통신기술 통신기술 ::전신전신 , , 전화전화 , , 무선전신무선전신

전신전신 (( 傳信傳信 , Telegraphy), Telegraphy) 교통과 통신을 분리시킨 첫 번째 기술 ? No!

electric telegraph 이전에 optical telegraph그 이전엔 ?

3000mile 커버80mile/3 분

용도는 ?언제까지 사용 ?

전신전신 (( 電信電信 , Electric , Electric Telegraphy)Telegraphy)

쿠크와 모스는 과학의 문외한 휘트스톤은 전신의 상업적 중요성에 대해 무관심

Samuel Morse

전신 발명 스토리전신 발명 스토리 과학 실험실의 실험기구들 (1920 년대 )

전지 , 전자석 , 검류계 , 스위치… “ 전기회로”

전기회로를 통신장치로 실용화하기 위한 과제 장거리 저항

전지의 직렬 연결과 계전기 (1930 년대 , 헨리 ) 효율적인 부호 체계 및 가시화 장치 (1937)

5 바늘 2 바늘 1 바늘 & 사운더 ( 쿠크 & 휘트스톤 ) 모스 부호 & 프린터 or 사운더 ( 모스 & 베일 )

어디서 사용 ?

Cooke-Wheatstone 5-Cooke-Wheatstone 5- 바늘 전신기 바늘 전신기 (1837)(1837)

5 개의 검류계 사용

작동법 매우 간단 But 비용 문제

( 많은 전선 이용 탓 )

Cooke-Wheatstone 2-Cooke-Wheatstone 2- 바늘 전신기 바늘 전신기 (1843)(1843)

바늘 동작 “횟수”로 문자 식별 Down-Down : A D-D-D : B D-Up : D U-D-U-D : Y

London-Slough 철도 전신선 개통 (1843)

이후 1- 바늘 & 사운더로 개량

Samuel Morse (Samuel Morse ( 미국미국 )) 그림을 그리던 가난한 홀아비 1832 년 뉴욕으로 오던 배에서 전기실험

구경 전자석을 이용한 신호 전달 구상

전신기 연구에 몰두 장거리 전송 실패게일로부터 헨리의 계전기 아이디어 배움

1837 년에 첫 전신기 발명 ( 매우 조악 ) Alfred Vail 과 동업 : 기기 개량 + Morse

부호

정부로부터 3 만불의 지원을 얻어 (1943)워싱턴 - 볼티모어 전신 개설 & 시연 (1944)

Morse 의 첫 전신기 (1837)

Morse 의 두 번째 전신 수신기와 프린터 (1844)

“WHAT HATH GOD WROUGHT” 미국 국회도서관에 보관되어 있는 최초의 공식 모스 전신 전송( 워싱턴볼티모어 , 1844 년 5 월 24 일 ) 기록지 . 엠보싱 리본 종이에 점과 선으로 출력 . 전송 문구는 특허국장의 딸 Annie Ellsworth 가 고른 것으로 , 성경 23:23 의 구절이다 .

전신의 용도전신의 용도 용도가 분명치 않았던 초기 전신

“ 누가” , “ 왜” 돈을 내고 메시지를 빨리 보낼 것인가 ? 그렇지만 곧 수요 출현

영국의 경우 1843 년 철도 상행 - 하행선 정보를 교환하기 위해 첫

개설 1845 년 Tawell 사건 언론이 전신을 이용하기 시작 1850 년이 되면 이미 영국 내에 2 천 마일의 전신선 설치

미국의 경우 언론이 첫 고객 :

1846 년 멕시코 전쟁 (7 일거리 ) 최초의 미디어 사건 주식 정보를 원하는 은행 , 투자기관 , 군부 , 철도회사로

확산 몇 년 사이에 전신 붐이 일어남 ; 10 년 동안에 3 만 마일

Tawell Tawell 사건 사건 (1945)(1945) 1845 년 1 월 1 일 Slough 에서

애인을 살해한 John Tawell 이런던으로 열차를 타고 도망

당시 Slough 에서 London 으로 보낸 전신 문구“A murder has just been committed at Salt Hill and the suspected murderer was seen to take a first class ticket to London by the train that left Slough at 7.42pm. He is in the garb of a Kwaker with a brown great coat on which reaches his feet. He is in the last compartment of the second first-class carriage”이 문구를 보내는 데 사용된 전신기가 바로 2- 바늘 전신기

런던에서 체포 !

전신의 확장 전신의 확장 : “: “ 제국의 신경망”제국의 신경망” 해저 전신

영국 - 프랑스 (1852), 영국 - 미국 (1866), 영국 - 인도 (1866경 )

왜 ? 영국의 경우 해저전신은 식민지 통치에 결정적 역할 세포이 항쟁 (1857) vs. 파쇼다 사건 (1898) 19세기 말 , 영국 - 인도 매년 2백만 통의 전보

해저 전신 및 전신 확장의 영향 국제전신연합 (International Telegraph Union, 1865)

국가간 전신 메시지의 송수신 절차 , 표준 , 가격 결정 전신의 어려움 해결 과정에서 물리학의 입지 상승 및 변화

초장거리 전신의 문제 톰슨의 거울 검류계 톰슨의 지위 상승 & 대학 실험실의 도구로 정착

저항 , 전류 , 전압 등 물리학 표준 단위의 확립과 정밀 측정 지하 전신의 신호 지연 문제 장이론에 기반한 문제 해결

영국내 장이론 ( 사용 ) 확산

19131913 년의 세계 전신망년의 세계 전신망

세계 8 번째 불가사의 : 대서양 케이블

19 세기의 Cyber lover

전신의 문제점전신의 문제점 ?? 훈련된 사람들만이 전신을 쓸 수 있다는 문제 보통 사람이 office 에서 전신을 쓸 수 있는 방법 필요 ?

Q: 이러한 기술적 필요가 “전화”를 낳았는가 ?A: 전신 시스템은 매우 효과적 : 전보 심부름꾼 (messenger boy)

Western Union

전화의 동시 발명전화의 동시 발명Alexander Graham Bell vs. Elisha Gray

Elisha Gray (1835-1901)Alexander Graham Bell(1847-1922)

Elisha GrayElisha Gray 전신 전문가 (32세 때 전신 중계기 특허 ) 이자 당시 미국 전신을 독점하던 Western Union 의 협력업체 Gray & Barton 사의 대표 (나중 Western Electric)

1874 년 , 우연히 특정한 톤 (tone) 이 전달되는 현상 발견 이를 다중전신기 또는 음악 전신 개발에 응용할 생각을 함 음성 전송의 가능성 알아챘지만 , 전화는 장난감 정도라 생각 그레이의 변리사 : “ 전화는 과학적으로 신기한 물건에

불과하다” 1876 년 2 월 14 일

목소리를 송수신하는 발명에 caveat( 특허권보호신청 ) 냄 그러나 몇 시간 전에 Bell 이 같은 발명품에 대한 특허 신청 장난감에 대해서 법정 분쟁을 할 필요가 없다는 변리사와 재정후원자의 조언에 따라 법정 소송 철회 나중에 후회

Alexander Graham BellAlexander Graham Bell 전신 전문가 아닌 농아학교 교사 . 소리를 가시화하는 데 관심 학생 Mabel Hubbard 과 사랑에 빠짐 . 아버지 Gardiner

Hubbard 는 전신사업 투자자 . Bell 에게 결혼의 조건으로 다중전신기를 발명해서 돈을 벌 것을 요구 . 그러나 Bell 은 처음부터 음성 전신에 연구의 초점을 맞춤

1875 년에 전화에 대한 기본 아이디어를 생각해 냄 1876 년 2 월 14 일

Bell 이 아닌 Hubbard 가 특허 신청 ( 전신에 대한 관심 때문에 )

특허 제목도 “전신 개량 (Improvement in Telegraphy)” 특허 말미에 간단하게 목소리의 전달 기구 설명한 정도

당시는 아직도 또렷한 말 (speech) 을 전송하지 못하던 상태 그럼에도 3 월 7 일 특허를 받음 ; 이후 집중실험

3 월 10 일 성공

BellBell 의 성공의 성공 . But. But 1876 년 3 월 10 일 :

“왓슨 , 이리 와봐 . 좀 보세”(Mr. Watson, come here. I want to see you)

1876 년 7 월 필라델피아 전시회에서의 능숙한 시연 But

관심을 거의 끌지 못함 주문 의뢰 없음 Hubbard 는 Western Union 에 벨의 특허를 10 만 불에 팔아 버리려 함 . 이마저도 WU 의 거절

결국 독자적으로 Bell Telephone Company 창립 (1877) 결혼이 허가됨 ; Bell 은 Mabel 에게 1500 주를 결혼 선물로

1876 년 3 월 10 일 first speech transmission 이 성공했을 때 이를 기록한 노트북

전화 사업을 둘러싼 분쟁전화 사업을 둘러싼 분쟁 Western Union 의 전화에 대한 관심과 실패

Bell 이 소규모로 전화를 가설하자 Western Union 이 이에 관심

Edison 에 의뢰하여 탄소 송화기 만들어 경쟁 시도 Gray의 특허 소송 지원 but 패소 결국 Bell Co 가 전신을 침범하지 않고 , WU 도 전화에서 손을 떼는 것으로 마무리 ( 미국에서 전화 특허는 1877-1894까지 Bell Co 가 독점 )

1894 년 특허 만료 이후 경쟁 상태 돌입 Bell 은 1907 년 American Telephone & Telegraph

(AT&T) 설립 : 미국 내 장거리 전화 사업 독식 프랑스는 국유화 ( 비싼 가격 , 저통화율 유지 ); 영국은 작은 회사 난립 . 우체국에서 총괄

전화의 용도는전화의 용도는 ?? 1920 년대 전까지 가정에서 전화 사용 안 함 . 그렇다면 ?

전화 사용료는 매우 비쌌음 . 한달 사용료가 평균 급료의 1/3 선 .

대부분 전화는 기업에서 사용 ( 전신의 연장 ) 전화기를 대여해서 돈을 범 ( 사무실 - 사무실 , 사무실 - 현장 )

교환기의 개발과 여성 전화 교환원 교환원으로 젊은 여성이 대규모로 고용 자동 교환 기술이 나온 뒤에도 여성 교환원 시스템 유지 . 왜 ?

경제적 , 기술적 , 문화적 요인 있음 1920-30 년대 이후에야

가정주부가 전화를 사용 ; 일상의 수다용

자동교환시스템 자동교환시스템 vs vs 전화교환원전화교환원 Venus Green, “Goodbye Central:

Automation and the Decline of Personal Service in Bell System” (1995)

초기의 전화 사업 제한된 이용자 층 / 기존 통신 수단인 전신과 경쟁해야 하는

상황 새로운 유형의 고객 유치 위해 노력 : 개인서비스 & 부가서비스

교환원의 역할 고객의 요구를 정중히 들어주고 , 최대한 편하게 전화를

이용하도록 조력 유능하고 , 신뢰할만하며 , 예의바른 하인

고객과 교환원의 규범적 관계 고객은 임의의 교환원이 아닌 정해진 한 명의 교환원과 통화 번호가 아닌 이름을 통한 연결

1920 년대 전화 교환시스템의 자동화(1) 기술적 요인 : 자동교환 시스템이 기술적으로 안정적이 되었음(2) 경제적 요인 : 임금상승 교환시스템의 자동화 필요성 절감 (3) 문화적 요인 : 고객 - 교환원의 문화적 연결고리 점진적으로 약화

이 시기에 이르러 완전히 해체

1880 년대 뉴욕 시가사진에 보이는 전선은 무엇 ?

헤르츠헤르츠 (Hertz)(Hertz) 의 전자기파 발견의 전자기파 발견 영국 물리학자 Maxwell 전자기파를 이론적으로 예측

(1865) “ 빛은 전자기파의 일종” 과연 전자기파란 것이 있는가 ?

독일 물리학자 Hertz 전자기파 실험적으로 발견 (1887) 몇 미터 떨어진 곳에서 전자기파 탐지 성공 편광상태 , 반사와 굴절 현상 , 간섭 등의 성질 조사 빛과 같은 실체 ! 수 m 의 파장 길이 측정 파장만 다른 빛 !

Hertz 의 실험장치 (1887)

마르코니의 착상마르코니의 착상 : Wireless (: Wireless ( 전선 없는 전선 없는 전신전신 ))

당시 헤르츠 실험 장치의 의미당시 헤르츠 실험 장치의 의미 물리학자들에게 헤르츠 실험 장치란 ?

전자기파 송신 거리 짧아 통신에 이용하기엔 부적합 실험도구 ! 즉 실험실 밖으로 가져갈 물건이 아님

코히러 (coherer) 등 민감한 수신기 개발하긴 했지만 ,전파의 송신거리를 늘리는 작업이 주된 관심 아니었음

전자기파의 속성을 연구하기 위한 광학장치 전자기파는 “보이지 않는 빛” 짧은 파장의 전자기파를 이용 . 편광 , 굴절 , 산란 현상 분석 올리버 로지 : “ 발진기 -광원 , 수신기 ( 코히러 )-눈” 비유 간혹 , 등대를 대체할 “배 - 해안 간 통신” 떠올리기도

유선전신의 기술자들은 ? 확립된 전신의 확장과 개량에 몰두 짧은 전파거리의 전자기파에서는 가능성 찾지 않음

실용적 응용을 생각한 사람들 크룩스 , 러더퍼드 , 잭슨 , 마르코니

마르코니의 무선전신 개발 마르코니의 무선전신 개발 (1894-1(1894-1895)895) 이탈리아의 기술대학에서 전신 공부 중 헤르츠 실험 접함 헤르츠의 실험장치를 무선전신으로 개량하겠다는 목표 “짧은 송수신 거리”를 결정적 문제로 파악 헤르츠 실험 장치 개량 시작

송신기 개량 : 유도코일의 크기와 절연 보강 & 작은 송신 안테나 부착

수신기 개량 : “민감도”와 “안정성” 모두 높여야 코히러 부착 및 개량 (민감도 증가 ) & 태퍼 부착 ( 안정성 증가 ) 계전기 연결 미약한 전류 증폭 (유선전신에서 사용되던 장

치 ) 높은 저항 연결 유도전류에 의한 오작동 방지 코히러에 날개 모양의 컨덴서 부착 안테나 역할

마르코니의 코히러 (1895-1905)

마르코니의 송신기와 수신기마르코니의 송신기와 수신기

2mile 2mile 송수신 성공 송수신 성공 (1895)(1895) 안테나의 지면 접지 아이디어가 큰 몫 담당

유선전신과의 동일성 확보 노력의 일환

Marconi 의 첫 무선 시스템 특허 (1896)

당시 유선전신에서 지면 접지는 필수적 :

접지를 하면 “대지 귀로 (earth return)” 원리에 의해 한 개의 전선만으로도 통신을 할 수 있기 때문

?

마르코니의 무선전신 사업 개시마르코니의 무선전신 사업 개시 이탈리아에서 영국으로 ! (1896)

이탈리아 국내의 반응 냉담 영국 체신국과의 교감 . 영국 특허 신청 특허 인가 (1897) 이후 체신국과 인연 끊고 자신의 사업을 시작

특허의 중요성을 일찌감치 간파 1897 년 특허 + 1900 년 동조 (tuning) 에 대한 7777 특허

영국 최고의 변리사 몰턴 고용 . 2 개의 특허로 무선 사업 독점

시장은 ? 영국의 Post Office 가 통신에 수수료를 받는 것을 불허

처음에는 전신 장비를 돈을 받고 빌려주는 식으로 국내의 전신 시스템은 너무 잘 발달되어 있었음 처음에는 틈새시장인 ship-to-shore 통신에 만족 1900 년 이후에 값비싼 해저전신 대체 시장 창출 !

Marconi 와 그의 “블랙박스” (1897 경 )

Marconi 의 “블랙박스” 개봉 (1900 경 )

올리버 로지와의 분쟁올리버 로지와의 분쟁 마르코니의 성공과 그 장치의 단순함 충격

로지의 주장 : 마르코니의 무선전신 장치는 이미 물리학자들에 의해 발명된 것들을 한 데 모아놓은 것에 불과

그러나 그들 장치는 전자기파 실험을 위한 장치였을 뿐

그것들 모아서 전신기 만들겠다는 목표를 세운 것은 마르코니

그것을 실용화할 만큼 개량하는 것도 간단한 일이 아니며마르코니만의 아이디어 ( 계전기 부착 , 안테나 접지 ) 도 중요했음

오히려 마르코니의 강력한 특허권과 독점 성향과

특히 이탈리아 사업가의 영국 이익 침해 우려로 인한마르코니의 영향력을 견제하기 위한 반발

그럼에도…

동조동조 (tuning, syntony) (tuning, syntony) 문제문제 마르코니는 생각하지 못했음 영국의 물리학자 Lodge 가 처음으로 생각 특허 (1897)

로지의 해법 가변코일 (L)

특정 주파수의 신호만 송수신

Transmitter 를 박스 안에 넣기( 일종의 closed circuit) 균질하고 깨끗한 신호 송신

로지의 동조 특허 (1897)

마르코니의 동조 연구 마르코니의 동조 연구 ((1898-1900)1898-1900) 시장의 요구 : 최대 고객이었던 군대 ( 특히 해군 )

아무나 들을 수 있는 통신방식은 쓸 수 없음 로지의 공조 시스템의 약점 : 짧은 송신 거리

“근본적 딜레마” : open vs. closed 회로

마르코니의 “장거리” 무선전신 기획을 위해서는 로지의 동조 시스템은 채택 불가능 ( 송신거리 + 특허 때문 )

[장거리 송신 + 정밀한 동조 ] 두 마리 토끼 잡아야 7777 특허 (1900)

Marconi’s Open circuit Lodge’s Closed circuit

radiator good bad

oscillator bad (dirty) good

마르코니의 마르코니의 7777 7777 특허특허 open( 세고 ) + closed( 정밀한 ) 송신 회로가 관건

당시 물리학자들은 불가능하다고 보았음 100mile 정도까지 무선전신 성공

실린더 모양의 송수신기 ( 실패 !!!)

Jigger( 일종의 변압기 )7777 특허 (1900)

open

closed

새로운 시장새로운 시장 : : 대서양 횡단 대서양 횡단 반대 의견

지구는 둥글지만 전파는 직진 전송거리 길어야 200mile 일 것 높은 전력을 필요로 할 텐데 , 주변 신호 교란할 것 현 재정상황에서 도박은 무리

마르코니 장파는 지표면으로 다닐 수 있다는 믿음 재정 상황 해결을 위해서라도 새로운 시장 개척해야 1901 년 12 월 유명한 대서양 무선전신 통신에 성공 (2000mile)

이것 때문에 성공 ?

영국 영국 Poldhu Poldhu ------------------ 캐나다 캐나다 Signal Hill, St. Johns Signal Hill, St. Johns

플레밍 ( 발전소 시스템 전공 전기과학자 ) 고용 발전공학과 접목 : 기존 송신기의 4백배 출력

“S… S… S”

2000mile

숨은 성공 요인숨은 성공 요인

타이타닉타이타닉 (1912)(1912) 과 무선전신과 무선전신 타이타닉 사고를 둘러싼 무선전신 관련

이야기 인접한 캘리포니아호에서 빙산의 존재를 무전으로 알렸지만 ,

타이타닉호는 다른 통신을 하고 있었기 때문에 사고를 당함 사고 직후 , 타이타닉호는 구조신호 “ CQD” 를 타전했지만 ,

인접한 캘리포니아호의 무선기사는 취침중 . 레나호는 무선장비 없었음멀리 있던 카페이티아호에서 구조신호 수신 , 생존자 712여명 구조

뉴욕의 데이비드 사노프는 사고 소식 수신하여 특종 위의 전신기사들 모두 마르코니 회사의 직원 ! 아마추어 라디오 햄 (ham) 이 뉴스 메시지를 교란했다는 비난

귀결 : 라디오 법 (1912) & 무선통신의 국제기구 및 규약 모든 배는 무선전신 기기를 장착해야 함

마르코니 회사 주식 폭등 마르코니 회사의 배타적 운영과

통신사의 자질도 문제점으로 거론 상호통신 의무 , 조난통신의 절대 우선권 ,

모든 선박에 대한 해안국 수신 의무 시간 정해 조난신호를 청취할 의무 ,

조난신호 청취 위한 침묵시간 설정 혼신 및 교란 금지 & 용도별 주파수 할당 및

아마추어들의 전파 사용 제한