Tyto transatlantický telegrafní kabely jsou podmořské kabely položené na dně Atlantského oceánu a byly použity v XIX th století a první poloviny XX th století pro komunikaci telegraf mezinárodní.
První kabel byl položen v roce 1858 přes Atlantik, mezi zálivem Foilhommerum na ostrově Valentia v západním Irsku a zátokou Trinity ve východním Newfoundlandu ( Kanada ). Prodloužila již existující podmořské kabely spojující Kanadu se Spojenými státy a Irsko s Velkou Británií.
První komunikace proběhla dne 16. srpna 1858, zkrácení času potřebného k odeslání zprávy mezi Severní Amerikou a Evropou z minimálně deseti dnů - čas potřebný k doručení zprávy lodí - na pouhých pár hodin, poté několik minut díky 1866 kabelům. transatlantický telegrafní kabely byly nahrazeny až do poloviny XX th století ze strany telekomunikačních podmořských kabelů věnovaný telefonii ( TAT-1 ) a přenos dat ( Internet ).
Před položením prvních transatlantických kabelů probíhala komunikace mezi Evropou a Amerikou pouze na lodi a silné zimní bouře někdy lodě zpozdily o několik týdnů. Transatlantické kabely dramaticky snížily latenci komunikace, což umožňuje odeslání zprávy a přijetí odpovědi ve stejný den. Tyto kabely umožňovaly první mezinárodní dálkovou telekomunikaci (mnohem dříve než po telefonu ).
William Cooke a Charles Wheatstone postavili první funkční pozemský elektrický telegraf v roce 1839. Již v roce 1840 prohlásil Samuel FB Morse svou víru v proveditelnost podmořské telegrafní linky přes Atlantský oceán. Ve 40. a 50. letech 19. století několik lidí navrhlo stavbu telegrafního kabelu přes Atlantik, včetně Edwarda Thorntona a Alonza Jackmana.
Během devítiletého období proběhlo pět pokusů o položení transatlantických kabelů: první v roce 1857, dva v roce 1858, jeden v roce 1865 a jeden v roce 1866. Nakonec byly vytvořeny poslední odkazy kabelem 1866 a kabelem 1865 (pevný konec 1866) položená Great Eastern ze Isambard Kingdom Brunel , přikázaný sirem James Anderson .
Společnost Cyrus West Field a Atlantic Telegraph Company byly odpovědné za stavbu prvního transatlantického telegrafního kabelu mezi Newfoundlandem a Irskem (přibližně 3500 km , 1886 námořních mil). Předběžné studie kladení tohoto prvního kabelu začaly v roce 1854 a tento projekt skončil v roce 1858. Tento kabel z roku 1858 fungoval pouze tři týdny, ale byl to první projekt tohoto druhu, který přinesl konkrétní výsledky. Prvním oficiálním telegramem přenášeným mezi těmito dvěma kontinenty byla blahopřejná zpráva od královny Viktorie ze Spojeného království prezidentovi Spojených států Jamesi Buchananovi ,16. srpna 1858.
Cyrus West Field vedl studii a poté položil první zaoceánský kabel s Charlesem Tilstonem Brightem jako hlavním inženýrem. Byla provedena první studie pro výběr trasy, která ukázala, že kabel mezi Irskem a ostrovem Newfoundland (Kanada) je proveditelný. Tento kabel byl navržen k prodloužení podmořských kabelů, které existovaly od roku 1856 mezi Newfoundlandem a Novým Skotskem (Kanada) (přes Cabotský průliv ) a mezi Irskem a Velkou Británií. Účelem bylo poskytnout telegrafní spojení mezi Spojeným královstvím, Kanadou a Spojenými státy. Prostředky ze zdrojů USA a Velké Británie byly získány prodejem akcií společnosti Atlantic Telegraph Company . Samotný Cyrus Field poskytuje čtvrtinu potřebného kapitálu.
Kabel sestával ze sedmi měděných drátů, každý o hmotnosti 26 kg / km ( 107 liber na námořní míli ); byla pokryta třemi vrstvami gutaperče o hmotnosti 64 kg / km ( 261 liber na námořní míli ) a zabalena do dehtovitého konopí, kolem kterého byl ve spirále položen plášť z 18 pramenů, každý složený ze sedmi kovových drátů. Sestava vážila téměř 600 kg / km (1,1 tuny na námořní míli), byla relativně flexibilní a vydržela desítky kilonewtonů (několik tun) trakce. Společně ji postavily dvě anglické společnosti - Glass, Elliot & Co. of Greenwich a RS Newall & Co. of Birkenhead . Později po výrobě bylo zjištěno, že 2 sekce byly vyrobeny s prameny zkroucenými v opačných směrech.
První pokus o pokládku v roce 1857 byl neúspěšný. Kabelové lodě byly přeměněny na válečné lodě: HMS Agamemnon a USS Niagara; každá ze 2 lodí měla kapacitu nést pouze polovinu kabelu. Pokládání kabelů začalo na White Shore poblíž hradu Ballycarbery v hrabství Kerry , na jihozápadním pobřeží Irska ,5. srpna 1857. První den se kabel zlomil, ale bylo možné ho uchopit a opravit. Zlomil se podruhé, v hloubce téměř 3200 m , a od roku 1857 byla operace pokládání opuštěna.
Následující léto po testech v Biskajském zálivu provedli Agamemnon a Niagara další pokus. Lodě se setkaly uprostřed Atlantiku, aby tam začaly pokládat kabel. Obě poloviny kabelu byly spojeny dohromady a jak se Agamemnon vydal na východ k ostrovu Valentia , Niagara na západ k Newfoundlandu . Centrální spojovací bylo provedeno na26. června 1858a položení kabelu na dno mohlo začít. Kabel se poprvé zlomil po méně než 5,5 km (tři námořní míle), podruhé po zhruba 100 km (54 námořních mil) a potřetí, když bylo položeno přibližně 370 km (200 námořních mil) kabelu.
Expedice se vrátila do Irska v Queenstownu a poté odešla18. července 1858s nadšenými posádkami. Střední spoj byl dokončen dne29. července 1858. Položení kabelu proběhlo tentokrát bez problémů. Niagara dorazil do Trinity Bay, Newfoundland dále4. srpnaa druhý den ráno se kabel dostal k pobřeží. Agamemnon uspěl také ve své cestě do Irska. The5. srpna, dorazí na ostrov Valentia a kabel dosáhne ke břehu poblíž Knightstownu na místě, které bude označováno jako „ The Telegraph Field “.
The 16. srpna 1858, první zpráva, kromě technických zpráv zaslaných elektrikáři, kteří založili systém, byla odeslána kabelem. Zpráva z Anglie zněla: „Evropu a Ameriku spojuje telegrafie, Sláva Bohu na nebi, mír a dobrá vůle lidem na Zemi.“ Královna Victoria poté zaslala blahopřejný telegram prezidentu Jamesi Buchananovi v jeho letním sídle v hotelu Bedford Springs v Pensylvánii a vyjádřila naději, že kabel bude představovat „další spojení mezi národy, jejichž přátelství spočívá na jejich společném zájmu a vzájemné úctě“. Prezident odpověděl, že „je to slavnější triumf, protože je pro lidstvo mnohem užitečnější než ty, které vyhráli bojovníci na bojišti. „ A “ Kéž se transatlantický telegraf s požehnáním nebe ukáže jako trvalé pouto míru a přátelství mezi spřízněnými národy a nástrojem určeným božskou prozřetelností k šíření náboženství, civilizace, svobody a práva ve světě. “ . Tyto první zprávy kódované v Morseovi bylo těžké dešifrovat.
Tyto zprávy vyvolaly výbuch nadšení. Následujícího rána zazněl v New Yorku pozdrav na 100 děl , ulice zdobily vlajky, zazvonily kostelní zvony a v noci bylo město rozsvíceno. The1 st září, následovala přehlídka, po níž následoval pochodňový průvod a ohňostroj, které zapálily radnici.
Fungování nového kabelu bylo ohroženo skutečností, že dva hlavní elektrotechnici ve společnosti měli velmi odlišné představy o tom, jak by měl kabel fungovat. Lord Kelvin a D r. Wildman Whitehouse byli na opačných koncích kabelu a komunikovali pouze samotným kabelem.
Lord Kelvin, který se nachází na západním konci (Newfoundland), se domníval, že stačí použít nízké napětí a detekovat pouze náběžnou hranu proudu vycházejícího z kabelu a že není třeba následně sledovat signál ( použit Morseova abeceda kladný elektrický proud pro „tečku“ a záporný proud pro „tečku“). Lord Kelvin vynalezl přesně optimalizovaný zrcadlový galvanometr pro rychlou detekci změny směru proudu.
Na východním konci kabelu (v Irsku) byl Wildman Whitehouse. Byl hlavním elektrikářem a doktorem medicíny - byl samouk v oblasti elektřiny. Whitehouse odhadl, že aby byla detekce změny směru proudu detekována co nejrychleji, měl by být kabel napájen ze zdroje vysokého napětí (několik tisíc voltů vycházejících z indukčních cívek ). Situaci zhoršila skutečnost, že zatímco na zrcadlovém galvanometru na východním konci byla vidět srozumitelná Morseova abeceda , Whitehouse trval na tom, aby byl Kelvinův galvanometr odpojen a nahrazen vlastním patentovaným telegrafním zapisovačem, který byl velmi drahý a méně citlivý.
Důsledky nesprávného zacházení a nedokonalého designu kabelů ve spojení s opakovanými pokusy Whitehouse dodávat kabelu vysoké napětí narušily izolaci kabelu; posílání zpráv trvalo déle a déle. Ke konci trvalo odeslání půl stránky textu zprávy až jeden den.
v Září 1858, po několika dnech postupného zhoršování izolace a koroze kabelu kabel selhal. V následném šetření D r Whitehouse bylo považováno za odpovědný za selhání a společnost neunikla kritice za použití elektrického inženýra bez uznávaných kvalifikací.
Někteří také argumentovali, že chybná výroba, skladování na slunci a manipulace s kabelem 1857/1858 by stejně vedly k předčasnému selhání .
Rychlé selhání (3 týdny) tohoto prvního kabelu podkopalo důvěru veřejnosti a investorů a zpozdilo úsilí o navázání nového transatlantického spojení. Občanská válka mezi 1861 a 1865 rovněž přispěla ke zpoždění projektů nových kabelů. K dalšímu pokusu došlo až v roce 1865 s mnohem vylepšenými materiály; po několika poruchách bylo spojení dokončeno a uvedeno do provozu dne28. července 1866. Tyto nové kabely se ukázaly jako odolnější.
Díky zkušenostem s kabely z roku 1858 byl za vylepšení kabelu zodpovědný Samuel Canning . Jádro sestávalo ze sedmi zkroucených pramenů velmi čisté mědi o hmotnosti 300 liber na námořní míli (73 kg / km ), potažené Chattertonovou sloučeninou , poté pokryté třemi vrstvami gutaperče , střídavě se třemi tenkými vrstvami směsi tmelící montáž a přenášení hmotnosti izolace na 400 lb / námořní míli (98 kg / km ). Jádro bylo pokryto konopím nasyceným konzervačním roztokem; Na konopí bylo spirálovitě navinuto deset pramenů z vysoce pevného ocelového drátu vyrobeného společností Webster & Horsfall Ltd ze společnosti Hay Mills ( Birmingham ), každý pokrytý jemnými manilovými vlákny impregnovanými konzervačním prostředkem. Hmotnost nového kabelu byla 35,75 cwt ( 4000 lb ) na námořní míli (980 kg / km ), což je téměř dvojnásobek hmotnosti starého kabelu. Hay Mills továrna v roce 1865 byl schopen vyrobit 30.000 mil (48.000 km ) drátů (1600 tun) provedené 250 pracovníků v jedenáct měsíců.
Kabelová loď Great Eastern , v té době nejdelší na světě (211 m ), byla schopná přepravit veškerou potřebnou délku kabelu; sám provedl položení dvou nových transatlantických kabelů v letech 1865 a 1866. Kabelové lodi v té době velil kapitán sir James Anderson . Loď měla v úložném prostoru pro kabely tři úložné prostory, skladování se provádělo na velkých cívkách. Tato kabelová loď mohla nést délku kabelu 2300 námořních mil (4300 km ).
O půlnoci 15. června 1865, Great Eastern opustil ústí Temže v Anglii, aby se připojil k ostrovu Valentia, kde bylo spojení s telegrafním kabelem mezi Irskem a Anglií. The31. červencepo položení 1 066 mil (1 968 km ) kabelu se kabel zlomil. Great Eastern vrátila do Anglie, pak dostal dva nové mise podle anglo-amerického Telegraph Company . Prvním bylo položení nového kabelu mezi Anglií a Kanadou ( Heart's Content v Newfoundlandu), druhým bylo dokončení nedokončeného položení kabelu z roku 1865. Great Eastern byl upraven tak, aby zlepšil vybavení mostu, který s tímto kabelem manipuloval.
The 13. července 1866, začal pokládat nový kabel. Přes obtížné počasí a malou viditelnost loď úspěšně dokončila svoji misi během dne27. července 1866, do přístavu Heart's Content v Newfoundlandu (Kanada). Druhý den ráno v 9 hodin zpráva od Times úvodník z Anglie dosáhla loď: „Je to skvělá práce, sláva pro náš národ a pro muže, kteří dělali to možné“ . Spojení se zemí bylo navázáno během dne. Následovalo to29. červencevýměna telegramů mezi královnou Viktorií a prezidentem Spojených států Andrewem Johnsonem .
The 9. srpna 1866, Great Eastern je zpět na moře s posláním najít ztracený kabel dovnitřČervence 1865, pak pokračovat v instalaci až k Newfoundlandu . Najít ztracený kabel uprostřed oceánu je jako hledat jehlu v kupce sena. Robert Halpin , kapitán kabelové lodi během této mise, našel oblast, kde se kabel zlomil. Několik dní loď pomalu hrabala mořské dno pomocí drapáku připevněného k lodi. Kabel byl poprvé přiveden zpět na povrch, než se bohužel uvolnil z drapáku a vrátil se na dno. O čtyři dny později byl kabel znovu připojen, zvedací operace bude trvat 26 hodin, než bude kabel vidět na palubě lodi. Poté, co elektrikáři zkontrolovali integritu kabelu, byl starý kabel připojen k kabelu v nákladním prostoru kabelové lodi. Loď obnovila směr a rozvinula kabel směrem ke Kanadě. Heart's Content , malá kanadská vesnice nacházející se v Newfoundlandu, byla dosažena v sobotu7. září 1866. Great Eastern dokončil své poslání; nyní existovaly dvě funkční transatlantické telegrafní linky .
Další transatlantické kabely byly poté položeny mezi Foilhommerum (ostrov Valentia, Irsko) a Heart's Content (Newfoundland) v letech 1873, 1874, 1880 a 1894; další byly instalovány mezi Spojenými státy (Duxbury v hrabství Plymouth a Cape Cod ) a Francií ( Brest-Déolen ), Portugalskem nebo Belgií. Na konci XIX th století, britské kabely, francouzštině, němčině a US spojil Evropě a Severní Americe a byl důmyslný síť telegrafických sdělení. V 70. letech 19. století byly zavedeny duplexní a kvadruplexní ( multiplexní ) přenosové systémy, aby bylo možné přenášet více zpráv současně na každém kabelu. V roce 1928 bylo mezi Evropou a Kanadou nebo Spojenými státy 21 transatlantických telegrafních kabelů.
První podmořský kabel spojující Francii a USA byl položen v roce 1869 Francouzskou transatlantickou kabelovou společností . Spojovala sever Goulet de Brest s Cape Cod poblíž Bostonu přes Saint-Pierre-et-Miquelon . Byl položen, stejně jako kabel z roku 1866, britskou lodí SS Great Eastern . Čtyři další transatlantický telegrafní kabel následuje před koncem XIX th století .
Tyto podmořské kabely udrželi monopol na transatlantické telekomunikace vynálezu a vývoji první telegrafní zaoceánské pomocí rádiových vln ( TSF ) na začátku XX th století (první demonstrace od Guglielmo Marconi v roce 1901).
Zprávy byly původně odesílány operátorem, který používal Morseovu abecedu . Příjem na kabelu 1858 byl velmi špatný a přenos jediného znaku (jedno písmeno nebo jedno číslo) trvalo dvě minuty rychlostí asi 0,1 slova za minutu. A to navzdory použití velmi citlivého zrcadlového galvanometru , v té době nového vynálezu. Přenos první kabelové zprávy v roce 1858 trval více než 17 hodin.
U kabelu z roku 1866 se výrazně zlepšily způsoby výroby kabelů i odesílání zpráv. Kabel 1866 mohl přenášet osm slov za minutu - 80krát rychleji než kabel 1858. Cena za zprávu o délce dvaceti slov nebo méně, včetně adresy, data a podpisu, byla 100 $ zlato .
Oliver Heaviside a Michael Idvorsky Pupin v následujících desetiletích pochopili, že šířka pásma kabelu je omezena nerovnováhou mezi kapacitní a induktivní reaktancí , která způsobuje silný rozptyl a tedy zkreslení signálu (viz rovnice telegrafních operátorů ). Tento problém lze vyřešit použitím kovové stínící fólie nebo nabíjením cívek (zvaných „Pupinovy cívky“) umístěných v pravidelných intervalech na kabelu.
Teprve v XX th století, že rychlost přenosu zpráv o transatlantických kabelů dosahuje 120 WPM.