد يمكن استخدامه لإنتاج تأثيرات أكثر وضوحاً، وكان أقل محدودية بكثير من التفريغ اللحظي للآلة الكهروستاتيكية ، التي كانت مع جرار ليدن المصادر الوحيدة المعروفة سابقاً للكهرباء من صنع الإنسان.

من التجارب المبكرة الأخرى في مجال التلغراف الكهربائي، "التلغراف الكهروكيميائي" الذي ابتكره الطبيب وعالم التشريح والمخترع الألماني صموئيل توماس فون سومرينغ عام 1809، استنادًا إلى تصميم سابق للعالم والموسوعي الإسباني فرانسيسكو سالفا كامبيلو عام 1804. [ 11 ] استخدم ^{كلا التصميمين أسلاكًا} متعددة (تصل إلى 35 سلكًا) لتمثيل جميع الحروف والأرقام اللاتينية تقريبًا. وبذلك، أمكن نقل الرسائل كهربائيًا لمسافة تصل إلى بضعة كيلومترات (في تصميم فون سومرينغ)، حيث كان كل سلك من أسلاك جهاز استقبال التلغراف مغمورًا في أنبوب زجاجي منفصل مملوء بالحمض. وكان المرسل يمرر تيارًا كهربائيًا بالتتابع عبر الأسلاك المختلفة التي تمثل كل حرف من الرسالة؛ وعند جهاز الاستقبال، كانت التيارات تحلل الحمض في الأنابيب بالتتابع، مطلقةً تيارات من فقاعات الهيدروجين بجوار كل حرف أو رقم مرتبط به. وكان مشغل جهاز استقبال التلغراف يراقب الفقاعات، ومن ثم يسجل الرسالة المرسلة. ^{[ 11 ]} وهذا على النقيض من التلغرافات اللاحقة التي استخدمت سلكًا واحدًا (مع عودة أرضية).

اكتشف هانز كريستيان أورستد عام 1820 أن التيار الكهربائي يُولّد مجالًا مغناطيسيًا يُغيّر اتجاه إبرة البوصلة. وفي العام نفسه، اخترع يوهان شفايغر الجلفانومتر ، وهو عبارة عن ملف سلكي حول بوصلة، يُمكن استخدامه كمؤشر حساس للتيار الكهربائي. ^{[ 12 ]} وفي العام نفسه أيضًا، اقترح أندريه ماري أمبير إمكانية تحقيق التلغراف بوضع مغناطيسات صغيرة أسفل أطراف مجموعة من الأسلاك، زوج من الأسلاك لكل حرف من حروف الأبجدية. ويبدو أنه لم يكن على دراية باختراع شفايغر آنذاك، والذي كان من شأنه أن يجعل نظامه أكثر حساسية. وفي عام 1825، جرّب بيتر بارلو فكرة أمبير، لكنه لم ينجح إلا على مسافة تزيد عن 61 مترًا (200 قدم)، وأعلن أنها غير عملية. وفي عام 1830، حسّن ويليام ريتشي تصميم أمبير بوضع الإبر المغناطيسية داخل ملف سلكي متصل بكل زوج من الموصلات. لقد أثبت ذلك بنجاح، موضحاً جدوى التلغراف الكهرومغناطيسي، ولكن فقط داخل قاعة محاضرات. ^{[ 13 ]} 

في عام 1825، اخترع ويليام ستورجون المغناطيس الكهربائي ، وهو عبارة عن لفة واحدة من سلك غير معزول ملفوفة على قطعة من الحديد المطلي ، مما زاد من القوة المغناطيسية الناتجة عن التيار الكهربائي. وفي عام 1828، طوّر جوزيف هنري هذا الاختراع بوضع عدة لفات من سلك معزول حول القضيب، مما أدى إلى ابتكار مغناطيس كهربائي أكثر قوة بكثير، قادر على تشغيل التلغراف رغم المقاومة العالية لأسلاك التلغراف الطويلة. ^{[ 14 ]} وخلال فترة عمله في أكاديمية ألباني من عام 1826 إلى عام 1832، برهن هنري لأول مرة على نظرية "التلغراف المغناطيسي" من خلال رنين جرس عبر سلك طوله ميل واحد (1.6 كيلومتر) ممتد حول الغرفة في عام 1831. ^{[ 15 ]} 

في عام 1835، اخترع جوزيف هنري وإدوارد ديفي، كلٌ على حدة، المرحل الكهربائي بالغمر الزئبقي ، حيث تُغمر إبرة مغناطيسية في وعاء من الزئبق عند مرور تيار كهربائي عبر الملف المحيط بها. ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]} وفي عام 1837، اخترع ديفي المرحل المعدني ذو آلية التوصيل والفصل، وهو أكثر عملية بكثير، والذي أصبح المرحل المفضل في أنظمة التلغراف ومكونًا أساسيًا لتجديد الإشارات الضعيفة دوريًا. ^{[ 19 ]} عرض ديفي نظام التلغراف الخاص به في حديقة ريجنت بارك عام 1837، وحصل على براءة اختراع عام 1838. ^{[ 20 ]} كما اخترع ديفي تلغرافًا للطباعة يستخدم التيار الكهربائي من إشارة التلغراف لتمييز شريط من قماش الكاليكو المشبع بيوديد البوتاسيوم وهيبوكلوريت الكالسيوم . ^{[ 21 ]}

بنى المخترع الإنجليزي فرانسيس رونالدز أول جهاز تلغراف عامل في عام 1816، مستخدمًا الكهرباء الساكنة. ^{[ 22 ]} في منزل عائلته في هامرسميث مول ، أنشأ نظامًا تحت الأرض كاملًا في خندق طوله 175 ياردة (160 مترًا)، بالإضافة إلى خط تلغراف علوي طوله ثمانية أميال (13 كيلومترًا) . رُبطت الخطوط من كلا الطرفين بقرصين دوارين مُعلَّمين بأحرف الأبجدية، واستُخدمت النبضات الكهربائية المُرسلة عبر السلك لنقل الرسائل. عندما عرض اختراعه على الأميرالية في يوليو 1816، رُفض باعتباره "غير ضروري على الإطلاق". ^{[ 23 ]} كان وصفه للمخطط وإمكانيات الاتصال العالمي السريع في كتابه "أوصاف التلغراف الكهربائي وبعض الأجهزة الكهربائية الأخرى " ^{[ 24 ]} أول عمل منشور عن التلغراف الكهربائي، بل ووصف فيه خطر تأخر الإشارة بسبب الحث. ^{[ 25 ]} تم استخدام عناصر من تصميم رونالدز في التسويق التجاري اللاحق للتلغراف بعد أكثر من 20 عامًا. ^{[ 26 ]}  

كان جهاز التلغراف شيلينغ ، الذي اخترعه البارون شيلينغ فون كانشتات عام 1832، من أوائل أجهزة التلغراف الإبرية . تكوّن جهاز الإرسال من لوحة مفاتيح تضم 16 مفتاحًا أبيض وأسود. ^{[ 27 ]} استُخدمت هذه المفاتيح للتحكم في التيار الكهربائي. أما جهاز الاستقبال، فكان يتألف من ستة جلفانومترات مزودة بإبر مغناطيسية، معلقة بخيوط حريرية . كانت محطتا جهاز التلغراف متصلتين بثمانية أسلاك؛ ستة منها موصولة بالجلفانومترات، وواحد للتيار العائد، وواحد لجرس الإشارة. عندما يضغط المشغل على مفتاح في محطة الإرسال، ينحرف المؤشر المقابل في محطة الاستقبال. تُعطي المواضع المختلفة للأعلام السوداء والبيضاء على أقراص مختلفة مجموعات تُقابل الحروف أو الأرقام. قام بافل شيلينغ لاحقًا بتحسين الجهاز عن طريق تقليل عدد أسلاك التوصيل من ثمانية إلى اثنين.

في 21 أكتوبر 1832، نجح شيلينغ في نقل إشارات لمسافة قصيرة بين جهازي تلغراف في غرفتين مختلفتين من شقته. وفي عام 1836، حاولت الحكومة البريطانية شراء التصميم، لكن شيلينغ قبل بدلاً من ذلك عروضًا من نيكولاس الأول إمبراطور روسيا . تم اختبار جهاز التلغراف الخاص بشيلينغ على كابل تجريبي تحت الأرض وتحت الماء بطول 5 كيلومترات (3.1 ميل) ، وُضع حول مبنى الأميرالية الرئيسي في سانت بطرسبرغ، وتمت الموافقة عليه لربط القصر الإمبراطوري في بيترهوف بالقاعدة البحرية في كرونشتادت . ومع ذلك، أُلغي المشروع بعد وفاة شيلينغ عام 1837. ^{[ 28 ]} وكان شيلينغ أيضًا من أوائل من طبقوا فكرة النظام الثنائي لنقل الإشارات. ^{[ 27 ]} تم استكمال وتطوير عمله من قبل موريتز فون جاكوبي الذي اخترع معدات التلغراف التي استخدمها القيصر ألكسندر الثالث لربط القصر الإمبراطوري في تسارسكوي سيلو وقاعدة كرونشتادت البحرية . 

في عام 1833، قام كارل فريدريش غاوس ، بالتعاون مع أستاذ الفيزياء فيلهلم ويبر في غوتينغن ، بتركيب سلك بطول 1200 متر (3900 قدم) فوق أسطح منازل المدينة. جمع غاوس بين مُضاعِف بوغندورف-شفايغر ومقياس المغناطيسية الخاص به لبناء جهاز أكثر حساسية، وهو الجلفانومتر . ولتغيير اتجاه التيار الكهربائي، صنع مُبدِّلًا خاصًا به. ونتيجة لذلك، تمكن من جعل مؤشر الجلفانومتر البعيد يتحرك في الاتجاه الذي يحدده المُبدِّل الموجود على الطرف الآخر من الخط. 

في البداية، استخدم غاوس وويبر التلغراف لتنسيق الوقت، لكن سرعان ما طورا إشارات أخرى، وفي النهاية أبجديتهما الخاصة. تم ترميز هذه الأبجدية بنظام ثنائي يُنقل عبر نبضات جهد موجبة أو سالبة، تُولّد بتحريك ملف حثي لأعلى ولأسفل فوق مغناطيس دائم، وتوصيل الملف بأسلاك النقل بواسطة المبدل. تُحفظ صفحة من دفتر مختبر غاوس، تحتوي على شفرته وأول رسالة مُرسلة، بالإضافة إلى نسخة طبق الأصل من التلغراف صُنعت في خمسينيات القرن التاسع عشر بتوجيهات من ويبر، في كلية الفيزياء بجامعة غوتنغن في ألمانيا.

كان غاوس مقتنعًا بأن هذه التقنية ستُفيد مدن مملكته. وفي وقت لاحق من العام نفسه، استخدم غاوس نبضة حثية بدلًا من عمود فولطائي ، مما مكّنه من إرسال سبعة أحرف في الدقيقة بدلًا من حرفين. لم يكن لدى المخترعين والجامعة التمويل الكافي لتطوير التلغراف بمفردهم، لكنهم تلقوا تمويلًا من ألكسندر فون هومبولت . تمكّن كارل أوغست شتاينهيل في ميونيخ من إنشاء شبكة تلغراف داخل المدينة في الفترة ما بين عامي 1835 و1836. وفي عام 1838، قام شتاينهيل بتركيب جهاز تلغراف على طول خط سكة حديد نورمبرغ-فورث ، الذي بُني عام 1835 كأول خط سكة حديد ألماني، وكان هذا أول جهاز تلغراف أرضي يُشغّل.

بحلول عام ١٨٣٧، كان ويليام فوثرجيل كوك وتشارلز ويتستون قد طورا معًا نظامًا للتلغراف يستخدم عددًا من الإبر على لوحة يمكن تحريكها للإشارة إلى حروف الأبجدية. وكان بالإمكان استخدام أي عدد من الإبر، حسب عدد الأحرف المطلوب ترميزها. وفي مايو من العام نفسه، حصلا على براءة اختراع لنظامهما. وقد أوصت براءة الاختراع باستخدام خمس إبر، والتي كانت تُستخدم لترميز عشرين حرفًا من حروف الأبجدية الستة والعشرين.

قام صموئيل مورس بشكل مستقل بتطوير جهاز تلغراف كهربائي للتسجيل وحصل على براءة اختراعه عام 1837. وطوّر مساعده ألفريد فيل جهازًا يُسمى المسجل لتسجيل الرسائل الواردة. وكان هذا الجهاز يطبع نقاطًا وشرطات على شريط ورقي متحرك بواسطة قلم يعمل بمغناطيس كهربائي. ^{[ 29 ]} وقد طوّر مورس وفيل أبجدية إشارات شفرة مورس .

في 24 مايو 1844، أرسل مورس إلى فيل أول رسالة تاريخية بعنوان " ما صنعه الله " من مبنى الكابيتول في واشنطن إلى محطة ماونت كلير القديمة في بالتيمور . ^{[ 30 ] [ 31 ]}

كان نظام كوك وويتستون أول نظام تلغراف كهربائي تجاري . تم تركيب نظام تجريبي بأربعة إبر على خط سكة حديد لندن وبرمنغهام التابع لروبرت ستيفنسون ، والذي يربط بين يوستون وكامدن تاون، عام 1837، وذلك للإشارة إلى سحب القاطرات بالحبال. ^{[ 32 ]} إلا أنه رُفض لصالح صفارات تعمل بالهواء المضغوط. ^{[ 33 ]} حقق كوك وويتستون أول نجاح تجاري لهما بنظام تم تركيبه على خط سكة حديد غريت ويسترن، الذي يمتد لمسافة 21 كيلومترًا (13 ميلًا) من محطة بادينغتون إلى ويست درايتون، عام 1838. ^{[ 34 ]} كان هذا النظام مكونًا من خمس إبر وستة أسلاك ^{[ 33 ]} ، وتميز بميزة رئيسية هي عرض الرسالة المرسلة، مما أغنى المشغلين عن تعلم أي شفرة. تعطلت العوازل في الكابلات الأرضية بين بادينغتون وويست درايتون، ^{[ 35 ] [ 36 ]} وعندما مُدِّد الخط إلى سلاو عام 1843، حُوِّل النظام إلى نظام إبرة واحدة وسلكين، مع أسلاك غير معزولة على أعمدة. ^{[ 37 ]} كانت تكلفة تركيب الأسلاك في نهاية المطاف أكثر أهمية من الناحية الاقتصادية من تكلفة تدريب المشغلين. أثبت التلغراف ذو الإبرة الواحدة نجاحًا كبيرًا على خطوط السكك الحديدية البريطانية، وكان 15000 جهاز قيد الاستخدام في نهاية القرن التاسع عشر؛ وظل بعضها قيد الخدمة في ثلاثينيات القرن العشرين. ^{[ 38 ]} تأسست شركة التلغراف الكهربائي ، أول شركة تلغراف عامة في العالم، عام 1845 على يد الممول جون لويس ريكاردو وكوك. ^{[ 39 ] [ 40 ]} 

طوّر ويتستون نظامًا أبجديًا عمليًا عام 1840 يُعرف بنظام ABC، استُخدم في الغالب على الخطوط الخاصة. يتألف هذا النظام من "جهاز اتصال" في طرف الإرسال و"مؤشر" في طرف الاستقبال. يتكون جهاز الاتصال من قرص دائري مزود بمؤشر، وعلى محيطه حروف الأبجدية الستة والعشرين (وأربع علامات ترقيم). يوجد مقابل كل حرف مفتاح قابل للضغط. تبدأ عملية الإرسال بضبط مؤشرات القرصين في كلا الطرفين على وضع البداية. ثم يضغط مُشغّل الإرسال على المفتاح المُقابل للحرف المراد إرساله. في قاعدة جهاز الاتصال، يوجد مغناطيس كهربائي يُشغّل بواسطة مقبض في مقدمته. يُدار هذا المقبض لتطبيق جهد متناوب على الخط. كل نصف دورة للتيار تُحرك المؤشرات في كلا الطرفين بمقدار موضع واحد. عندما يصل المؤشر إلى موضع المفتاح المضغوط، يتوقف وينفصل المغناطيس عن الخط. كان مؤشر جهاز الاتصال مُرتبطًا بآلية المغناطيس. كان مؤشر الجهاز يتحرك بواسطة مغناطيس كهربائي مستقطب، موصول به بواسطة آلية ميزان . وهكذا، كان جهد التيار المتردد يحرك مؤشر الجهاز إلى موضع المفتاح المضغوط على جهاز الاتصال. ثم يؤدي الضغط على مفتاح آخر إلى تحرير المؤشر والمفتاح السابق، وإعادة توصيل المغناطيس بالخط. ^{[ 41 ]} كانت هذه الأجهزة متينة للغاية وسهلة التشغيل، وظلت مستخدمة في بريطانيا حتى مطلع القرن العشرين. ^{[ 42 ] [ 43 ]}

يستخدم نظام مورس سلكًا واحدًا بين المكاتب. في محطة الإرسال، يضغط عامل على مفتاح يُسمى مفتاح التلغراف ، فيُهجّي الرسائل النصية بلغة مورس . في الأصل، كان الهدف من هذا المفتاح هو وضع علامات على شريط ورقي، لكن العمال تعلموا تفسير النقرات، وأصبح من الأجدى كتابة الرسالة مباشرةً.

في عام ١٨٥١، اعتمد مؤتمر في فيينا، ضمّ دول الاتحاد التلغرافي الألماني النمساوي (الذي شمل العديد من دول أوروبا الوسطى)، نظام مورس التلغرافي كوسيلة للاتصالات الدولية. ^{[ ٤٤ ]} وقد خضع رمز مورس الدولي المُعتمد لتعديلات كبيرة عن رمز مورس الأمريكي الأصلي ، واستند إلى رمز مُستخدم في سكك حديد هامبورغ ( جيرك ، ١٨٤٨). ^{[ ٤٥ ]} وكان توحيد الرمز خطوة ضرورية لتمكين الاتصال التلغرافي المباشر بين الدول. فمع اختلاف الرموز، كان لا بد من وجود مُشغلين إضافيين لترجمة الرسالة وإعادة إرسالها. وفي عام ١٨٦٥، اعتمد مؤتمر في باريس رمز جيرك كرمز مورس الدولي، وأصبح منذ ذلك الحين المعيار الدولي. إلا أن الولايات المتحدة استمرت في استخدام رمز مورس الأمريكي داخليًا لبعض الوقت، مما استلزم إعادة إرسال الرسائل الدولية في كلا الاتجاهين. ^{[ ٤٦ ]}

في الولايات المتحدة، تم نشر التلغراف مورس/فيل بسرعة في العقدين التاليين لأول عرض تجريبي في عام 1844. ربط التلغراف البري الساحل الغربي للقارة بالساحل الشرقي بحلول 24 أكتوبر 1861، مما وضع حداً لخدمة البريد السريع بوني إكسبريس . ^{[ 47 ]}

تأخرت فرنسا في تبني التلغراف الكهربائي، نظرًا لوجود شبكة تلغراف ضوئي واسعة النطاق بُنيت خلال الحقبة النابليونية . كما كان هناك قلق بالغ من إمكانية تعطيل التلغراف الكهربائي بسرعة من قِبل مخربين أعداء، وهو أمر كان أكثر صعوبة بكثير مع التلغراف الضوئي الذي لا يحتوي على أجهزة مكشوفة بين المحطات. وفي نهاية المطاف، تم اعتماد تلغراف فوي-بريجيه . كان هذا نظامًا بإبرتين يستخدم سلكي إشارة، لكن عرضه كان مختلفًا عن أنظمة التلغراف الأخرى ذات الإبر. شكلت الإبر رموزًا مشابهة لرموز نظام شاب الضوئي، مما جعله أكثر ألفة لمشغلي التلغراف. تم إيقاف تشغيل النظام الضوئي بدءًا من عام 1846، ولكن ليس بشكل كامل حتى عام 1855. في ذلك العام، تم استبدال نظام فوي-بريجيه بنظام مورس. ^{[ 48 ]}

إلى جانب التوسع السريع في استخدام التلغراف على طول خطوط السكك الحديدية، سرعان ما امتد استخدامه إلى مجال الاتصالات الجماهيرية، حيث تم تركيب الأجهزة في مكاتب البريد . وهكذا بدأ عصر الاتصالات الشخصية الجماهيرية. كانت شبكات التلغراف مكلفة البناء، لكن التمويل كان متوفرًا بسهولة، لا سيما من المصرفيين في لندن. وبحلول عام 1852، كانت الأنظمة الوطنية تعمل في الدول الكبرى: ^{[ 49 ] [ 50 ]}

على سبيل المثال، تأسست شركة نيويورك ووادي المسيسيبي للطباعة والتلغراف عام 1852 في روتشستر، نيويورك، وأصبحت فيما بعد شركة ويسترن يونيون للتلغراف . ^{[ 53 ]} ورغم امتلاك العديد من الدول لشبكات تلغراف، إلا أنه لم يكن هناك ترابط عالمي بينها. وظلت الرسائل البريدية الوسيلة الرئيسية للتواصل مع الدول خارج أوروبا.

تم إدخال التلغراف في آسيا الوسطى خلال سبعينيات القرن التاسع عشر. ^{[ 55 ]}

كان الهدف المستمر في علم التلغراف هو خفض تكلفة الرسالة الواحدة عن طريق تقليل العمل اليدوي أو زيادة معدل الإرسال. وقد أُجريت العديد من التجارب باستخدام المؤشرات المتحركة وأنواع مختلفة من التشفير الكهربائي. إلا أن معظم الأنظمة كانت معقدة للغاية وغير موثوقة. وكان من بين الحلول الناجحة لخفض تكلفة الرسالة الواحدة تطوير لغة التلغراف .

كان نظام ABC الذي ابتكره تشارلز ويتستون عام 1840 أول نظام لا يتطلب فنيين مهرة لتشغيله، حيث رُتبت حروف الأبجدية حول وجه ساعة، وكانت الإشارة تُحرك عقربًا ليشير إلى الحرف. تطلب هذا النظام المبكر وجود المُستقبِل في الوقت الفعلي لتسجيل الرسالة، ووصلت سرعته إلى 15 كلمة في الدقيقة.

في عام 1846، حصل ألكسندر بين على براءة اختراع لجهاز التلغراف الكيميائي في إدنبرة. كان التيار الكهربائي يُحرّك قلمًا حديديًا على شريط ورقي متحرك مغموس في خليط من نترات الأمونيوم وفيروسيانيد البوتاسيوم، مما يؤدي إلى تحلل المادة الكيميائية وإنتاج علامات زرقاء قابلة للقراءة بلغة مورس. بلغت سرعة التلغراف المطبوع 16 كلمة ونصف في الدقيقة، لكن الرسائل كانت لا تزال تتطلب ترجمة فورية إلى الإنجليزية بواسطة ناسخين. انتهى استخدام التلغراف الكيميائي في الولايات المتحدة عام 1851، عندما هزمت مجموعة مورس براءة اختراع بين في محكمة المقاطعة الأمريكية. ^{[ 56 ]}

لفترة وجيزة، بدءًا من خط نيويورك-بوسطن عام ١٨٤٨، بدأت بعض شبكات التلغراف بتوظيف مشغلي الصوت، الذين تم تدريبهم على فهم شفرة مورس سمعيًا. تدريجيًا، أدى استخدام مشغلي الصوت إلى الاستغناء عن أجهزة استقبال التلغراف التي كانت تحتوي على مسجل وشريط. بدلاً من ذلك، تم تطوير جهاز الاستقبال إلى "مُصدر صوت"، وهو عبارة عن مغناطيس كهربائي يتم تنشيطه بتيار كهربائي ويجذب ذراعًا حديديًا صغيرًا. عند فتح أو إغلاق مفتاح إصدار الصوت، يضرب ذراع إصدار الصوت سندانًا. يميز مشغل مورس بين النقطة والشرطة من خلال الفاصل الزمني القصير أو الطويل بين النقرتين. ثم تُكتب الرسالة بخط اليد. ^{[ ٥٧ ]}

قام إيرل هاوس الملكي بتطوير نظام تلغراف لطباعة الحروف وحصل على براءة اختراع له عام 1846، حيث استخدم لوحة مفاتيح أبجدية في جهاز الإرسال، وقام بطباعة الحروف تلقائيًا على الورق في جهاز الاستقبال، ^{[ 58 ]} ثم أتبع ذلك بنسخة تعمل بالبخار عام 1852. ^{[ 59 ]} وقال مؤيدو التلغراف الطباعي إنه سيقضي على أخطاء مشغلي شفرة مورس. وبحلول عام 1852، كان جهاز هاوس يُستخدم على أربعة خطوط تلغراف أمريكية رئيسية. وقد أُعلن أن سرعة جهاز هاوس تبلغ 2600 كلمة في الساعة. ^{[ 60 ]}

اخترع ديفيد إدوارد هيوز التلغراف المطبوع عام 1855؛ وكان يستخدم لوحة مفاتيح مكونة من 26 مفتاحًا للأبجدية وعجلة طباعة دوارة تحدد الحرف المراد إرساله بناءً على المدة الزمنية المنقضية منذ الإرسال السابق. سمح النظام بالتسجيل التلقائي على جهاز الاستقبال. تميز النظام بثباته ودقته العالية، وأصبح مقبولًا في جميع أنحاء العالم. ^{[ 61 ]}

كان التحسين التالي هو شفرة بودو لعام 1874. حصل المهندس الفرنسي إميل بودو على براءة اختراع لجهاز تلغراف طباعي تُترجم فيه الإشارات تلقائيًا إلى أحرف طباعية. خصص لكل حرف رمز مكون من خمسة بتات، يُفسر ميكانيكيًا من حالة خمسة مفاتيح تشغيل/إيقاف. كان على المشغلين الحفاظ على إيقاع ثابت، وكانت سرعة التشغيل المعتادة 30 كلمة في الدقيقة. ^{[ 62 ]}

في هذه المرحلة، أصبحت عملية الاستقبال آلية، لكن سرعة ودقة الإرسال كانتا لا تزالان تعتمدان على مهارة المشغل البشري. وقد حصل تشارلز ويتستون على براءة اختراع أول نظام آلي عملي. كانت الرسالة (بشفرة مورس ) تُكتب على شريط مثقب باستخدام جهاز يشبه لوحة المفاتيح يُسمى "ستيك بانش". يقوم جهاز الإرسال بتمرير الشريط تلقائيًا وإرسال الرسالة بسرعة فائقة آنذاك بلغت 70 كلمة في الدقيقة.

آلات الطباعة عن بعد

اخترع فريدريك ج. كريد جهاز طباعة عن بُعد ناجحًا في بداياته . في غلاسكو، ابتكر أول مثقب لوحة مفاتيح، يستخدم الهواء المضغوط لعمل الثقوب. كما ابتكر جهاز إعادة تثقيب (مثقب استقبال) وطابعة. كان جهاز إعادة التثقيب يثقب إشارات مورس الواردة على شريط ورقي، وتقوم الطابعة بفك تشفير هذا الشريط لإنتاج أحرف وأرقام على ورق عادي. كان هذا هو أصل نظام كريد للطباعة الآلية عالية السرعة، الذي كان يعمل بسرعة غير مسبوقة بلغت 200 كلمة في الدقيقة. اعتمدت صحيفة ديلي ميل نظامه للبث اليومي لمحتويات الصحيفة.

مع اختراع آلة الكتابة عن بعد ، أصبحت عملية التشفير التلغرافي مؤتمتة بالكامل. استخدمت آلات الكتابة عن بعد الأولى شفرة بودو ITA-1 ، وهي شفرة مكونة من خمسة بتات. لم تُنتج هذه الشفرة سوى 32 رمزًا، لذا تم تعريفها بشكل زائد إلى "إزاحتين" و"حروف" و"أرقام". وكانت كل مجموعة من الحروف والأرقام مسبوقة برمز إزاحة صريح وغير مشترك. في عام 1901، قام دونالد موراي بتعديل شفرة بودو .

في ثلاثينيات القرن العشرين، تم إنتاج أجهزة الطباعة عن بعد بواسطة شركة Teletype في الولايات المتحدة، وشركة Creed في بريطانيا، وشركة Siemens في ألمانيا.

بحلول عام ١٩٣٥، كان توجيه الرسائل آخر عقبة كبيرة أمام الأتمتة الكاملة. بدأت شركات التلغراف الكبرى بتطوير أنظمة تستخدم الاتصال الدوار الشبيه بالهاتف لربط أجهزة التلغراف. سُميت هذه الأنظمة الناتجة "تيلكس" (مقسم التلغراف). في البداية، كانت أجهزة التيلكس تُجري اتصالًا نبضيًا على غرار الهاتف الدوار لتبديل الدوائر ، ثم تُرسل البيانات عبر بروتوكول ITA2 . وقد أدى هذا النوع من توجيه التيلكس "النوع أ" إلى أتمتة توجيه الرسائل بشكل فعال.

تم تنفيذ أول شبكة تلكس واسعة النطاق في ألمانيا خلال ثلاثينيات القرن العشرين ^{[ 63 ]} كشبكة تستخدم للتواصل داخل الحكومة.

بمعدل 45.45 (±0.5٪) باود - الذي كان يعتبر سريعًا في ذلك الوقت - يمكن لما يصل إلى 25 قناة تلكس أن تشترك في قناة هاتفية واحدة بعيدة المدى باستخدام تقنية التلغراف الصوتي المتعدد ، مما يجعل التلكس أقل الطرق تكلفة للاتصال الموثوق به لمسافات طويلة.

تم إدخال خدمة تبادل التلغراف الآلي إلى كندا بواسطة شركة CPR Telegraphs وشركة CN Telegraph في يوليو 1957، وفي عام 1958، بدأت شركة Western Union في بناء شبكة التلكس في الولايات المتحدة. ^{[ 64 ]}

بعد فترة وجيزة من تشغيل أولى أنظمة التلغراف الناجحة، طُرحت فكرة إمكانية نقل الرسائل عبر البحر بواسطة كابلات الاتصالات البحرية . وكان من أبرز التحديات التقنية عزل الكابل البحري بشكل كافٍ لمنع تسرب التيار الكهربائي إلى الماء. في عام ١٨٤٢، قدّم الجراح الاسكتلندي ويليام مونتغمري ^{[ ٦٦ ]} مادة غوتا بيركا ، وهي عصارة لاصقة مستخرجة من شجرة بالاكويوم غوتا ، إلى أوروبا. وسرعان ما اكتشف مايكل فاراداي وويتستون مزايا غوتا بيركا كمادة عازلة، وفي عام ١٨٤٥، اقترح الأخير استخدامها لتغطية السلك الذي كان من المقرر مدّه من دوفر إلى كاليه . وقد استُخدمت غوتا بيركا بالفعل كعازل على سلك مدّ عبر نهر الراين بين دويتز وكولونيا . ^{[ 67 ]} في عام 1849، قام سي في ووكر ، وهو كهربائي في سكة حديد الجنوب الشرقي ، بغمر سلك بطول ميلين (3.2 كم) مغطى بمادة غوتا بيرشا قبالة ساحل فولكستون، وقد تم اختباره بنجاح. ^{[ 66 ]} 

سعى جون واتكينز بريت ، وهو مهندس من بريستول ، وحصل على إذن من لويس فيليب عام 1847 لإنشاء اتصال تلغرافي بين فرنسا وإنجلترا. وتم مدّ أول كابل بحري عام 1850، رابطاً بين البلدين، وتلاه مدّ كابلات إلى أيرلندا والأراضي المنخفضة.

تأسست شركة التلغراف الأطلسي في لندن عام 1856 بهدف إنشاء كابل تلغراف تجاري عبر المحيط الأطلسي. وقد أُنجز المشروع بنجاح في 18 يوليو 1866 على متن السفينة إس إس غريت إيسترن ، بقيادة السير جيمس أندرسون ، بعد سلسلة من الحوادث التي واجهتها السفينة خلال رحلتها. ^{[ 68 ]} أسس جون بيندر، أحد رجال غريت إيسترن، لاحقًا عدة شركات اتصالات، كان عملها الرئيسي مدّ الكابلات بين بريطانيا وجنوب شرق آسيا. ^{[ 69 ]} جرت محاولات سابقة لإنشاء كابلات بحرية عابرة للمحيط الأطلسي في أعوام 1857 و1858 و1865. عمل كابل عام 1857 بشكل متقطع لبضعة أيام أو أسابيع فقط قبل أن يتعطل. وقد ساهمت دراسة كابلات التلغراف تحت الماء في تسريع الاهتمام بالتحليل الرياضي لخطوط النقل الطويلة جدًا . تم ربط خطوط التلغراف من بريطانيا إلى الهند في عام 1870. (اندمجت تلك الشركات المتعددة لتشكيل شركة التلغراف الشرقية في عام 1872). قامت بعثة سفينة إتش إم إس تشالنجر في الفترة من 1873 إلى 1876 برسم خريطة لقاع المحيط تمهيداً لمد كابلات التلغراف تحت الماء في المستقبل. ^{[ 70 ]}

رُبطت أستراليا ببقية العالم لأول مرة في أكتوبر 1872 عبر كابل تلغراف بحري في داروين. ^{[ 71 ]} وقد نقل هذا الكابل الأخبار من مختلف أنحاء العالم. ^{[ 72 ]} اكتمل مدّ خط التلغراف عبر المحيط الهادئ عام 1902، ليحيط بالعالم أجمع.

منذ خمسينيات القرن التاسع عشر وحتى مطلع القرن العشرين، هيمنت أنظمة الكابلات البحرية البريطانية على شبكة الكابلات العالمية. وقد وُضع هذا كهدف استراتيجي رسمي، عُرف باسم " الخط الأحمر الكامل" . ^{[ 73 ]} في عام 1896، كان هناك ثلاثون سفينة لمدّ الكابلات في العالم، أربع وعشرون منها مملوكة لشركات بريطانية. وفي عام 1892، كانت الشركات البريطانية تمتلك وتُشغّل ثلثي كابلات العالم، وبحلول عام 1923، بلغت حصتها 42.7%. ^{[ 74 ]}

كانت شركة كيبل آند وايرلس شركة اتصالات بريطانية يعود تاريخها إلى ستينيات القرن التاسع عشر، وكان السير جون بيندر مؤسسها، ^{[ 75 ]} على الرغم من أن الاسم لم يُعتمد إلا في عام 1934. وقد تشكلت من عمليات اندماج متتالية شملت:

• شركة فالموث، مالطا، جبل طارق للتلغراف
• شركة التلغراف البريطانية الهندية للغواصات
• شركة تلغراف مرسيليا والجزائر ومالطا
• شركة التلغراف الشرقية ^{[ 76 ]}
• شركة إيسترن إكستنشن أسترالاسيا وشركة تشاينا تلغراف
• شركات التلغراف الشرقية والتابعة لها ^{[ 77 ]}

كانت حرب القرم من أوائل الصراعات التي استخدمت التلغراف، ومن أوائلها التي وُثِّقت على نطاق واسع. في عام ١٨٥٤، أنشأت حكومة لندن مفرزة تلغراف عسكرية للجيش بقيادة ضابط من سلاح المهندسين الملكي . وكان من المقرر أن تضم خمسة وعشرين رجلاً من الفيلق الملكي للمهندسين والمناجم، تلقوا تدريباً من شركة التلغراف الكهربائي لبناء وتشغيل أول جهاز تلغراف كهربائي ميداني. ^{[ ٩٠ ]}

قدّم ويليام هوارد راسل (كاتبًا في صحيفة التايمز ) توثيقًا صحفيًا للحرب، مصحوبًا بصور التقطها روجر فينتون . ^{[ 91 ]} وقد ساهمت أخبار مراسلي الحرب في إبقاء الرأي العام في الدول المشاركة على اطلاع دائم بالأحداث اليومية، بشكل لم يكن ممكنًا في أي حرب سابقة. فبعد أن مدّ الفرنسيون خطوط التلغراف إلى ساحل البحر الأسود في أواخر عام 1854، بدأت أخبار الحرب تصل إلى لندن في غضون يومين. وعندما مدّ البريطانيون كابلًا بحريًا إلى شبه جزيرة القرم في أبريل 1855، وصلت الأخبار إلى لندن في غضون ساعات قليلة. وقد حفّزت هذه التقارير الإخبارية اليومية السريعة الرأي العام البريطاني بشأن الحرب، مما أدى إلى سقوط الحكومة وتولي اللورد بالمرستون منصب رئيس الوزراء. ^{[ 92 ]}

خلال الحرب الأهلية الأمريكية، أثبت التلغراف قيمته كوسيلة اتصال تكتيكية وعملياتية واستراتيجية، وكان له دورٌ هام في انتصار الاتحاد. ^{[ 93 ]} في المقابل، فشل الكونفدراليون في الاستفادة الفعّالة من شبكة التلغراف الجنوبية الأصغر حجمًا. قبل الحرب، كانت أنظمة التلغراف تُستخدم بشكل أساسي في القطاع التجاري. لم تكن المباني الحكومية متصلة بخطوط التلغراف، بل كانت تعتمد على الرسل لنقل الرسائل ذهابًا وإيابًا. ^{[ 94 ]} قبل الحرب، لم ترَ الحكومة حاجة لربط الخطوط داخل حدود المدن، إلا أنها أدركت فائدتها في الربط بين المدن. وباعتبار واشنطن العاصمة مركز الحكومة، فقد كانت تمتلك أكبر عدد من خطوط التلغراف، ولكن لم يكن هناك سوى عدد قليل من الخطوط الممتدة شمالًا وجنوبًا خارج المدينة. ^{[ 94 ]} لم تدرك الحكومة الإمكانات الحقيقية لنظام التلغراف إلا مع اندلاع الحرب الأهلية. فبعد قصف حصن سمتر بفترة وجيزة ، قطع الجنوب خطوط التلغراف المؤدية إلى واشنطن العاصمة، مما أدخل المدينة في حالة من الذعر خشية غزو جنوبي وشيك. ^{[ 95 ] [ 94 ]}

في غضون ستة أشهر من بدء الحرب، مدّ سلاح التلغراف العسكري الأمريكي ما يقارب 480 كيلومترًا من خطوط الاتصالات. وبحلول نهاية الحرب، كان قد مدّ ما يقارب 24000 كيلومتر ، منها 8000 كيلومتر للاستخدام العسكري و5000 كيلومتر للاستخدام التجاري، ونقل ما يقارب 6.5 مليون رسالة. لم تكن أهمية التلغراف مقتصرة على الاتصالات داخل القوات المسلحة فحسب، بل امتدت لتشمل القطاع المدني، حيث ساعدت القادة السياسيين على الحفاظ على سيطرتهم على مناطقهم. ^{[ 95 ]}   

حتى قبل الحرب، مارست شركة التلغراف الأمريكية رقابة غير رسمية على الرسائل المشبوهة لمنع وصول المساعدات إلى حركة الانفصال. وخلال الحرب، سعى وزير الحرب سيمون كاميرون ، ولاحقًا إدوين ستانتون ، إلى السيطرة على خطوط التلغراف لضمان استمرار تدفق المعلومات. في بداية الحرب، كان من أوائل قرارات ستانتون كوزير للحرب نقل خطوط التلغراف من مقر ماكليلان إلى وزارة الحرب. وقد صرّح ستانتون نفسه قائلاً: "التلغراف هو ذراعي اليمنى". ساهم التلغراف في انتصارات الشمال، بما في ذلك معركة أنتيتام (1862)، ومعركة تشيكاماوجا (1863)، ومسيرة شيرمان إلى البحر (1864). ^{[ 95 ]}

كان نظام التلغراف لا يزال يعاني من عيوبه. فمع أن هيئة التلغراف الأمريكية (USMT) كانت المصدر الرئيسي لفنيي التلغراف والكابلات، إلا أنها كانت وكالة مدنية. وكان معظم المشغلين يُوظفون أولاً من قبل شركات التلغراف، ثم يُعهد بهم إلى وزارة الحرب. وقد أدى ذلك إلى توتر بين الجنرالات ومشغليهم. وكان من بين مصادر الاستياء أن مشغلي هيئة التلغراف الأمريكية لم يكونوا ملزمين باتباع الأوامر العسكرية. فعادةً ما كانوا يؤدون مهامهم دون تردد، ولكن لم يكن ذلك مطلوبًا منهم، لذا أنشأ ألبرت ماير فيلق الإشارة التابع للجيش الأمريكي في فبراير 1863. وبصفته الرئيس الجديد لفيلق الإشارة، سعى ماير إلى إخضاع جميع عمليات التلغراف وإشارات الأعلام لقيادته، وبالتالي إخضاعها للانضباط العسكري. وبعد إنشاء فيلق الإشارة، سعى ماير إلى تطوير أنظمة تلغراف جديدة. وبينما كانت هيئة التلغراف الأمريكية تعتمد بشكل أساسي على الخطوط والمشغلين المدنيين، كان من الممكن نشر وتفكيك التلغراف الميداني الجديد التابع لفيلق الإشارة بشكل أسرع من نظام هيئة التلغراف الأمريكية. ^{[ 95 ]}

خلال الحرب العالمية الأولى ، ظلت اتصالات التلغراف البريطانية شبه متواصلة، بينما تمكنت من قطع كابلات ألمانيا في جميع أنحاء العالم بسرعة. ^{[ 96 ]} فرضت الحكومة البريطانية رقابة على شركات كابلات التلغراف في محاولة للقضاء على التجسس وتقييد المعاملات المالية مع دول المحور. ^{[ 97 ]} أدى وصول بريطانيا إلى الكابلات العابرة للمحيط الأطلسي وخبرتها في فك الشفرات إلى حادثة برقية زيمرمان التي ساهمت في انضمام الولايات المتحدة إلى الحرب . ^{[ 98 ]} على الرغم من استحواذ بريطانيا على مستعمرات ألمانية وتوسعها في الشرق الأوسط، إلا أن ديون الحرب أدت إلى إضعاف سيطرة بريطانيا على كابلات التلغراف بينما تعززت السيطرة الأمريكية. ^{[ 99 ]}

أعادت الحرب العالمية الثانية إحياء "حرب الكابلات" التي دارت رحاها بين عامي 1914 و1918. ففي عام 1939، قُطعت الكابلات الألمانية عبر المحيط الأطلسي مرة أخرى، وفي عام 1940، قُطعت الكابلات الإيطالية المتجهة إلى أمريكا الجنوبية وإسبانيا ردًا على العمل الإيطالي ضد اثنين من الكابلات البريطانية الخمسة التي تربط جبل طارق ومالطا. وتعرض مبنى إلكترا هاوس ، المقر الرئيسي لشركة كابل آند وايرلس ومحطة الكابلات المركزية، لأضرار جراء قصف ألماني عام 1941.

قامت حركات المقاومة في أوروبا المحتلة بتخريب مرافق الاتصالات، مثل خطوط التلغراف، ^{[ 100 ]} مما أجبر الألمان على استخدام التلغراف اللاسلكي ، الذي كان من الممكن أن تعترضه بريطانيا. طوّر الألمان ملحقًا معقدًا للغاية لجهاز التلغراف (بالألمانية: Schlüssel-Zusatz ، أي "ملحق التشفير")، استُخدم لتشفير البرقيات، باستخدام شيفرة لورنز ، بين القيادة العليا الألمانية ( OKW ) ومجموعات الجيش في الميدان. احتوت هذه البرقيات على تقارير عن الوضع، وخطط المعارك، ومناقشات حول الاستراتيجية والتكتيكات. اعترضت بريطانيا هذه الإشارات، وشخّصت آلية عمل جهاز التشفير، وفكّت تشفير كمية كبيرة من بيانات التلغراف. ^{[ 101 ]}