쿡과 휘트스톤 전신
Cooke and Wheatstone telegraph쿡과 휘트스톤 전신기는 영국의 발명가 윌리엄 포터길 쿡과 영국의 과학자 찰스 휘트스톤에 의해 발명된 1830년대에 만들어진 초기 전기 전신 시스템이다.바늘 전신의 한 형태였고, 상업 서비스에 투입된 최초의 전신 시스템이었다.수신기는 전자 코일에 의해 보드 위의 글자를 가리키기 위해 움직일 수 있는 많은 바늘로 구성되었다.이 기능은 코드를 배우기를 꺼리는 초기 사용자들과 직원 교육에 투자하기를 원하지 않는 고용주들이 좋아했다.
이후 시스템에서는 문자판이 배포되었고, 코드는 바늘의 움직임에서 직접 판독되었다.이것은 바늘의 수가 줄어들어 더 복잡한 코드로 이어졌기 때문에 생겨났다.이러한 변화는 바늘의 수와 관련이 있는 전신선의 수를 줄여야 하는 경제적인 필요에 의해 동기 부여되었다.초기 설치물 중 일부의 단열재가 악화돼 기존 전선 일부를 사용할 수 없게 되면서 변화가 더욱 시급해졌다.쿡과 휘트스톤의 가장 성공적인 시스템은 결국 1930년대까지 서비스에서 계속되었던 하나의 니들 시스템이었다.
쿡과 휘트스톤의 전신은 살인자 존 타웰을 체포하는 데 한몫을 했다.일단 타웰이 런던으로 가는 열차에 탑승했다는 사실이 알려지자, 전신은 패딩턴의 종착역 앞으로 신호를 보내 그곳에서 그를 체포하도록 하는 데 사용되었다.이렇게 전신을 범죄와의 싸움에서 사용하는 것이 신기하여 많은 홍보를 낳았고, 대중들에 의한 전신의 수용과 사용의 증가로 이어졌다.
발명가들
전신은 윌리엄 포터길 쿡과 찰스 휘트스톤의 협력으로 생겨났는데, 위트스톤 다리는 학생들에게 가장 잘 알려져 있다.이는 두 사람의 목적이 달랐기 때문에 행복한 협업이 아니었다.쿡은 그의 발명품들을 특허와 상업적으로 이용하기를 원했던 발명가 겸 기업가였다.반면 휘트스톤은 상업적 벤처에 관심이 없는 학문이었다.그는 자신의 결과를 발표하여 다른 사람들이 자유롭게 활용할 수 있도록 할 작정이었다.[1]이러한 전망의 차이는 결국 두 사람 사이에 발명의 우선권을 둘러싼 격렬한 논쟁을 야기했다.그들의 견해차는 쿡의 마크 아이삼바드 브루넬과 휘트스톤의 존 프레데릭 다니엘이 중재에 나섰다.쿡은 결국 로열티 대가로 휘트스톤의 이자를 사들였다.[2]
쿡은 휘트스톤과 제휴하기 전에 전신기 제작에 대한 몇 가지 아이디어를 가지고 있었고 전문가 자문을 위해 과학자 마이클 패러데이와 상의했었다.1836년 쿡은 전자파 멈춤쇠가 있는 시계장치 메커니즘을 포함하는 실험 전자계 시스템과 기계 전보를 모두 구축했다.그러나 실제로 실행에 옮겨진 모델에 대한 과학적 지식의 대부분은 휘트스톤에서 나왔다.쿡의 초기 사상은 대체로 폐기되었다.[3]
역사
1837년 1월 쿡은 리버풀과 맨체스터 철도의 감독들에게 60코드 기계 전신기의 디자인을 제안했다.[4]이것은 그들의 목적에 비해 너무 복잡했다; 당장 필요한 것은 리버풀 역과 역 바깥의 긴 터널을 통해 가파른 경사진 꼭대기에 있는 로프 거리 엔진 하우스 사이의 간단한 신호 통신이었다.소음과 오염을 피하기 위해 이 시기에 주요 역으로의 로프 거리는 일반적이었으며, 이 경우 경사가 너무 가파르므로 기관차가 도움을 받지 못하고 상승할 수 없었다.필요한 것은 엔진 하우스에 운반 시작하라는 지시와 같은 몇 가지 간단한 신호뿐이었다.쿡은 더 적은 코드로 더 간단한 버전을 만들 것을 요청받았는데, 그는 1837년 4월 말까지 그렇게 했다.[5]그러나 철도는 휘파람을 장착한 공압전신을 대신 사용하기로 했다.[6]이 일이 있은 직후 쿡은 휘트스톤과 파트너십을 맺었다.[7]
1837년 5월, 쿡과 휘트스톤은 알파벳 문자를 가리키기 위해 움직일 수 있는 보드에 많은 바늘을 사용하는 전신 시스템을 특허를 얻었다.특허는 5 니들 시스템을 추천했지만, 코딩에 필요한 문자 수에 따라 얼마든지 바늘을 사용할 수 있었다.런던과 버밍엄 사이에 로버트 스티븐슨이 건설한 철도 노선에 유스턴과 캠든 타운 사이에 네 개의 니들 시스템이 설치되었다.그것은 1837년 7월 25일에 성공적으로 시연되었다.[8]이것은 리버풀 프로젝트와 비슷한 신청이었다.그 마차는 캠든 타운에서 분리되어 중력 아래 유스톤으로 이동했다.캠든 타운에 있는 엔진 하우스에 신호를 보내서 마차를 대기 중인 기관차로 다시 경사로로 운반하는 시스템이 필요했다.리버풀에서와 마찬가지로, 결국 전신은 휘파람을 부는 공압식 시스템에 찬성하여 거절당했다.[9]
쿡과 휘트스톤은 1838년 패딩턴 역에서 웨스트 드레이튼까지 13마일(21km)에 걸쳐 그레이트 웨스턴 철도에 설치된 전신기로 첫 상업적 성공을 거두었다.실로 이것은 세계 최초의 상업 전신이었다.[10]이것은 5니들, 6와이어[9] 시스템이었다.케이블은 원래 강철 도관에 지하에 설치되었다.그러나 단열재 악화로 케이블이 곧 고장나기 시작했다.[11]중간 대책으로, 남은 3개의 지하선 중 3개의 바늘로 2 니들 시스템을 사용했는데, 바늘을 2개만 사용했음에도 불구하고 코드의 수가 더 많았다.[12]새로운 코드는 단순히 디스플레이를 읽는 것이 아니라 배워야 했기 때문에, 전신 역사상 처음으로 숙련된 전신 운영자가 필요했다.[13]
1843년 슬러까지 노선이 연장되자 1니들 2와이어 시스템이 설치되었다.[14]쿡 CEO는 또 매몰된 리드파이프에서 케이블을 구동하던 것에서 특허받은 세라믹 절연체로부터 극에 비절연 와이어를 정지시키는 시스템을 보다 저렴하고 쉽게 유지하는 것으로 바뀌었으며,[15] 이것이 가장 보편적인 방법이 되었다.[16]이 연장은 철도 회사가 여전히 실험적인 것으로 간주되는 시스템에 자금을 조달하기를 꺼렸기 때문에 쿡의 자비로 이루어졌다.이때까지 그레이트 웨스턴은 독점적 이용을 주장해왔고 쿡이 공공 전신국을 개설하는 것을 허락하지 않았다.쿡의 새로운 협정은 처음으로 쿡이 공공 전신 서비스를 설립할 수 있는 권리를 주는 대가로 철도청이 이 시스템을 무료로 이용할 수 있도록 했다.[17]정액 요금으로 (나중에 한 단어당 요금을 청구하는 모든 전신 서비스와 달리) 1실링의 요금이 부과되었지만, 많은 사람들은 단지 그 이상한 장비를 보기 위해 이것을 지불했다.[18]
이 때부터, 런던에서 건설되고 있는 새로운 철도에 전신의 사용이 증가하기 시작했다.런던과 블랙월 철도(또 다른 로프를 끄는 애플리케이션)는 1840년 개통 당시 쿡과 휘트스톤 전신기를 갖추고 있었으며, 그 외 많은 사람들이 뒤따랐다.[19]블랙월 철도의 관련 거리(4마일)는 증기 신호 전달에 너무 멀었고 엔지니어 로버트 스티븐슨은 전기 솔루션을 강하게 지지했다.[20]1845년 2월, 나인 엘름스에서 고스포트까지 88마일의 노선이 런던과 남서부 철도를 따라 완공되었는데, 이때까지의 어느 노선보다 훨씬 길었다.해군에서는 이 회선에 있는 민간 2인용 전신기를 포츠머스 기지와 연결하기 위해 자본 비용의 절반과 연간 1,500파운드를 지불하고 마침내 광학 전신을 대체했다.[21]1845년 9월 금융가인 존 루이스 리카도와 쿡은 전기 텔레그래프 회사를 설립했다.이 회사는 쿡과 휘트스톤 특허를 사들여 전신 사업을 공고히 했다.1869년에 그 회사는 국유화되었고 종합우체국의 일부가 되었다.[22]1 니들 전신은 영국 철도에서 매우 성공적인 것으로 증명되었고, 15,000 세트는 19세기 말에 여전히 사용되고 있었다.일부는 1930년대에 계속 복무했다.[23]
쿡과 휘트스톤 전신은 주로 영국과 대영제국에 국한되었다.하지만, 그것은 스페인에서도 한때 사용되었다.[24]영국의 전신부문이 국유화한 후, 우체국은 서서히 쿡과 휘트스톤 전신 등 그들이 물려받은 다양한 시스템을 모스 전신 시스템으로 교체했다.[25]
타웰 체포
살인 용의자 존 타웰은 1845년 1월 1일 슬러에서 패딩턴으로 가는 바늘 전신을 사용한 후 체포되었다.이것은 살인범을 잡기 위해 전신을 처음 사용한 것으로 생각된다.메시지는 다음과 같았다.
A MURDER HAS GUST BEEN COMMITTED AT SALT HILL AND THE SUSPECTED MURDERER WAS SEEN TO TAKE A FIRST CLASS TICKET TO LONDON BY THE TRAIN WHICH LEFT SLOUGH AT 742 PM HE IS IN THE GARB OF A KWAKER WITH A GREAT COAT ON WHICH REACHES NEARLY DOWN TO HIS FEET HE IS IN THE LAST COMPARTMENT OF THE SECOND CLASS COMPARTMENT[26]
Cooke와 Wheatstone 시스템은 구두점, 소문자 또는 일부 문자를 지원하지 않았다.심지어 두 개의 니들 시스템도 J, Q, Z 글자를 빠뜨렸다. 따라서 'just'와 'Quaker'의 오자.이 때문에 실수로 추정되는 K-W-A를 받은 뒤 재전송을 거듭 요청한 패딩턴의 수신사업자는 다소 어려움을 겪었다.이것은 한 작은 소년이 발신자에게 그 단어를 완성할 수 있도록 허락할 것을 제안할 때까지 계속되었고, 그 후에 그것이 이해되었다.도착 후 타웰은 형사의 미행으로 근처 커피숍으로 가 그곳에서 체포되었다.이 사건에 대한 신문 보도는 전신에 많은 홍보를 하였고 그것을 확실히 대중에게 알렸다.[26]
널리 알려진 타웰의 체포는 전신을 대중에게 더 큰 관심을 불러 일으켰고 철도 신호 전달을 넘어 널리 사용하게 된 두 가지 사건 중 하나이다.또 다른 사건은 빅토리아 여왕의 차남 알프레드 어니스트 알베르트의 출생 소식을 전보로 알린 것이었다.이 뉴스는 발표 40분 만에 이례적으로 빠른 속도로 더 타임즈에 실렸다.[27]
철도블록작업
신호블록시스템은 선로를 블록으로 나누고 신호를 이용해 이미 블록에 있는 열차가 떠날 때까지 다른 열차가 블록에 진입하지 못하도록 하는 열차안전시스템이다.이 시스템은 1842년 쿡에 의해 텔레그래픽 철도나 싱글웨이에서 단일 회선에서의 안전한 작업 방법으로 제안되었다.이전에는 열차의 분리가 엄격한 시간표에만 의존했었는데, 이는 예상치 못한 사건들을 허용할 수 없었다.처음으로 블록 작업을 사용한 것은 아마도 조지 스티븐슨이 북중부 철도 클레이 크로스 터널에 쿡과 휘트스톤 전신기를 설치했을 때인 1839년이었을 것이다.1841년에 작업을 차단하기 위한 전용 계기가 설치되었다.[28]현대 기술이 가장 붐비는 철도에서 고정된 블록을 이동 블록으로 대체할 수 있게 했다는 점을 제외하면 블록 작업이 일반화되었고 오늘날까지 그렇게 남아 있다.[29]
작전
Cooke와 Wheatstone 전신은 통전 권선의 전자기 유도에 의해 짧은 거리를 시계방향 또는 반시계방향으로 돌리기 위해 만들어질 수 있는 많은 자석 바늘로 구성되어 있었다.이동 방향은 전선의 전류 방향에 따라 결정되었다.판자에는 각 격자 교차로에 글자와 함께 다이아몬드 모양의 격자로 표시되었고, 그렇게 배열되어 두 바늘이 통전될 때 그들은 특정 문자를 가리킬 수 있었다.
쿡과 휘트스톤 시스템에 필요한 와이어의 수는 사용하는 바늘의 수와 같다.바늘의 수는 인코딩할 수 있는 문자 수를 결정한다.쿡과 휘트스톤의 특허는 5개의 바늘을 추천하고 있으며, 이것이 초기 시범 모델의 숫자였다.2, 3, 4, 5, 6에서 얻을 수 있는 코드의 수...바늘은 2, 6, 12, 20, 30...[30]각각
송신 끝에는 각 행의 각 코일에 한 쌍의 버튼인 두 줄의 버튼이 있었다.운영자는 각 행에서 하나의 버튼을 선택했다.이를 통해 코일 두 개를 각각 배터리의 양극 및 음극 단부에 연결했다.코일의 다른 끝은 전신선에 연결되었다가 수신국의 코일의 한쪽 끝에 연결되었다.수신 코일의 다른 쪽 끝은 수신 모드에 있는 동안 모두 함께 공통으로 사용되었다.따라서 전류는 양쪽 끝에 있는 동일한 두 개의 코일을 통해 흐르며 동일한 두 개의 바늘에 동력을 공급했다.이 시스템으로 바늘은 항상 쌍으로 힘을 주고 항상 반대 방향으로 회전했다.[31]
5 니들 전보
20개의 바늘 위치를 가진 5개의 바늘 전신은 완전한 알파벳을 인코딩할 수 있는 6개의 코드 부족이었다.생략된 글자는 C, J, Q, U, X, Z였다.[32]이 전신기의 큰 판매점은 사용이 간편하고 운영자 교육이 거의 필요 없다는 점이었다.송신·수신 사업자 모두에게 보내는 편지가 눈에 띄게 표시되었기 때문에 배울 코드는 없다.
어느 순간 바늘 하나를 독립적으로 움직일 수 있는 기능이 추가되기도 했다.이 작업에는 공통 반환을 위한 추가 도체가 필요했으며, 아마도 접지 반환을 통한 도체가 필요했다.[9]이것은 이용 가능한 코드 공간을 극적으로 증가시켰지만, 임의 코드를 사용하는 것은 표시장치를 간단한 알파벳 코드처럼 그리드에서 볼 수 없기 때문에 더 광범위한 운영자 훈련이 필요했을 것이다.이 때문에, 추가 기능성은 보드 가장자리 주위에 표시된 숫자에 바늘을 겨누어 숫자를 추가하는 데만 사용되었다.[33]결국 전선 수를 줄여야 한다는 경제적 필요성은 사용의 단순성보다 더 강한 동기를 입증했고, 쿡과 휘트스톤은 2 니들 및 1 니들 전신을 개발하도록 이끌었다.[12]
2 니들 전보
두 개의 바늘로 된 전신은 각 바늘에 하나씩, 그리고 공통으로 돌아오는 세 개의 전선이 필요했다.코딩은 5 니들 전보와는 다소 달랐고, 디스플레이에서 읽기보다는 학습이 필요했다.바늘은 왼쪽이나 오른쪽으로 한 번, 두 번, 세 번, 또는 양방향으로 한 번 빠르게 연속해서 움직일 수 있다.바늘, 아니 둘 다 함께 움직일 수 있었다.이로써 총 24개의 코드가 부여되었고, 그 중 하나는 정지 코드에 의해 차지되었다.따라서 각각 G, K, S로 대체한 J, Q, Z의 세 글자가 생략되었다.[26]
원래 전신에는 다른 교환원이 주의를 끌 때 울리는 벨이 달려 있었다.이것은 너무 성가셔서 없어졌다.바늘을 종착점에 대고 딸깍거리는 소리가 시선을 끌기에 충분하다는 것이 밝혀졌다.[34]
원네들 전보
이 시스템은 패딩턴에서 웨스트 드레이튼 선까지 고장 난 멀티 와이어 전신을 대체하기 위해 개발되었다.두 개의 전선만 필요했지만, 더 복잡한 코드와 느린 전송 속도가 필요했다.2 니들 시스템은 3 단위 코드(즉, 각 문자를 나타내기 위해 바늘의 최대 3 움직임)가 필요한 반면, 1 니들 시스템은 4 단위 코드를 사용했지만 전체 알파벳을 인코딩하기에 충분한 코드를 가지고 있었다.앞의 2 니들 시스템처럼 코드 단위는 바늘이 왼쪽이나 오른쪽으로 빠르게 연속적으로 빠르게 편향되는 것으로 구성되었다.바늘이 움직일 때 기둥에 부딪쳐서 벨이 울렸다.왼쪽과 오른쪽 움직임에 대해 서로 다른 톤을 제공하여 작업자가 보지 않고도 바늘이 어느 방향으로 움직였는지 들을 수 있도록 했다.[23]
코드
그 암호들은 사용된 대로 정제되고 각색되었다.1867년까지 다섯 개의 니들 코드에 숫자가 추가되었다.이것은 바늘 한 개만 움직일 수 있게 하는 공동복귀를 위한 여섯 번째 와이어의 제공을 통해 달성되었다.원래 5개의 와이어로 바늘을 쌍으로 그리고 공통 와이어가 제공되지 않았기 때문에 항상 반대 방향으로만 움직일 수 있었다.공통의 복귀 신호로 이론적으로는 더 많은 코드가 가능하지만, 모두 그리드 표시 디스플레이로 편리하게 사용할 수 있는 것은 아니다.그 숫자들은 다이아몬드 격자 가장자리 주위에 표시함으로써 계산되었다.오른쪽으로 통전할 때 바늘 1부터 5까지가 각각 1부터 5까지, 왼쪽 6부터 9까지와 0까지를 가리켰다.바늘을 움직일 때 원하는 방향에 따라 배터리의 양극 단자 또는 음극 단자에 공통 리턴을 연결할 수 있도록 전신 세트에 두 개의 버튼이 추가로 제공되었다.[36]
또한 1867년까지 1 니들 코드에 Q ()와 [note 3]Z ()의 코드가 추가되었지만, 겉보기에는 J에 대한 코드가 추가되지 않았다. 다만, 이후 바늘 전신의 판에 숫자 시프트 ()와 문자 시프트 ()에 대한 6단위 코드와 함께 Q ()와 Z ()의 코드가 표시된다.[37]대기 및 반복과 같은 조작자 제어를 위해 수많은 복합 코드가 추가되었다.이 화합물들은 두 문자가 문자 공백 없이 함께 실행되는 모스 부호에서 발견되는 프로시그와 유사하다.2 니들 번호이동 코드와 문자교대 코드도 복합체여서 오버바(overbar)로 표기된 것이다.[38]
네 바늘 전신에 사용된 암호는 알 수 없고, 그 중 어느 장비도 살아남지 못했다.12개의 가능한 코드에 어떤 문자가 할당되었는지조차 알려져 있지 않다.[9]
메모들
- ^ 샤프너(221쪽)는 K와 L에 대한 1 니들 코드를 표에 표시된 코드로 교환했다.이것은 오류로 보인다.Huurdeman(68쪽)과 Guillemin(551쪽)은 모두 이러한 코드를 표와 같이 제공하며, 이는 살아남은 악기의 예와 같다.또한, 글립스는 기구의 면에 표시되며, 오른쪽 글립은 왼쪽 글립의 거울상이다.샤프너의 배열이 이 거울 대칭을 깨뜨린다.
- ^ 후르데만(68쪽)은 스트로크 길이에 관계없이 엄격한 좌우 순서로 글리프 스트로크를 읽는다.이는 모호한 코드로 이어지기 때문에 정확할 수 없다. 예를 들어 E와 U는 똑같이 왼쪽-오른쪽으로 되어 있을 것이다.또한 글리프 마크의 거울 대칭은 오른쪽의 코드(M 이후부터)를 좌우로 읽어야 하며, 좌우로 읽으면 안 된다(그러나 여전히 짧은 획을 먼저 관찰해야 함).이 전신기가 아직 가동 중일 때 살아 있다가 영국에서 사용 중인 것을 관찰한 샤프너는 단타를 먼저 실행하는 원리의 출처(221쪽)이다.길레민은 그 원리를 명시적으로 진술하지는 않지만, 그가 눈금 마크 글립스와 숫자로 다른 코드를 주기 때문에 추론할 수 있다.
- ^ 샤프너는 글리프들이 어떻게 읽혀져야 하는지에 대해 명확한 설명을 하지 않는다.그는 "이 편지들은 각각 두 개의 편향으로 구성되어 있다"(221~222페이지)고 말하는데, 이는 그것들이 각각 다른 코드와 같거나 같지 않다는 것을 암시한다.
참조
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- 셰프너, 221쪽 (원네들, 늦음)
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참고 문헌 목록
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