Relaisverlauf: Langstreckenrekorder

Wir setzen unsere Geschichte der Entstehung eines digitalen Schalters fort und untersuchen detailliert das Auftreten des ersten Telegraphen. Schließlich sollte mit diesem Gerät der elektrische Telegraph verglichen werden. Nun, es ist nur eine interessante Sache.

Shapp Brüder

Claude Schapp lebte 1789 ohne Sorgen. Er galt als Priester und erhielt Einkommen von einer kirchlichen Wohltat auf dem Lande in Frankreich. Aber anstatt Tage damit zu verbringen, Bauernseelen zu retten, ging er nach Paris, schloss sich einer Gruppe von Philosophen an und begann, Arbeiten zur experimentellen Physik zu schreiben.

Mit dem Aufkommen der Revolution wurde sein Leben komplizierter. Die neue Regierung hob die Leistungen auf und Shapp brauchte eine neue Einnahmequelle. Seine Brüder Ignatius, Claude und Abraham waren ebenfalls arbeitslos. Die Brüder kehrten in ihre Heimatstadt in der Bretagne zurück und entwickelten ein neues Verdienstschema. Sie beschlossen, ein Fernnachrichtensystem einzurichten und es an die neue revolutionäre Regierung zu verkaufen.

Der erste Versuch, der im Winter 1790 - 1791 unternommen wurde, basierte auf einem synchronisierten Uhrensystem. Sie platzierten zwei Pendeluhren mit speziellen Symbolen auf den Zifferblättern hinter dem Haus ihrer Eltern. Eine Person, die eine Nachricht senden wollte, drückte den Gong, und auf dieses Signal hin starteten Sender und Empfänger ihre Uhr. Dann gab der Absender erneut einen Piepton ab, als der Pfeil das gewünschte Zeichen traf. Der Empfänger des Signals überprüfte sein Zifferblatt und notierte das empfangene Zeichen. Laut einem speziellen Nachschlagewerk könnten diese Zeichen verwendet werden, um Wörter zu bilden.

Shapps wusste, dass Sound nicht als praktische Methode zur Synchronisation über große Entfernungen verwendet werden kann. Claude versuchte viele andere Methoden zur Übertragung der Signale „Start the Clock“ und „Record the Symbol“, einschließlich Elektrizität - aber ohne Erfolg. Am Ende ließ er sich auf einem Brett mit einer dunklen und einer hellen Seite nieder. Das Drehen des Bretts mit der hellen Seite ersetzte den Schlag gegen den Gong. Mit Hilfe eines Teleskops konnte der Empfänger viele Kilometer zwischen der dunklen und der hellen Seite unterscheiden.

Im Sommer 1792 erkannte Claude, dass er eine Uhr mit Zifferblatt vollständig loswerden konnte, indem er einfach weitere Bretter hinzufügte. Ihre Positionen können das gewünschte Zeichen direkt codieren. Zu diesem Zeitpunkt hatten er und seine Brüder bereits genug Selbstvertrauen gewonnen und begannen, Unterstützung in der gesetzgebenden Versammlung zu suchen, der Ignatius angehörte. Sie nannten ihr Gerät "Telegraph" oder "Fernrekorder".

Infolgedessen wurden die Paneele durch ein Signalsemaphor ersetzt, das aus drei beweglichen Metallschultern an einer Stange bestand. Jede Position codierte ihren eigenen Charakter. Das ausgeklügelte Flaschenzugsystem ermöglichte es dem Bediener, das Semaphor mit Hebeln zu steuern, die genau an der gleichen Position wie das Semaphor platziert werden mussten.



Mit der Unterstützung von Gleichgesinnten aus dem neuen Nationalen Konvent erhielten die Chappes im April 1793 Mittel für die Schaffung einer Testlinie in Nordfrankreich. Zufrieden mit dem Betrieb des Geräts ordnete die Regierung den Bau einer großen Linie von Paris nach Lille an, die 225 Meilen von der nordwestlichen Grenze entfernt liegt. Im Sommer 1794 erhielt sie eine laute Anerkennung, da sie nur wenige Stunden nach der Veranstaltung Informationen über den französischen Sieg in den österreichischen Niederlanden (im Gebiet des modernen Belgien) übermitteln konnte. Mit Ausnahme von Signalleuchten und anderen alten Technologien mit derselben geringen Bandbreite hat keine einzige Nachricht eine so große Strecke schneller zurückgelegt als ein Bote auf einem Pferd.

Telegraphen-Ära

1796 schrieb Abraham Niklas Edelkrantz in seiner Abhandlung über den Telegraphen:

Bei neuen Erfindungen kommt es häufig vor, dass ein Teil der Öffentlichkeit sie für nutzlos hält, während ein anderer Teil sie für unmöglich hält. Wenn klar wird, dass die Möglichkeit und der Nutzen nicht geleugnet werden können, stimmt die Mehrheit zu, dass dieses Gerät ziemlich einfach zu erfinden war und dass sie es schon lange gewusst haben.

Nachdem die Gesellschaft den Erfolg der Erfindung bewiesen hatte, betrachtete sie das Chapps-System in Frankreich als das große Wohl der Republik, wonach Nachahmer in ganz Europa auftauchten und notwendige Korrekturen am Design vornahmen, um den Nationalstolz zu beruhigen. Der erste und beste unter ihnen war Edelkranz selbst, ein schwedischer Bibliothekar, Lehrer und Dichter, der, nachdem er im September 1794 von dem Shappov-Telegraphen gehört hatte, sofort begann, mit seinen eigenen Versionen des Projekts zu experimentieren. Großbritannien, Preußen, Spanien, die Niederlande und andere bauten im nächsten Jahrzehnt Telegrafensysteme der einen oder anderen Art.


Telegraphenstation auf einer mittelalterlichen Kirche in Montmartre (damals - außerhalb der Grenzen von Paris)

Der Telegraph mochte besonders Napoleon, der ihn als Instrument der politischen Kontrolle und der militärischen Macht benutzte. Unmittelbar nach dem Staatsstreich von 1799, der ihn zum Ersten Konsul machte, signalisierte er die Macht, die er durch eine telegraphische Nachricht erhielt: „Paris ist ruhig und ohne Inhalt“ [„Es ist ruhig in Paris und respektable Bürger sind glücklich“]. Als Kaiser leitete er den weiteren Ausbau des Systems über das Padan-Tiefland in Norditalien (die Arena seiner frühen Siege) nach Venedig.



Europäische Herrscher wie Napoleon sahen im Telegraphen vor allem in Kriegszeiten vor allem ein Instrument staatlicher Macht. Viele europäische Systeme wurden als Frühwarnsysteme gegen Invasionen während der langen Reihe von Kriegen gebaut, die durch die Französische Revolution ausgelöst wurden und bis zu Napoleons endgültiger Niederlage im Jahr 1815 dauerten. Ignatius Shapp beklagte sich in seiner Geschichte des Telegraphen, dass die höheren Kräfte es nicht für möglich hielten, den Telegraphen für den kommerziellen Gebrauch anzupassen. Er glaubte, dass Erfindungen, wenn sie eine Chance bekommen, neue transeuropäische Märkte schaffen und Paris zu einer Finanzhauptstadt machen könnten.

Stattdessen schlossen die Franzosen den größten Teil des Netzes während der jährlichen Amiens-Welt in den Jahren 1802-1803, die Briten ließen ihr System am Ende der Napoleonischen Kriege 1815 unbrauchbar werden, und das schwedische Telegraphensystem verfiel nach dem Ende der Feindseligkeiten mit Russland 1809.

Unternehmer errichteten private Handelslinien in Deutschland, Großbritannien und Frankreich, in der Regel zur Frühwarnung vor sich nähernden Schiffen. So betrieb Johann Schimdt von 1837 bis 1848 eine Strecke von Cuxhaven an der Nordsee zum Hamburger Hafen an der Elbe. Dies waren jedoch nur Ausnahmen. In den USA beispielsweise waren alle Telegraphen nur kleine Privatunternehmen - sie wurden hauptsächlich in Boston, Philadelphia und New York gebaut.

Warum hat es interessanterweise so lange gedauert, bis der Telegraph erschien? Seine physischen Elemente - Metall- und Holzteile, Riemenscheiben und Seile - sind seit der Antike bekannt. Die einzige neue Komponente, die ihre Praktikabilität erhöhte, war das Teleskop, mit dem Stationen in einem Abstand von 5 Meilen voneinander gebaut werden konnten. Aber auch dieses Instrument war zu Beginn der Experimente von Shappov fast 200 Jahre alt. In dieser Zeit wurden verschiedene Methoden zur Übertragung von Nachrichten über große Entfernungen mit Teleskopen und visuellen Signalen vorgeschlagen - eine der bekanntesten gehört Robert Hooke . Und nichts wurde daraus.

Daher sollte eine Erklärung des Phänomens nicht in Ermangelung technischer Ressourcen gesucht werden. Beharrlichkeit, Energie und politisches Geschick der Schapp-Brüder sind dafür sicherlich relevant. Ich denke auch, dass die besondere Situation der revolutionären Franzosen eine Rolle gespielt hat. Andere ahmten, während sie ihren Telegraphen imitierten, niemals Netzwerke von gleicher Größe und Größe auf.

Alle französischen Regierungen in den 1790er Jahren fühlten sich (nicht ohne Grund) in einem Zustand ständiger Belagerung und Not. Ein neues Werkzeug, das sie vor der Aktivität ihrer vielen Feinde warnen sollte, sollte ihnen gefallen. Es reicht für den Nationalen Konvent aus, die Shapps-Idee durchzusetzen, damit sie einen hohen Preis für ihr Gerät verlangen und beim Bau ihrer Linie Bäume und andere Hindernisse fällen können.

Ein Teil der Ideologie der Revolution bestand darin, die gesamte französische Nation zu vereinen und die Fragmente der Pfarrgewohnheiten der Feudalzeit zu beseitigen. Daher wurden Projekte wie das metrische System unterstützt, die viele lokale Systeme für Gewichte und Abstände durch ein angeblich rationaleres System ersetzen sollten. Der Telegraph mit seinen Türmen, die sich von einer Ecke Frankreichs zur anderen erstrecken, passt gut zur Ideologie. Bertrand Barer, ein prominenter Delegierter des Nationalen Konvents, stellte den Telegraphen in der Galerie der Erfindungen auf eine Stufe mit Buchdruck, Schießpulver und Kompass. "Dies ließ die größten Hindernisse für die menschliche Zivilisation verschwinden und ermöglichte es den Menschen, sich zu großen Republiken zusammenzuschließen."

Optisch und elektrisch

Die Existenz des Telegraphen wirkte sich auf alle Versuche aus, Nachrichten mit Elektrizität zu übertragen. Jetzt hatten die elektrischen Projektoren ein klares Beispiel, auf das sie sich konzentrieren mussten. Sie bauten eine neue Art von Telegraphen - zu verschiedenen Zeiten hieß sie elektrisch, elektromagnetisch, voltaisch, galvanisch usw. - je nach Ort, Zeit und Temperament.

Es lohnt sich, auf zwei historische Beispiele einzugehen, als sich die Entwicklungspfade optischer und elektrischer Telegraphen kreuzten.

Optisch inspiriert elektrisch

Am 10. April 1809 überquerte die österreichische Armee den Inn und fiel in das Königreich Bayern ein , ein Verbündeter Frankreichs. Napoleon wurde schnell über die nächste Telegraphenstation in Straßburg benachrichtigt. Er kam am 16. aus Paris an die Front, vertrieb die Österreicher aus Bayern und besiegte drei Monate später in der Schlacht von Wagram ihre Streitkräfte in der Nähe von Wien. Dies war der letzte große Erfolg Napoleons.



Die Minister der bayerischen Regierung waren erstaunt über die Geschwindigkeit der Ankunft Napoleons. In weniger als einer Woche machten die Nachricht und die Person eine Rundreise mit einer Länge von mehr als 1600 km, dh 150 Meilen pro Tag. Sie konsultierten ein herausragendes Mitglied der Akademie der Wissenschaften, Samuel Zemmering , und baten ihn um einen technischen Vorschlag zum Bau seines eigenen Telegraphen.

Zu ihrer Überraschung kehrte Sömmering bereits Ende des Sommers mit einem Vorschlag zurück, der nicht Shapps Telegraphen, sondern seine elektrische Version beschrieb. Es basierte auf dem Prinzip der Elektrolyse - der Trennung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff unter Verwendung von Elektrizität. Es bestand aus 35 Drähten, von denen jeder in einem separaten Tank mit Wasser endete. Die Enden der Drähte waren mit einem Buchstaben des Alphabets und einer Zahl von 0 bis 9 ausgestattet. Durch das Aufbringen von Elektrizität auf die Drähte stiegen die Blasen vor dem gewünschten Buchstaben oder der gewünschten Zahl auf.



Zemmering schickte eine Kopie des Geräts nach Paris, in der Hoffnung, dass Napoleon daran interessiert sein würde, aber der Kaiser sah sie nicht. Sein Gerät würde zu einer weiteren historischen Kuriosität werden, wie viele andere elektrische Telegraphen, die um 1800 erfunden wurden - aber es löste plötzlich eine Kette von Ereignissen aus, die fast dreißig Jahre später und 800 km von diesem Ort entfernt zum Erscheinen des ersten kommerziellen Telegraphen führten. Und Napoleon musste immer noch eine der Rollen in dieser Kette spielen. Zu gegebener Zeit werden wir auf diese Geschichte zurückkommen.

Beseitigt optisch elektrische?

Eine andere Geschichte handelt von Francis Ronalds, einem britischen Elektrizitätsversucher, Erfinder und bemerkenswerten Ingenieur. Im Sommer 1816 beschloss er, die Praktikabilität des elektrischen Telegraphen zu beweisen. In seiner einfachsten Form wiederholte sein System die ersten Experimente von Schapp - es bestand aus synchronisierten Uhren mit Zifferblättern an jedem Ende der Linie. Der Unterschied war, dass die Uhr elektrisch war.

Als er sein Auto an einen Draht anschloss, erhielten zwei Kugeln aus porösem Holzmaterial am anderen Ende des Drahtes eine Ladung und stießen sich voneinander ab. Dies war ein Signal dafür, dass der Empfänger entweder seine Uhr starten oder das Symbol vom Zifferblatt lesen und den gewünschten Buchstaben aufschreiben musste . Auf seinem Rasen spannte er 13 km Eisendraht über zwei große Holzrahmen, um zu demonstrieren, wie das System in praktischen Entfernungen funktioniert.



Ronalds schrieb an die britische Admiralität über seine neue Methode der „Übertragung telegraphischer Informationen“ und forderte ein Publikum auf, sein „Gerät“ zu demonstrieren. Admiralitätssekretär John Barrow antwortete ihm kurzerhand, dass "Telegraphen jeglicher Art jetzt völlig nutzlos sind und dass kein anderer Telegraph als der bestehende für den Dienst angenommen wird."

Diese Geschichte wird oft erzählt und weist böswillig auf Barrows Kurzsichtigkeit hin, aber es gibt ein paar subtile Punkte:

1. Das Ronalds-System war nicht wie die erfolgreichen elektrischen Telegraphen der 1840er Jahre. Es gibt keinen Grund zu der Annahme, dass der elektrische Telegraph mehrere Jahrzehnte vor Ablauf der Frist erfolgreich erschienen wäre, wenn Barrow enthusiastisch auf Ronalds 'Brief geantwortet hätte.

2. Die europäischen Staaten betrachteten den Telegraphen als militärisches Instrument, und nach dem Fall Napoleons ging die Notwendigkeit eines solchen Systems tatsächlich vorüber (oder ging stark zurück).

3. Schließlich ist die Admiralität bereits an einen ständigen Strom von Vorschlägen zur Verbesserung des Telegraphen gewöhnt, von denen die meisten von Betrügern und Verrückten an sie geschickt wurden. Ronalds selbst gab zu, dass "jeder weiß, dass der Telegraph alle in der Admiralität lange gelangweilt hat."

Die potenziellen Vorteile des elektrischen Telegraphen waren jedoch klar. Der optische Telegraph hatte viele natürliche Feinde: Regen, Rauch, Nebel, Schnee, kurze Wintertage - unter schlechten Bedingungen kann es Tage dauern, bis Nachrichten gesendet werden. Die Station der britischen Admiralität in London beispielsweise funktionierte aufgrund des "Londoner Nebels" (dh Kohlenrauch) nicht 100 Tage im Jahr. Ein elektrischer Telegraph mit gut isolierten Drähten war wetterunabhängig. Seine Botschaften würden immer sofort kommen. Darüber hinaus würde die Wartung weniger kosten, da die Menschen nur dort benötigt würden, wo die Nachrichten gesendet und empfangen wurden - und nicht in Abständen von jeweils zehn Kilometern in ländlichen Gebieten.

Es blieb jedoch unklar, ob das Potenzial für die Übertragung von Informationen mithilfe von Elektrizität ausgeschöpft wurde.

Was zu lesen:

• John J. Fahie, Eine Geschichte der elektrischen Telegraphie bis zum Jahr 1837 (1884) [Nachdruck 1974]
• Daniel R. Headrick, als Information erwachsen wurde (2000)
• Gerard J. Holzmann und Björn Pehrson, Die frühe Geschichte der Datennetze (1995)