Первого января 1864 года из Иркутска ушла телеграмма. По содержанию — ничего особенного: поздравление императору с Новым годом, дежурный верноподданнический жест. Интересно другое. Ответ из Петербурга пришел через 17 часов.

Семнадцать часов. Вроде много, да? Но вдумайтесь.

Еще лет за десять до этого депеша из Иркутска в столицу ехала с фельдъегерем. Хороший фельдъегерь покрывал шесть тысяч верст недели за три (Транссиба еще не было). Благодаря строгому документированию таких пересылок мы знаем примерные нормативы доставок: три недели считались отличным результатом. Обычная же почта шла месяц-полтора.

А тут — ответ через 17 часов. Вместе с очередями на промежуточных станциях и переписыванием депеши на узлах. Отличный результат.

Власти этой экономией времени были впечатлены настолько, что к 1870 году телеграф Российской империи стал самым протяженным в Европе — 91 тысяча километров.

Давайте проследим его историю и посмотрим, через что ходили депеши в нашей стране в XIX веке. Начнем с того, как провод вообще дополз до Иркутска. А закончим тем, как телеграмма из Лондона стала доходить до Владивостока — и кто по дороге пытался ее читать.

Стрелки барона Шиллинга

Про оптический телеграф — башни, семафоры, кодовые книги и аферу братьев Блан — я уже писал отдельную статью. Там же упоминал, что Николай I быструю связь любил и в нее вкладывался: линия оптического телеграфа Петербург — Варшава на 149 башен была на тот момент, пожалуй, самым длинным телекоммуникационным сооружением в мире. Но параллельно с башнями император спонсировал и кое-что поинтереснее.

Октябрь 1832 года. Петербургская квартира барона Павла Львовича Шиллинга, в ней — гости. Барон был человеком разносторонним: дипломат, востоковед, участник войны 1812 года, а в свободное время — электротехник-любитель.

Гостям он показал занятное устройство: клавиатура в одной комнате, а в другой — шесть стрелочных индикаторов на подвесах плюс вызывное устройство. Нажимаешь клавиши — стрелки в соседней комнате поворачиваются. Комбинация положений стрелок кодирует букву.

Шесть стрелок, у каждой два рабочих положения. По сути — шестибитный параллельный код. За сто с лишним лет до того, как слово «бит» вообще ввели в оборот.

Шиллинг прекрасно понимал, главное слабое место своего решения. Шесть стрелок — шесть проводов, плюс провод вызывного устройства, плюс общий обратный: восемь жил на одну линию. Буквально бухты кабеля, используемого максимально нерационально. Потому он работал и над сокращением числа проводов — вплоть до варианта с одной стрелкой, где буква передавалась последовательностью сигналов. То есть барон в одиночку прошел путь от параллельного интерфейса к последовательному, который индустрия потом проходила еще не раз. Параллельный быстрее, но требует больше провода. Последовательный дешевле, и на длинной дистанции дешевизна побеждает. 

Демонстрацию посетил и Николай I — собственноручно передал по аппарату фразу. Императору понравилось.

В мае 1837 года Шиллингу поручили спроектировать линию Петергоф — Кронштадт с подводным кабелем через залив — для 1830-х идея звучала запредельно смело. Но уже в июле барон умер, успев лишь обсудить проект на заседании комитета. До стройки дело не дошло. Хотя, кто знает: проживи Шиллинг хоть немного дольше — и вся история связи могла быть написана чуть иначе.

В любом случае, дело замедлилось, но не встало. Эстафету подхватил академик Борис Семенович Якоби — основоположник гальванопластики. В 1841 году он соединил телеграфом Зимний дворец с Главным штабом, потом дотянулся до Царского Села.

И вот тут русские инженеры столкнулись с первой дилеммой. Куда деть десятки километров кабеля? Очевидно, что варианта два:

• Закопать, чтобы в земле его не мог порвать ветер, наледь или слишком высокая телега.

• Пустить по воздуху — и все время следить за его целостностью. А в грозу еще надеяться, что не прилетит наводкой в виде молнии.

Приняли, в целом, логичное решение: копать. Я специально делаю на этом акцент, потому что с ходу идея с закапыванием кажется муторной и сомнительной. Но логика в ней есть. Проблема в другом: в 1841 году гуттаперчи еще не было, изолировать медь толком нечем. Поэтому подземные линии гнили и доставляли сигнал с большими проблемами. Якоби честно экспериментировал с изоляцией, но материаловедение того времени играло против него.

Так что до конца 1840-х телеграф в России оставался дворцовой игрушкой. Несколько правительственных линий, не особо делающих погоду в масштабах страны.

А потом в дело вмешалась железная дорога.

Провод вдоль железки

В 1851 году открылось движение по железной дороге Петербург — Москва (Николаевской ее назовут в 1855-м, после смерти императора). И почти сразу вдоль нее потянули телеграф. Важный момент! Железная дорога тогда — преимущественно однопутная. Поездам нужна связь между станциями: без нее договариваться об очередности проезда просто нереально. В 1852 году линия Петербург — Москва заработала.

Первую магистраль, наученные дворцовым опытом инженеры, все равно попытались сделать подземной: кабель в изоляции уложили вдоль полотна. И он начал деградировать буквально на глазах — влага, повреждения, блуждающие токи. Через пару лет от подземного варианта отказались и перевесили провод на столбы.

И оказалось, что воздушная линия на столбах с фарфоровыми изоляторами — вполне себе практичное решение. Да, наледь. Да, грозы. Да, обязательно какой-нибудь дурак найдется и фантастическим образом линию порвет. Зато дешево, ремонтопригодно и видно, где оборвалось.

Это был важный урок для связистов: обслуживаемое решение, несмотря на все недостатки, выигрывает у закопанного где-то в земле. Подземный кабель — это хорошо. Но когда у тебя двенадцать тысяч верст трассы и обходчик с лошадью в качестве ремонтной бригады — выбор очевиден.

Строила и оснащала русские линии в основном фирма Siemens und Halske. Молодая, но уже амбициозная — хотя еще далекая от той легенды, коей станет в наши дни. Карл Сименс, брат основателя, осел в Петербурге и фактически сделал Россию главным заказчиком семейного дела. Причем самым прибыльным в контракте оказалась не постройка, а обслуживание: договор на поддержание линий в исправности давал Сименсам стабильный доход годами. Знакомая бизнес-модель, правда? Продай железо дешево, заработай на сервисном контракте. Полтора века прошло, а схема все та же.

Война — двигатель прогресса

Настоящий буст российскому телеграфу (как это, увы, часто бывает) дала война. Крымская.

К началу 1850-х линий было немного. А в 1854–1855 годах строительство пошло лихорадочными темпами: Петербург — Варшава (в Европу, к союзникам и противникам поближе), на Ревель и Гельсингфорс (там ждали английский флот), Москва — Киев — Одесса и дальше в Крым. Провод до воюющего Севастополя дотянули в 1855-м. Депеша из Крыма в Петербург стала доходить за часы — вместо недели с курьером.

Тут стоит на секунду остановиться и оценить сам факт: магистрали, которые в мирное время согласовывали бы годами, в войну строили за сезоны. Siemens und Halske в эти два года развернулась в России в полную силу — в Крымскую войну ее бизнес держался на российских заказах чуть ли не целиком. Сам Вернер Сименс признавал, что поворотным в его предпринимательской карьере стал 1852 год — год первой поездки в Петербург, — и что прибыльные русские контракты спасли молодую фирму.

Насколько это серьезно, показывает одна цифра из корпоративной истории: вплоть до 1860-х петербургское отделение обгоняло берлинскую штаб-квартиру и по обороту, и по числу сотрудников. Филиал был больше материнской компании! Так что, когда в следующий раз услышите про немецкое инженерное чудо, — помните, что стартовый капитал этого чуда заработан в том числе на русской казне. Без иронии: сделка была честной, обе стороны получили что хотели.

Противник, впрочем, показал класс повыше. Весной 1855 года англичане проложили по дну Черного моря подводный кабель от Варны до Балаклавы — несколько сотен километров, уложенных за считанные недели. Лондон и Париж получили прямую связь со своими штабами под Севастополем.

Это было первое в истории боевое применение телеграфа на театре военных действий. Помимо координации войск и быстрых докладов эта история вскрыла внезапную проблему.

Начальство получило возможность командовать в реальном времени. Французские командующие взвыли почти сразу — Наполеон III слал в Крым указания прямо из Парижа, не видя ни местности, ни погоды, ни состояния войск. Такой микроменеджмент через телеграф, да. 

И все-таки пользы от телеграфа было больше. В России это видели и понимали. Выводы из войны были простыми и неприятными: связь — это стратегический ресурс, и его у нас мало. После 1856 года телеграф строили уже не как игрушку, а куда более комплексно. К 1860 году в империи работало порядка 27 тысяч километров линий и 160 станций.

Запомните эту цифру — 27 тысяч. Она нам еще пригодится для сравнения.

Точка, тире и вращающееся колесо

Теперь про матчасть. Что физически представляла собой русская телеграфная линия середины XIX века?

Столбы. Много столбов. На них — железный провод (медь дорога, а на длинных пролетах еще и провисает), фарфоровые изоляторы. Что интересно, провод был один, не пара. Это отдельная и очень интересная история.

Немецкий физик Карл Август Штейнгейль в Мюнхене экспериментировал с телеграфом вдоль железной дороги Нюрнберг — Фюрт. Сначала он пытался пустить сигнал через рельсы (идею подсказал знаменитый физик Гаусс), не вышло — и тут он обнаружил, что можно вообще выкинуть обратный провод. Достаточно закопать металлическую пластину на одном конце линии и такую же на другом — и земля сама прекрасно проводит ток между ними. По сути, земля работает как обратный провод «бесконечного сечения», то есть почти без сопротивления.

Экономия была настолько очевидной — половина провода и вся рабочая сила на его подвеску, — что открытие мгновенно разошлось по инженерному миру. Штейнгейль принципиально не патентовал идею, хотел оставить ее общим достоянием, что тоже ускорило распространение. К середине века, когда пошла серьезная стройка российского телеграфа, один провод и земля уже были де-факто стандартом. Позже, с развитием технологий это принесет проблемы. К примеру, телеграф будут глушить наведенные токи от трамваев. Но это будет много позже. А пока у нас мега-существенная экономия на таких-то расстояниях.

У станций провод спускается в помещение, которое сегодня бы назвали аккумуляторной.

Питание шло от гальванических батарей: десятки банок с цинком, медью и купоросом, которые дежурный обслуживал по регламенту. Долил электролит, зачистил электроды, записал в журнал.

Первые аппараты были стрелочные. И — угадайте чьи? Правильно, Сименс.

Если вы представляете телеграф как «ту-ту-ту-тууууу-тууууу-ту-ту», где маленькая полоска бумаги фиксирует символы, — у вас в голове уже следующее поколение телеграфа. Первые же устройства выглядели иначе. Конструктивно это пара из передатчика и приемника с одинаковыми циферблатами, по окружности которых нанесены буквы.

В передатчике — рукоятка и контактный прерыватель: при вращении рукоятки он нарезает линейный ток на серию импульсов, по импульсу на каждый шаг между соседними знаками.

В приемнике — электромагнит с якорем и храповой механизм: пришел импульс, якорь притянулся, собачка провернула храповое колесо на один зуб, стрелка сдвинулась на одну позицию. Довел стрелку до нужной буквы, сделал паузу — знак принят.

По сути, это шаговый двигатель с разомкнутым управлением: обратной связи нет, приемник слепо отсчитывает импульсы. Отсюда главная эксплуатационная беда — потеря синхронизации. Пропал в линии один импульс из-за плохого контакта или утечки — и стрелки передатчика и приемника разъехались на шаг: передают А, читают Б, и ни одна сторона об этом не знает.

Штатное лечение — периодический возврат обеих стрелок в нулевое положение и сверка. Вклад Вернера Сименса как раз в том, что он довел до ума самопрерывающийся привод, где аппарат формирует импульсы сам, синхронно с механикой. Сбоев стало заметно меньше, и именно в таком виде стрелочники пошли в серию.

Эксплуатационная логика у стрелочника была своя: работать на нем мог любой грамотный человек без знания кода. Буквы-то прямо на циферблате! Для первых линий, где обученный телеграфист был дефицитнее аппарата, идея, в общем, рабочая. Она и объясняет, почему для линии Петербург — Москва в 1851–1852 годах заказали именно 75 стрелочных аппаратов, а не морзевских.

Но есть у стрелочника один недостаток, который сильно мешает ему выполнять роль правительственного средства связи. Даже с учетом того, что оба аппарата синхронизированы, стрелочник не ведет никакой документальной фиксации передачи. А значит:

• Телеграфист может прозевать начало приема.

• Телеграфист может неверно истолковать пришедший символ.

Поэтому довольно быстро перешли на аппараты Морзе. В раннем варианте у него уже был рельефный фиксатор сообщений: приемник не рисовал точки и тире чернилами, а выдавливал их на бумажной ленте. Телеграфист читал ленту пальцами и глазами. Ее можно было перечитать, если что-то непонятно, а еще приложить к письму или сложить в архив. Какое-никакое, а документирование.

Кстати, «азбука Морзе» — это не одна азбука, а целое семейство. Оригинальный код, который Морзе с помощником Альфредом Вейлем запустили в Америке в 1844 году, был довольно причудливым: в нем жили тире разной длины, а внутри некоторых букв — паузы разной ширины. Легенда гласит, что Вейль подбирал длину сигналов, сходив в типографию и пересчитав литеры в наборных кассах: какой буквы в ящиках больше — той код короче. Так буква E получила одну точку. 

Но вот беда: американский код с его паузами внутри букв терпимо работал на слух и на местных линиях, а на длинных европейских магистралях с их искажениями превращался в источник ошибок — попробуй отличи паузу внутри буквы от паузы между буквами, когда сигнал уже «поплыл». Поэтому в 1848 году немец Фридрих Герке взял и вычистил код: выкинул внутрибуквенные паузы, оставил всего два элемента — точку и одно-единственное стандартное тире. Перекодировать пришлось примерно половину алфавита. Получившийся «гамбургский алфавит» разошелся по континенту, и в 1865 году его — с доработками — закрепили как международный код на той самой конференции, где учредили Международный телеграфный союз.

Но Америка на международный код не перешла и продолжала стучать по-своему аж до середины XX века. Два несовместимых Морзе жили параллельно десятилетиями, и телеграммы между континентами перекодировались на стыках вручную. Так что, когда вам в очередной раз расскажут про войну форматов и несовместимые стандарты — знайте, индустрия начала с этого буквально с первого дня.

Русскую азбуку Морзе, кстати, изобретали не с нуля. Взяли за основу международный код и раздали кириллическим буквам сигналы латинских по созвучию и написанию: А — это A, Б — это B, В — W и так далее. Это опять же был компромисс в эпоху редких (даже не дорогих, а именно редких) квалифицированных кадров: телеграфист, выучивший одну азбуку, почти бесплатно получал вторую, а транзитные депеши между русской и европейской сетью не требовали перекодировки на слух. Эта таблица, между прочим, дожила до наших дней — радисты и сейчас работают тем же соответствием.

А в 1865 году на линии Петербург — Москва появился зверь посерьезнее — буквопечатающий аппарат Юза. Вот про него хочу рассказать чуть подробнее, потому что для тех лет это очень передовое устройство.

Представьте два колеса с литерами по окружности — одно на передающей станции, другое на приемной. Оба вращаются синхронно, с одинаковой скоростью. Когда телеграфист нажимает клавишу, в линию уходит один-единственный импульс — и приемник в этот момент прижимает бумагу к тому знаку, который сейчас проходит мимо печатного молоточка. Вся информация закодирована не в форме сигнала, а в его моменте. Фазовое кодирование на механике 1855 года!

Проблема та же, что и у Сименса: это классическая передача, где приемник и передатчик обязаны иметь синхронизацию. Уплывет синхронизация — и вместо «ПОЗДРАВЛЯЮ» на ленте выйдет каша. Телеграфисты Юза так и мучились: перед сеансом станции «сгонялись» по скорости вращения, и держать аппарат в синхроне было отдельным ремеслом. Зато на выходе — готовый печатный текст обычными буквами, без расшифровки морзянки. Депешу можно наклеить на бланк и нести адресату.

Какова была скорость телеграфистов? Опытный морзист гнал порядка 60–80 знаков в минуту. Юзист — до сотни-полутора. По нынешним меркам, конечно, копейки, но в 1865 году это ощущалось как чудо.

Люди на линии

Аппараты — это полдела. Телеграф был прежде всего ведомством, и жило это ведомство весело.

Судите сами. Сначала телеграфами занималось Главное управление путей сообщения — логично, раз провод шел вдоль железных дорог. В декабре 1864 года телеграфы забрали у путейцев и передали в Министерство внутренних дел — директором телеграфов стал генерал Гергард, тот самый, чьими стараниями провод в 1861 году протянули от Казани до Тюмени. В июне 1865-го учредили отдельное Министерство почт и телеграфов, а с 1866 года Телеграфный департамент на долгие шестнадцать лет возглавил Карл Карлович Людерс, начинавший помощником Гергарда. Потом министерство еще не раз сольют и разольют обратно. Ведомственная чехарда вокруг связи — любимое развлечение руководства, и корни у него, как видите, глубокие.

Теперь про тех, кто сидел за ключом. Телеграфист середины века — фигура особая. Во-первых, он грамотный, что для того времени не прям диковинка, но уже немало. И писать он умеет не только руками, но и морзянкой.

Во-вторых, этот человек буквально пропускает через свои руки государственные тайны: по телеграфу ходили разные сообщения, вплоть до самых важных и секретных. А потому — дежурства, журналы, личная ответственность за каждую депешу.

Так что на входе к телеграфисту предъявляли следующие требования: грамотность, почерк и знание языков для международных станций. По меркам эпохи — вполне себе айтишник: дефицитный специалист при непонятной обывателю технике.

И заметная деталь: телеграф стал одним из первых государственных ведомств России, куда начали брать на службу женщин. С середины 1860-х телеграфистки появляются на станциях — сперва со всякими оговорками (незамужние, с поручительством, на отдельных должностях), но появляются. Работа с аппаратом Юза вообще считалась подходящей для женских рук: там клавиатура, похожая на фортепианную, и барышень, игравших на рояле, обучали заметно быстрее. Не буду перебарщивать с обобщениями про эмансипацию, но факт остается фактом: путь женщин на государственную техническую службу в России начался с телеграфного ключа.

Отдельного слова заслуживает тариф. Платили за телеграмму пословно, и чем дальше адресат — тем дороже. Отсюда родился знаменитый телеграфный стиль: «ВЫЕЗЖАЮ СРЕДА ВСТРЕЧАЙ ВОКЗАЛ ЦЕЛУЮ». Люди на ходу изобрели сжатие текста с потерями — выкидываем предлоги и союзы, смысл восстанавливается по контексту. Мы, кстати, проходили это еще раз на своем веку: SMS по 160 символов породили ровно тот же язык, вплоть до «ok» и «нз». Дай человеку канал с пословной оплатой — и он сожмет свой язык за одно поколение, безо всяких алгоритмов Хаффмана.

Задержки и ретрансляция

Теперь поговорим про сам процесс передачи. Наивно думать, что, если нажать ключ в Петербурге, он тут же щелкнет во Владивостоке. Прямой электрической цепи на двенадцать тысяч верст в 1860-е не существовало: линия не одна, а составная. Депеша шла по цепочке станций. На узловой станции ее принимали на ленту, записывали в журнал, ставили в очередь — и передавали дальше, в следующее плечо, уже свежей рукой другого телеграфиста.

Дальше я хочу показать вам, как именно ходили депеши, и провести удивительные аналогии с современной связью. И вновь подтвердить мысль, что основы пакетной передачи были заложены куда раньше, чем многим кажется:

• Метаданные. Каждая депеша несла служебный заголовок: откуда, куда, сколько слов, когда подана.

• Задержки на оборудовании. Время прохождения складывалось не столько из физики (сигнал по проводу бежит с околосветовой скоростью), сколько из очередей на узлах. Депеша могла лететь по плечу за минуты — и лежать на узловой станции час, ожидая, пока телеграфист догонит очередь.

• ARQ (перезапрос при ошибке). Каждое переписывание депеши — это шанс на ошибку: ослышался, недожал ключ, перепутал похожие сочетания. Служебные правила требовали в сомнительных случаях запрашивать повтор (привет, ARQ и перезапрос пакета). А в важных депешах практиковали обратную сверку: приемная станция передавала текст обратно, отправитель сличал его. Дорого, вдвое дольше, зато надежно.

•  Приоритизация трафика. Правительственные депеши шли вне всякой очереди — телеграфист бросал текущую работу. Дальше — служебные телеграммы самого ведомства (в основном это была информация связанная с авариями на линиях, потому служебный трафик о повреждениях был важнее коммерческого). И только потом — частные депеши в порядке подачи. Получался такой QoS с тремя классами обслуживания, реализованный на уровне должностной инструкции.

Как выглядел путь конкретной депеши? Условный купец подает на станции бланк. Чиновник считает слова, принимает плату, ставит номер и время — депеша встает в исходящую очередь. Телеграфист выстукивает ее на соседний узел, там принимают на ленту, расшифровывают, записывают, ставят в свою очередь на следующее плечо. И так — сколько потребуется раз. На конечной станции текст переписывают на бланк начисто, и рассыльный несет его адресату. Да-да, последняя миля — снова ногами. От подачи до вручения депеша могла смениться на ленте и бланке пять-семь раз, и на каждом узле оставался ее след в журнале.

Я это все расписываю не ради красивых параллелей. Просто, когда читаешь телеграфные регламенты XIX века, возникает стойкое дежавю: люди решали ровно те же задачи, что и разработчики сетевых протоколов сто лет спустя. Очереди, приоритеты, подтверждения, повторы, журналирование. Не знаю, как вам, но меня это не перестает удивлять.

На этом с устройством сети пока все. Во второй части — поговорим о том, как провод тянули через Сибирь на Тихий океан, как американцы чуть не построили телеграф из Сан-Франциско в Москву через Берингов пролив и почему из этой затеи вышла продажа Аляски. А еще — датчане, иероглифы в морзянке и вооруженная охрана подводного кабеля. Заинтриговал?

Размещайте облачную инфраструктуру и масштабируйте сервисы с надежным облачным провайдером Beget.
Эксклюзивно для читателей Хабра мы даем бонус 10% при первом пополнении.