خط الإشارة

خلال 1790-1795، في ذروة الثورة الفرنسية، احتاجت فرنسا إلى نظام اتصالات سريع وموثوق به لإحباط الجهود الحربية لأعدائها. كانت فرنسا محاطة بقوات بريطانيا وهولندا وبروسيا والنمسا وإسبانيا، وكانت مدينتي مارسيليا وليون متمردتان، وكان الأسطول البريطاني يسيطر على «تولون». الميزة الوحيدة التي كانت لدى فرنسا هي عدم وجود تعاون بين القوات المتحالفة بسبب عدم كفاية خطوط الاتصال. في صيف عام 1790، شرع الأخوان شابي في ابتكار نظام اتصال يسمح للحكومة المركزية بتلقي المعلومات الاستخباراتية ونقل الأوامر في أقصر وقت ممكن. نظر شابي في العديد من الطرق الممكنة بما في ذلك الصوت والدخان. لقد فكر في استخدام الكهرباء، لكنه لم يجد عزلًا للموصلات الذي سيصمد أمام مصادر الكهرباء عالية الجهد المتاحة في ذلك الوقت. استقر شابي على استخدام النظام البصري وجرى العرض العملي العام الأول في 2 مارس 1791 بين «برولون» و «بارسي»، على مسافة 16 كم (9.9 ميل). يتكون النظام من ساعة رقاصية معدلة في كل نهاية بأقراص مؤشرة بعشرة أرقام. من المؤكد أن عقارب الساعات تحركت بشكل أسرع بكثير من الساعة العادية. تم ضبط عقارب كلتا الساعتين في نفس الوقت مع إشارة للتزامن. أشارت إشارات أخرى إلى الوقت الذي يجب أن يقرأ فيه القرص. ثم يبحث عن الأرقام المرسلة في دفتر شفرات. في تجاربهم الأولية على مسافة أقصر، قرع الأخوة شابي مقلاة للتزامن. في العرض العملي، استخدموا لوحات سوداء وبيضاء روقبت باستخدام تلسكوب. اختيرت الرسالة المراد إرسالها من قِبل مسؤولي البلدة في برولون وأرسلها «رينيه شابي» إلى «كلود شابي» في بارسي الذي لم يكن لديه معرفة مسبقة بالرسالة. محتوى الرسالة «إذا نجحت، فستستمتع قريباً بالمجد». كان فقط في وقت لاحق حتى أدرك شابي أنه يمكن الاستغناء عن الساعات ويمكن استخدام نظام التزامن نفسه لتمرير الرسائل.[9][10][11]

استمر الأخوين شابي في التجارب خلال العامين المقبلين، وفي حادثتين، دُمرت أجهزتهم في «بلاسي دي ايتولي» في باريس على يد الحشود الذين اعتقدوا أنهم يتواصلون مع القوات الملكية. وساعد قضيتهم من خلال انتخاب «إيغناس شابي» في الجمعية التشريعية. في صيف عام 1792 عُيين كلود كمهندس مشغل للتلغراف ووكلت إليه مهمة إنشاء خط من المحطات بين باريس وليل، على مسافة 230 كيلومترًا (حوالي 143 ميلًا). استُخدم لنقل برقيات للحرب بين فرنسا والنمسا. في عام 1794، جلبت أخبارًا عن استيلاء فرنسي ل«كوندي سور ليسكوت» من النمساويين بعد أقل من ساعة من حدوثه. سيمر الرمز الأول للرسالة إلى ليل عبر 15 محطة خلال تسع دقائق فقط. تباينت سرعة الخط مع الطقس، لكن الخط إلى ليل ينقل عادة 36 رمزًا أو رسالة كاملة، في حوالي 32 دقيقة. انتهي من خط آخر من 50 محطة في عام 1798، مغطيًا 488 كم بين باريس وستراسبورغ. منذ عام 1803، استخدم الفرنسيون أيضًا إشارة ديبيلون ثلاثية الذراع في المواقع الساحلية لتوفير تحذير من الغارات البريطانية.[12]

حدد الإخوة شابي بالتجربة أنه كان من السهل رؤية زاوية قضيب من رؤية وجود أو عدم وجود لوحة. كان جهاز الإشارة الخاص بهم مؤلف من ذراعين خشبيين متحركين، متصلين بقطعة عرضية؛ تشير مواضع هذه المكونات الثلاثة معًا إلى حرف أبجدي. مع وجود ثقل موازن (يحمل اسم الشوك) على الأذرع، كان نظام شابي يُتحكم فيه فقط بمقبضين وكان بسيطًا ميكانيكياً ومتينًا إلى حد معقول. يمكن لكل من الذراعين بطول 2 متر عرض سبعة مواقع، ويمكن للشريط العرضي البالغ طوله 4.6 أمتار والذي يربط بين الذراعين عرض أربع زوايا مختلفة، ليصبح المجموع 196 رمزًا (7 × 7 × 4). لم تنجح العملية الليلية مع وضع المصابيح على الذراعين. لتسريع عملية الإرسال ولتوفير بعض مظاهر الأمان، تم تطوير كتاب الشفرة للاستخدام مع خطوط الإشارة. استخدمت شركة شابي شفرة أخذت 92 من الرموز الأساسية اثنين في وقت واحد لإنتاج 8464 كلمة وعبارة مشفرة.[13]

لم يوفر نظام شابي المنقح لعام 1795 مجموعة من الرموز فحسب، بل أيضًا بروتوكول تشغيلي يهدف إلى زيادة معدل الإنتاجية للخطوط إلى أقصى حد. أُرسلت الرموز في دورات من «2 خطوات و3 حركات».

• الخطوة الأولى، الحركة الأولى (التركيب):

قُلبت أذرع المؤشر لتتماشى مع العارضة المتقاطعة، لتشكيل شكل غير رمزي. ثم نُقلت العارضة في موضع الرمز الحالي.

• الخطوة الأولى، الحركة الثانية (الإرسال):

توضع ذراع المؤشر للرمز الحالي. ثم ينتظر المشغل المحطة المقابلة لنسخها.

• الخطوة الثانية، الحركة الثالثة (الإنهاء):

تحويل الشريط العرضي إلى وضع رأسي أو أفقي، مما يشير إلى نهاية الدورة.

وبهذه الطريقة، يمكن لكل رمز أن ينتشر أسفل الخط بأسرع ما يمكن للمشغلين نسخه بنجاح، مع تأكيد التسليم والتحكم في التدفق المضمن في البروتوكول. استغرق الرمز الذي أُرسل من باريس دقيقتين للوصول إلى ليل عبر 22 محطة و9 دقائق للوصول إلى ليون عبر 50 محطة. كان معدل 2-3 الرموز في الدقيقة قياسي، مع رفع الرقم يصبح عرضة للأخطاء. هذا يتوافق مع معدل 0.4-0.6 كلمة في الدقيقة فقط، ولكن مع الرسائل التي تقتصر على تلك الموجودة في دفتر الشفرات، يمكن زيادة هذا بشكل كبير.[14][15]