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2025-02-17

ChatGPT 4o先生、まじ先生

先生何でも知ってるな

電気通信が登場するより前の通信歴史

今日通信歴史について学びたいです、電気通信が登場する以前の通信歴史についてお教えてください

高卒おじさんでも分かるように説明してね

1.古代通信手段

(1)口伝(くでん)と使者 (2)狩猟戦争における合図 (3)狼煙のろし

2.古代文明の文字による通信

(1)楔形文字メソポタミア)・ヒエログリフエジプト) (2)郵便制度の発展

3.中世通信手段

(1)紀元5世紀15世紀 (2) 烽火(ほうか)・のろし (3)飛脚制度日本

4.近世(16~18世紀

(1)印刷技術新聞 (2)光学通信(腕木通信

電気通信以降の通信歴史

次に電気通信が登場以後の通信歴史についてお教えてください

1.電信発明19世紀前半)

(1)モールス電信(1830~1840年代)

(2) 海底電信ケーブル(1858年

2.電話発明19世紀後半)

(1)グラハム・ベル電話1876年

(2) 交換機の導入

3.無線通信の登場(19世紀末~20世紀初頭)

(1)マルコーニと無線電信1895年

グリエルモ・マルコーニ無線通信ラジオ通信)の実験成功

1901年大西洋横断無線通信を達成し、船舶遠距離通信活躍

(2)AMFMラジオの発展(1920年代~)

1920年代AMラジオ放送が開始され、大衆向けの放送メディアとして普及。

1933年FMラジオ周波数変調)が登場し、音質が向上。

4.テレビ人工衛星20世紀中盤)

(1)テレビ放送の開始(192030年代

(2)人工衛星通信の発展(1960年代~)

5.コンピュータインターネット誕生20世紀後半)

(1)コンピュータネットワークの発展

(2)インターネット誕生(1980~90年代

(3)携帯電話の普及(1990年代~)

6.現代通信技術21世紀~)

(1)スマートフォンの普及(2010年代~)

(2) 5G・6G通信2020年代~)

(3)衛星インターネット宇宙通信

腕木通信

腕木通信の仕組みについて教えてください

1. 基本構造

腕木通信塔は以下の要素で構成されます

通信塔(セマフォア塔) 高い場所に建てられ、見晴らしの良い地点に設置される。直線上に複数の塔が並び、情報リレー方式で伝える。

腕木(アーム)一般的には2本または3本の可動式の木製の腕。腕の角度を変えることで、異なる文字数字表現する。

制御機構 塔の内部には腕木を動かすためのハンドルロープがあり、通信員が操作する。

2.通信の流れ

(1)情報符号

腕木通信では、腕木の角度を組み合わせてアルファベット数字を表す符号が決められていました。

例: ある位置の角度が「A」、別の角度が「B」を意味する。組み合わせることで単語文章を伝達。

(2) 視認と伝達

信者通信員)が塔の上で腕木を特定の角度にセットする。隣の通信塔の通信員が望遠鏡でその信号確認する。確認した通信員が同じ符号自分の塔で再現する。これを繰り返し、情報が数十~数百km先までリレー方式で送られる。

3. 腕木通信の特徴

(1) 速さ

馬や飛脚より圧倒的に速く、良好な天候なら数百km先まで数分~数時間で伝達できた。例:フランスでは、パリリール間(約230km)を約3分通信可能だった。

(2) 天候の影響

晴天時は遠くまで見えるため有効だったが、霧・雨・夜間は利用できなかった。これが電信発明へとつながる大きな要因となった。

(3)軍事行政利用

フランスではナポレオン戦争(1803-1815年)の際、軍事通信活用された。ヨーロッパ各国でも行政軍事目的で導入。

腕木通信の仕組みについてさらに知りたいです

例えばHELLOという言葉送信するにはどのようにするのですか?

アルファベット数字を表すために、腕木の角度を組み合わせた符号表(コードブック)が用意されていました。

ここでは、腕木通信で「HELLO」を送る具体的な手順を説明します。

1. 腕木通信の基本構造

腕木通信塔は以下の要素で構成されます

腕木(アーム):通常、2本または3本の可動アームが使われる。

制御機構:塔の中の操作員がロープや滑車でアームを動かす。

符号表(コードブック):各アルファベット数字特定のアームの角度が割り当てられている。

例:腕木の角度とアルファベット対応表(仮)

A =10° / 30°

B =20° / 40°

C = 30° / 50°

...

H = 80° /12

E = 50° / 90°

L = 70° /11

O = 90° / 130°

2. 「HELLO」を送る手順

腕木通信は 1文字ずつ順番に送信 し、隣の塔がそれを読み取り、次の塔に伝えるリレー方式情報を伝達します。

(1) Hを送信通信塔のオペレーターが腕木をHに対応する角度(80° /120°)に設定。隣の塔の通信士が望遠鏡確認し、同じ符号再現

(2) Eを送信 次に、腕木をEの角度(50° / 90°)に変更。これを隣の塔へリレー

(3) Lを送信(2回) Lの符号を作り、2回送信。

(4) Oを送信最後に、Oの符号(90° / 130°)を送る。

3. 実際の腕木通信での改善

略語コード表の活用

文字ごとに送ると時間がかかるため、短縮コード(例:「HLO」で「HELLO」とする)を使うこともあった。軍事通信では暗号化された符号使用

エラーチェック

送信ミスを防ぐために「確認信号」を送ることがあった。受信者が「正しく受信した」ことを示す信号を返す方式採用

数値や記号送信

単なるアルファベットだけでなく、「数字」「特別記号」も符号表で定義

10° / 30°ってなに?

A =10° / 30°

とはどういう意味なのですか?

10度のこと?30度のこと?


「A =10° / 30°」という表記は、腕木(アーム)が複数ある場合に、それぞれの角度を指定する方式です。

通常、腕木通信には2本または3本の可動アームがあり、それぞれのアームを特定の角度にセットすることで、1つの文字数字表現します。

例えば、2本の腕木(上側と下側)がある場合

「A =10° / 30°」は、次のように解釈できます

上のアーム:10° 下のアーム:30°

この2つの角度の組み合わせで「A」を表す。

確認信号ってなに?

送信ミスを防ぐために「確認信号」を送ることがあった。

>受信者が「正しく受信した」ことを示す信号を返す方式採用

これはどのような仕組みですか?

一般的確認手順として、次のような方法が考えられます

1.送信者が「A」送信

腕木を「A」対応する10° / 30° の位置にセットし、隣の塔に見せる。

2.受信者「A」を受信

望遠鏡で腕木の角度を確認し、自分符号表と照合する。

もし「A」だと正しく認識できた場合確認信号を送る。

3.受信者確認信号送信

確認信号(例:「了解」を示す特定の腕木角度、または短い「OK信号)を送信する。

例えば「50° / 90°」のように、「受信しました」の意味を持つ角度が設定される。

4.送信者が確認信号を受信

信者から確認信号を見て、正しく受信されたことを確認 する。

正しく受信された場合、次の文字(Bなど)を送信する。

もし確認信号が来ない場合、または誤りを示す信号が来た場合、もう一度「A」送信し直す。

腕木通信には、以下のようなエラーチェックの方法も考案されました:

(1) 再送要求

信者符号を読み取れなかった場合、「もう一度送ってください」という特定信号リクエスト信号)を送る。

例:「不明瞭」や「再送」を示す角度(例:60° /120°)を使用

(2)確認の二重チェック

信者だけでなく、次の塔が再び「A」を送ることで、送信者が正しく伝わったことを確認できる。

これにより、1つの塔で間違いがあっても、別の塔で補正可能

電磁電信

次にサミュエルモールス(Samuel Morse)の電磁電信機の仕組みを教えてください

モールス電信機は、次の要素で構成されています

(1)送信側(キー

電鍵(モールスキー) 手動のスイッチで、押すと電流流れる。押す時間の長短で「短点(・)」や「長点(―)」を作る。

(2)通信

電線単線または複数線)送信機と受信機をつなぐ導線。初期の電信機は1本の電線と地面(アース)を回路として利用。

(3) 受信側(電磁石スタイラス

磁石

送信側でスイッチが押されると、電流が流れて磁場が発生。電磁石作動し、紙に記録する装置が動く。記録装置スタイラス紙テープスタイラス(針) が上下に動き、紙テープに「短点(・)」や「長点(―)」を記録。初期は音ではなく、紙テープに記録する方式が使われた。

&gt;電磁石作動し、紙に記録する装置が動く。

この仕組みについて詳細に説明してもらえます

モールス電信機の受信機は、以下の主要な部品構成されています

(1) 電磁石

送信者が電鍵(モールスキー)を押すと、電流が流れ、受信側の電磁石電流が到達。電磁石が磁力を発生し、アームを引き寄せる。

(2) アーム(振り子状のレバー

磁石の磁力によってアームが動く(電流が流れた瞬間に引き寄せられる)。電流が切れると、バネの力でアームが元の位置に戻る。

(3)スタイラス(記録針)

アームの先端にはスタイラス(記録針) が付いている。アームが動くことで、スタイラス紙テープ接触し、点や線を刻む。

(4) 紙送り装置

受信機には ロール状の紙テープ がセットされており、一定の速度で送られる。紙テープ一定の速度で進むことで、信号が「短点(・)」や「長点(―)」の形で記録される。

記録の流れ

(1) 短点(・)の記録

送信者が電鍵を短く押す(例:0.1秒)。受信機の電磁石が一瞬作動し、アームが紙に軽く接触。紙に小さな点が刻まれる(・)。電流が切れると、バネの力でアームが元の位置に戻る。

(2) 長点(―)の記録

送信者が電鍵を長く押す(例:0.3秒)。受信機の電磁石が長い間作動し、アームが長時間紙に押し付けられる。紙に長い線(―)が刻まれる。電流が切れると、バネの力でアームが元の位置に戻る。

(3) スペース(間隔)

電鍵を押さな時間が長いと、記録装置には何も刻まれず、文字区切り生まれる。一定時間(例:3単位)何も信号がなければ、単語区切りとみなされる。

音響受信への進化

初期のモールス電信では、紙テープに記録された符号を手作業で解読していた。

しかし、受信機のアームが動くと「カチッ」という音がすることに気づきオペレーターが耳で直接モールス符号を聞き取る方式サウンドレシーバー方式)が生まれた。

これにより、紙に記録しなくてもリアルタイムメッセージを受信できるようになった。

電流届かなくない?

電線電流を流す仕組みを聞いた限り距離制限されそうに思えます

これについて詳しく教えてください

モールス電信機は電流電線に流して情報を伝えるため、通信距離はいくつかの制限がありました。特に、長距離になると電流が弱まり信号が減衰(減少)するという問題がありました。

ここでは、電信通信距離制限と、それを克服するための技術について詳しく解説します。

距離電信通信において、電流の減衰(弱まる)原因として次のような要因がありました。

(1)電気抵抗

電線の長さが長くなると、電気抵抗電流の流れを妨げる力)が増えるため、電流が弱まる。銅や鉄などの導線を使用していたが、特に鉄線は抵抗が大きく、距離が長くなると信号が伝わりにくくなる。

(2)電流漏れ(地面への放電

19世紀電信では、片側の導線+地面を電流の経路として使用単線電信方式)していた。しかし、湿気や土壌の違いによって電流が地面に漏れ信号が弱くなることがあった。

(3)誘導と外部ノイズ

近くに他の電信線があると、電磁誘導によって信号干渉することがあった。雷や電磁気の影響によって信号乱れることもあった。

こうした問題解決するために、いくつかの技術が導入されました。

(1)中継局リレー

リレー(中継器)」を使って信号を増幅する方法発明された。1835年、ジョゼフ・ヘンリーが電磁リレーを開発。リレーは、受信した信号を増幅して再送信することで、長距離通信可能にした。例えば、100kmごとにリレーを設置すれば、電流の減衰を防ぎ、信号を遠くまで伝えられた。

(2) 高電圧使用

初期の電信では低電圧(数V程度)だったが、より高い電圧(数十V~100V)を使うことで信号を強くし、距離を延ばした。ただし、高電圧電線の絶縁性を高める必要があるため、ゴムガラスを使った絶縁技術が発展した。

(3) 改良された電線(銅線の採用

初期の電信では鉄線が多く使われていたが、鉄は抵抗が高いため、導電率の高い銅線が採用されるようになった。銅線の採用により、長距離でも電流の減衰が少なくなり、信号が安定。

(4)海底ケーブル技術

距離の海底電信ケーブルでは、さら電流漏れを防ぐ工夫が必要だった。1858年最初大西洋横断海底ケーブルが敷設されたが、当初は絶縁技術が未熟で、短期間で故障1866年、改良された絶縁材(ガタパーチャ樹脂)を使用したケーブル成功し、長距離通信可能になった。


実際の通信距離進化

時代通信距離技術進化

1844年 64kmワシントンD.C. -ボルチモア) 初期の電信

1861年 約3,000kmアメリカ大陸横断電信リレー技術の発展

1866年 約4,000km大西洋横断海底ケーブル) 絶縁技術増幅器進化

1900年 数万kmグローバル電信網) 高電圧、改良ケーブル無線通信の併用

中継局リレー)ってなに?

中継局リレー)の仕組みを教えてください


電信通信において、距離が長くなると電流が減衰し、信号が弱くなる問題が発生しました。この問題解決するために開発されたのが 「リレー(中継器)」 です。

リレーは、弱まった電流を利用して新しい電流を作り、信号を増幅して次の区間へ送る装置 です。ここでは、リレーの仕組みを詳しく説明します。


1.リレーの基本構造

リレーは以下の主要な部品構成されています

(1) 電磁石

入力から微弱な電流流れると、電磁石作動 する。これにより、リレー内部のスイッチ(接点)がONになる。

(2)リレー接点(スイッチ

磁石の磁力でスイッチが閉じる(ON)と、新たな強い電流流れる。つまり、弱い信号トリガーとして、新しい電流を発生させる。

(3) 新しい電源

リレーPermalink |記事への反応(1) | 03:22

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