home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Telecom / 1996-04-telecom-walnutcreek.iso / history / underseas.cables < prev    next >
Internet Message Format  |  1994-06-08  |  42KB

  1. Date: Fri, 13 May 94 14:12:03 CDT
  2. From: TELECOM Moderator <telecom@delta.eecs.nwu.edu>
  3. Subject: History of Underseas Cables
  4.  
  5. Recently a correspondent to the Digest asked about the history of
  6. underseas cables ... cables which carry communications between the USA
  7. and other countries around the world.  Two very excellent responses
  8. were received and are being submitted here for your weekend reading
  9. enjoyment along with some additional commentary by John Levine. I
  10. hope you enjoy this history lesson as much as I did. It will become
  11. a permanent file in the Telecom Archives /history sub-directory.
  12.  
  13. Patrick Townson
  14. TELECOM Digest Editor
  15.  
  16.    From: johnl@iecc.com (John R Levine)
  17.    To: Brasuell_Bill@tandem.com, telecom@iecc.com
  18.    Subject: Re: Need Date of First Undersea Cable
  19.    References: <telecom14.207.7@eecs.nwu.edu>
  20.    Organization: I.E.C.C., Cambridge, Mass.
  21.  
  22. > Does anyone know the date of the first undersea cable between the USA
  23. > and Europe/UK?
  24.  
  25. The answer is about 1870.  The first trans-Atlantic cable was run
  26. between Ireland and Newfoundland in 1856-57, and signals were passed
  27. along it on 16 August 1857, but it was operated at voltages too high
  28. for the insulation it used and it failed a month later.
  29.  
  30. The first successful cable was run along the same route in 1865-66,
  31. and worked until 1877, by which time several other cables had been
  32. run.  One of those, laid in about 1870, ran from Brest in France to
  33. Duxbury MA, and would be the first between the USA and Europe.  These
  34. were all telegraph cables, of course.  (This info from the 1910
  35. Encyclopaedia Britannica.)
  36.  
  37. The first trans-Atlantic telephone cable, TAT-1, was laid in 1956.
  38.  
  39. Regards,
  40.  
  41. John Levine, johnl@iecc.com, jlevine@delphi.com, 1037498@mcimail.com
  42.  
  43.  
  44.    From: Alan.Leon.Varney@att.com
  45.    Subject: Re: Need Date of First Undersea Cable
  46.    Organization: AT&T Network Systems
  47.  
  48.    Bill, you weren't clear about the type of cable, and whether it was
  49. North America to UK or specifically a cable hitting the USA directly.
  50. So here's a chronology of Telegraph, Telephone and Radiotelephone, the
  51. three services reaching across the Atlantic before the 1960 Echo
  52. satellite.  Any good history of each service will have more details.
  53.  
  54.            TELEGRAPH
  55.      1837 - Charles Wheatstone patents "electric telegraph"
  56.  1844 - Samuel Morse demonstrates "Morse code" -- but this is the old
  57.         version, where a number is assigned to each possible word.
  58.         Alfred Vail helps him later with a "variable-length letter code".
  59.  1845 - General Oceanic telegraph Co. registered in NYC to link Europe
  60.         and North America (was this just another stock swindle?)
  61.  1847 - Gutta-percha (an inelastic latex) is discovered.  It serves as
  62.         a reliable insulator in water (reliable, but not great capacitance).
  63.  1849 - England to France telegraph cable goes into service -- and fails
  64.         after 8 days.
  65.  1850 - Morse patents "clicking" telegraph.
  66.  1851 - England-France commercial telegraph service begins.  This one
  67.         uses gutta-percha, and survives.
  68.  1858 - August 18 - First transatlantic telegraph messages via wire.
  69.         Cyrus Field (a 35-year-old retired merchant) & John Pender formed a
  70.         British company, "The Atlantic Telegraph Co."  The cable deteriorated
  71.         quickly, and failed after 3 weeks.
  72.  1861 - First USA transcontinental telegraph cable begins service.
  73.  1868 - First commercially successful transatlantic telegraph cable
  74.         completed between UK and Canada, with land extension to USA.
  75.         (Lack of repeaters & cable capacitance in insulation restricted
  76.         the cable to 2 words/minute -- signaling speed was inversely
  77.         proportional to square of length, per Lord Kelvin's prediction.
  78.         A "siphon receiving" mechanism raised that rate to 20 WPM in 1870.
  79.         Even 2 WPM beat the next fastest method; 10 days by steamship.)
  80.         Also, Werner Siemens patents a keyboard perforator for Morse code.
  81.  1874 - Baudot invents a practical Time Division Multiplexing scheme
  82.         for telegraph.  Uses 5-bit codes & 6 time slots -- 90 bps max. rate.
  83.         Both Western Union and Murray would use this as the basis of
  84.         multiplex telegraph systems.
  85.  1875 - Typewriter invented.
  86.  1880 - Oliver Heaviside's analysis shows that a uniform addition of
  87.         inductance into a cable would produce distortionless transmission.
  88.         (It would be 40 more years before Bell Labs devised a practical method
  89.         of producing uniform inductance --  "permalloy" magnetic ribbon spiral
  90.         winding around a conductor.  This would permit 400 WPM on the
  91.         New York-Azores Western Union cable in 1925.)
  92.  1901 - Donald Murray links typewriter to high-speed multiplex system, later
  93.         used by Western Union.  [ The beginnings of Teletype ? ]
  94.  
  95.                TELEPHONE
  96.  1876 - Bell patents telephone.
  97.  1877 - Bell attempts to use telephone over the Atlantic telegraph cable.
  98.         The attempt fails.
  99.  1883 - Test calls placed over five miles of under-water cable.
  100.  1884 - San Francisco-Oakland gutta-percha cable begins telephone service.
  101.  1910 - Chesapeake Bay cable is first to use loading (inductor) coils
  102.         underwater.  Contained 17 pairs of 13-guage conductors.
  103.  1915 - USA transcontinental telephone service begins (NY-San Francisco).
  104.         (Used 2500 tons of 8 guage copper on 180,000 poles, with loading
  105.         coils every 8 miles.  Three vacuum tube repeaters were initially
  106.         used -- by 1918, that was increased to 8 repeaters.  In 1920,
  107.         all loading was removed and 12 improved repeaters installed.
  108.         This resulted in doubling of the bandwidth (to 3 kHz), halving
  109.         of the loss and a 3.5-fold increase in propagation speed.
  110.         The reduction in echo was very obvious.)
  111.           (A 3-minute call was $20.70)
  112.  1921 - Key West-Havana cable begins service, using continuous loading
  113.         via "permalloy" wrap and a blend of rubber and gutta-percha.
  114.  1928 - Design of a continuously-loaded Newfoundland-Ireland cable begins,
  115.         as a joint AT&T-British Post Office project.  The planned loss was
  116.         165 dB over 1800 miles.  It used 4 layers of Perminvar tape for
  117.         loading.  Manufacturing in Germany began in 1930.  The Depression
  118.         caused all work to be abandoned.  By the late 1930s, submerged
  119.         repeaters and multiplexing promised more circuits at the same cost.
  120.  1947 - Polyethylene replaces rubber & gutta-percha as preferred insulator.
  121.  1949 - "SB" submarine cable developed by AT&T, using polyethylene + 5% butyl
  122.         rubber dielectric.  The cable was made up of a core of several dozen
  123.         steel wires, covered by a copper tube, then about .2 inches of
  124.         dielectric and another copper tube, covered by a plastic jacket
  125.         and armor.
  126.  1950 - Repeatered SB submarine cable used on Key West-Havana route.
  127.  1952 - Joint AT&T-BPO meetings at Dollis Hill lab to begin transatlantic
  128.         cable project.
  129.  1953 - Canada (Canadian Overseas Telecommunications Corp.) joins in project,
  130.         along with Eastern Telephone & Telegraph Co. (AT&T's subsidiary in
  131.         Canada).
  132.  1955 - June 28, HMTS "Monarch" leaves Clarenville, Newfoundland laying cable.
  133.         After weathering Hurricane Ione, it reaches the Firth of Lorne in
  134.         Oban, Scotland on September 26.
  135.  1956 - June 4, "Monarch" leaves Oban to lay the other cable (these are
  136.         uni-directional repeaters).  Final splice at Clarenville, August 14.
  137.         All links and channels were tested within 6 weeks.  A total of 102
  138.         repeaters were needed on the main cables.  Connections at the North
  139.         American end:
  140.         USA (29 circuits of the 35 originally available)
  141.            White Plains, NY (via L1 coaxial cable) to Albany, NY or West
  142.              Haven, Connecticut
  143.            Albany/West Haven (via K-carrier) to Portland, Maine
  144.            Portland (via TD-2 microwave) to Sydney Mines, Nova Scotia
  145.            Sydney Mines (via BPO underwater cable) to Clarenville.
  146.         Canada (6 circuits)
  147.            Montreal (via carrier on cable and open wire) to Saint John,
  148.              New Brunswick
  149.            St. John (via TD-2 microwave) to Sydney Mines (as above).
  150.  Sept. 25, 1956 at 11 am EST, Chairman Craig of AT&T calls Dr. Charles Hill,
  151.         Her Majesty's Postmaster General.  This initiates the first long-term
  152.         transatlantic telephone service, using the TAT-1 cable.
  153.     [In 1966, after ten years of service, the 1608 tubes in the repeaters
  154.     had not suffered a single failure.  In fact, more than 100 million
  155.     tube hours over all AT&T undersea repeaters were without failure.]
  156.  1963 - First cable from New Jersey to England.
  157.  1965 - First cable from New Jersey to France.
  158.  
  159.             RADIOTELEPHONE (cable's competition)
  160.  1920s- Catalina Island telephone service to mainland via radio system.
  161.         Replaced by cable in 1923 so frequencies could be used for broadcast.
  162.         For 6 weeks, a "privacy" system was tested, using inverted sidebands
  163.         and a "wobbling" carrier.  Later systems used 4 or 5 "bands",
  164.         re-ordered before transmission.  Some bands were inverted.
  165.     The band arrangement was changed a few times per minute, in synch.
  166.  1921 - British "Marconi Co." offers 3 MHz calls between England and Norway.
  167.  1923 - Amateur radio proves that high frequency radio can reach long
  168.         distances (sometimes).  Transatlantic transmission demonstrated.
  169.  1927 - first commercial transatlantic radio telephone service begins.
  170.         This uses low frequency radio from RCA's Rocky Point, Long Island
  171.         & Rugby, England transmitters.  Receivers were in Houlton, Maine
  172.         and Cupar, Scotland.  The 2800 Hz bandwidth was modulated to 33 kHz
  173.         carrier & then 92 kHz, with the lower sideband then at about 60 kHz.
  174.         Three 250-watt tubes in parallel amplified this, and fed a 2-stage
  175.         water-cooled final stage of up to 35 tubes, yielding 150-200 kW.
  176.         Low frequencies were considered more "reliable".  HF radio took
  177.         30 dB losses over day-long periods between Deal, New Jersey and
  178.         New Southgate, England during magnetic disturbances.  On those
  179.         same days, LF radio actually gained a couple of dB.
  180.           (A 3-minute call was $75.)
  181.  1929 - HF radio begins commercial transatlantic service (2 circuits!).
  182.         Transmitters in Lawrenceville, New Jersey and Rugby, England;
  183.         receivers in Netcong, New Jersey and Baldock, Hertfordshire.
  184.         (Calls used which ever radio system was working "best" at the time.
  185.         By 1931, HF was the choice 80% of the time.)
  186.  1930 - HF radio service begins to Buenos Aires.
  187.  1931 - Dixon/Point Reyes, California radio begins transpacific service.
  188.  1932 - Florida sites begin Caribbean & Central American service.
  189.  1937 - USA can call 68 countries via HF radio -- 93% of the world's
  190.         telephones are interconnected via wires & radio waves.
  191.  
  192. Al Varney
  193.  
  194.    From: Donald E. Kimberlin <0004133373@mcimail.com>
  195.    Subject: Re: Need Date of First Undersea Cable
  196.    Organization: Telecommunications Network Architects, Inc.
  197.  
  198. In article <Digest v.14, iss. 207>, Brasuell_Bill@tandem.com (Bill
  199. Brasuell) asks:
  200.  
  201. > Does anyone know the date of the first undersea cable between the USA
  202. > and Europe/UK?
  203.  
  204. > In return I'll supply a bit of trivia, in 1876 it cost $7.50 per word
  205. > to send a cablegram between New York and Buenos Aires.
  206.  
  207. I'll tell you the date, but first I'm going to make you learn some
  208. more history, to show how such things don't pop out of one head
  209. overnight:
  210.  
  211. The concept of wiring two continents together is far older than most
  212. people might know.  Telegraphers on both sides of the ocean took up a
  213. Shakespearean line from "A Midsummer Night's Dream," where Puck says,
  214. "I'll put a girdle `round the earth in forty minutes."  England's
  215. Cable and Wireless, in fact made that the title of their (privately
  216. published) corporate history book, and the most recent historian of
  217. Western Union, George Oslin, opens Chapter 11 of his epic history,
  218. "The Story of Telecommunications," with the same line, as he begins to
  219. tell about submarine telegraphy.
  220.  
  221. I'm missing my copies of the CandW book and some others at the moment,
  222. but prototypes of the art were done in crossing the River Thames at
  223. London around 1840, while Oslin reports Samuel Morse himself tried to
  224. connect New York's Battery with Governor's Island on October 18, 1842
  225.  -- but souvenir hunters cut his hand-made cable and took 200 feet away,
  226. destroying the job.  Morse was reported to build a similar experiment
  227. at Washington, DC two months later, and even suggested that a
  228. telegraph cable could be laid across the Atlantic, but Congress (even
  229. with Morse having cronies there) hadn't even acted on subsidizing
  230. that first famous Washington-Baltimore overland link of 1844 that our
  231. history books usually begin with.
  232.  
  233. By 1845, many entrepreneurs had jumped into the then-fantastic new
  234. technology of transmitting messages instantly by wire.  (Consider the
  235. revolution it portended at that point in history!)  The first of
  236. several crossings of the Hudson River and New York Harbor began in
  237. that year, not by Morse at first, but by several of his many
  238. competitors.  One quasi-competitor was Morse's personal friend, Samuel
  239. Colt (of revolver fame), who laid several crossings of the East River
  240. in New York to support Colt's local telegraph company.
  241.  
  242. But these submarine cables all lacked a needed quality: Permanence and
  243. physical durability.  The only materials for "insulating" and
  244. "waterproofing" wire at the time were things like oakite and
  245. asphaltum.  These did not last long for even short, shallow crossings,
  246. much less reaching 3,000 miles across an ocean.  The discovery of a
  247. form of rubber called "gutta percha" in 1843 led to electricians and
  248. telegraphers developing a suitable means by 1847 or so, with the
  249. British leading the development.  In 1848, the first U.S. factory to
  250. insulate wire with gutta percha opened up.  In Germany, Werner von
  251. Siemens, operating in a frenzy of creativeness similar to that of the
  252. later Thomas Edison, also had a gutta percha insulating machine
  253. developed in 1847, and Siemens laid a gutta percha cable in Kiel
  254. Harbor in 1848.
  255.  
  256. The real beginnings of global submarine cable telegraphy began with a
  257. wealthy English merchant family named Brett, who financed a cable
  258. crossing the English Channel to France in 1850.  Like a later chapter
  259. in this story, that cable failed after only a few messages were
  260. exchanged, and was finally replaced with an engineered design that
  261. could withstand the currents at the bottom of the Channel in
  262. September, 1851.  Also in the 1850-51 time frame, former aerial
  263. crossings of the Mississippi and Ohio rivers that had been wrecked by
  264. floods were replaced with submarine telegraph cables.  Development of
  265. that art continued apace in Europe, where by 1852 cables were
  266. connecting England, Holland, Germany, Denmark and Sweden, and another
  267. connected Italy with Corsica, Sardinia and even across to Africa.
  268. (Siemens was instrumental in much of this construction.)  By the time
  269. of the Crimean War, a 300-mile cable was laid across the Black Sea, so
  270. England and France had instant connectivity with their armies in the
  271. Crimea.
  272.  
  273. Meantime, in Canada, construction of telegraph companies was also
  274. moving apace, with connectivity out to the Maritime provinces and
  275. several border crossings to the U.S. completed in the same time frame.
  276. Close ties of the several companies in Canada were forming with
  277. Western Union and its competitors.  These ties are significant to a
  278. later part of the story.
  279.  
  280. The most notable driving users of the early telegraph were the press,
  281. which had reporters waiting on the docks when packet ships landed,
  282. grabbing their packets of news dispatches and running them to
  283. telegraph offices for filing into the domestic telegraph network.  As
  284. connectivity extended northward up the Atlantic coast of the U.S., the
  285. press moved first to Boston, then to Nova Scotia, to get dispatches a
  286. day or more sooner, what with shorter times from Europe by ship.
  287. Thus, connectivity to Halifax, Nova Scotia was accomplished early on.
  288. Even prior to that, some reporters would collect the news at Halifax,
  289. write it onto tissue paper and use carrier pigeons to fly it to Boston
  290. for filing to the telegraph.  Canadians can even take credit for the
  291. concept of a "pony express," having had the first riders carrying
  292. press from Halifax to Digby, Nova Scotia, where the rider boarded a
  293. ferry across the 50 miles of the Bay of Fundy to file press on the
  294. telegraph network that reached from the U.S. to St. John's,
  295. Newfoundland -- a location to later prove extremely important, even a
  296. century later.
  297.  
  298. It made sense then, to make the first transatlantic cable connect from
  299. Canada to Ireland, the shortest route through relatively shallow water
  300. across the North Atlantic. Frederick Gisborne, a founder of one of
  301. Canada's several first telegraph companies, placed a proposal before
  302. the Canadian government in 1850 to connect Newfoundland with England.
  303. Gisborne got some initial funding, and was financially ruined by New
  304. York investors who backed out on him.  He had to return to New York to
  305. find new backers, and finally, in January, 1854, met Cyrus Field, a
  306. wealthy New York paper merchant who had retired from active business
  307. at the age of 35.  Field was not a man of narrow vision, although he
  308. and Gisborne were very different people.  Field jumped into the matter
  309. with great enthusiasm, and found that, indeed, the U.S. Navy had
  310. surveyed a large area of the North Atlantic and found a shallow
  311. plateau on the ocean bottom that would provide a 1,600 mile crossing
  312. between Newfoundland and Ireland.  Amazingly, the words from the naval
  313. survey said, "...the bottom of the sea between the two places is a
  314. plateau, which seems to have been placed there especially for the
  315. purpose of holding the wires of a submarine telegraph."  Field's
  316. enthusiasm for the venture mounted further.  A flurry of activity
  317. ensued, and Field gathered a number of wealthy New Yorkers to join
  318. with him, some of them being names like Peter Cooper, Moses Taylor,
  319. Marshall O. Roberts of the Erie Railroad, and Chandler White.  This
  320. group founded the New York, Newfoundland and London Telegraph Company
  321. on May 6, 1854.  They purchased cable from the English firm of Glass,
  322. Elliott and Company, a name to later figure heavily in manufacture of
  323. submarine cables crossing most of the oceans of the earth.  An attempt
  324. to lay cable from Newfoundland to Nova Scotia in August, 1855 proved
  325. that handling a wire, no matter how strong, from the deck of a
  326. pitching ship, was no simple matter, and after several losses,
  327. connectivity was finally achieved from Newfoundland to Nova Scotia,
  328. but the funds of the company were exhausted by this effort.
  329.  
  330. Field then went to England to get further partners, and obtained them
  331. in Charles T. Bright, Chief Engineer of England's successful Magnetic
  332. Telegraph Company and John Brett, the backer of that first cable
  333. across the English Channel, in September, 1856.  Another name that was
  334. to gain some fleeting dark fame in technology, Dr. Edward Whitehouse,
  335. a physician who experimented with electricity joined a bit later.  The
  336. influence of Bright and Brett garnered support with ships for cable
  337. laying and a commitment of UK# 14,000 per year for the carriage of
  338. government messages on the new cable.  Stock sales in England were
  339. oversubscribed, and although Field reserved 25% of the shares for
  340. American investors, only 27 shares were ever sold in the U.S.  The
  341. reason: Western Union had its own grand plan to reach Europe by way of
  342. Alaska and Siberia, crossing the entire land mass of Asian Russia
  343. overland, a route that required only 25 miles of submarine cable
  344. across the Bering Strait.  Western Union's view of the Atlantic route
  345. was that it was entirely too unproved and risky, especially after
  346. evidence of the problems earlier, shorter attempts had shown.  No
  347. smart investor in the U.S. would doubt the expertise of Western Union,
  348. which was immensely profitable at that point in time.  Field even had
  349. real trouble in Congress getting U.S. government support in the form
  350. of naval ships to form half the convoy to get the wire across the
  351. ocean.  The needed resolutions in the U.S. Congress barely passed, and
  352. President Franklin Pierce only signed them into law on his last day in
  353. office, March 3, 1857.
  354.  
  355. Meantime, the Atlantic Telegraph Company, as the Bright/Brett/
  356. Whitehouse/Field-organized company was named, had ordered up 2,500
  357. miles of insulated cable, containing a single copper conductor made of
  358. seven twisted strands, surrounded by gutta percha insulation,
  359. protected and strengthened by eighteen surrounding iron wires coated
  360. with hemp and tar.  Half the cable was loaded on the British
  361. battleship <Agamemnon> and the other half on the American frigate
  362. <Niagara>, and the two sailed out of Valentia Bay, Ireland to begin
  363. laying across the Atlantic on July 30, 1857, managing to start in the
  364. short few weeks of relatively calm waters of the North Atlantic Ocean
  365. each year.  The <Niagara> paid out its portion from the Irish shore,
  366. which was to be spliced to the <Agamemnon's> portion in mid-ocean to
  367. finish the western half. After only thirty miles had been laid, the
  368. strain of the long end descending to the ocean bottom caused the cable
  369. to snap under its own weight.  The project was once again a failure,
  370. further vindicating the plan of Western Union.  No further attempts
  371. could be made in the short summer left in 1857.
  372.  
  373. Atlantic Telegraph gave it another try beginning June 10, 1858.
  374. Telegraph cable engineers had made considerable improvement in "deck
  375. engines" to handle cable paying out to the ocean bottom, and the plan
  376. was changed to have the two ships meet and splice their sections in
  377. mid-ocean, and each pay out their half toward their own shore.  There
  378. was a ten-day storm at mid-ocean in which both ships nearly sank
  379. (which may explain the way cable ship sailors ever since have shown
  380. themselves to be willing to sail through almost anything on the ocean;
  381. just ask a mariner), and paying out finally began June 26.  The cable
  382. broke after only three miles, but the ships rejoined, made another
  383. splice and started again.  The cable broke again the following morning
  384. and the ships again rendezvoused to make a third splice and attempt.
  385. On June 28, after laying only 112 miles of cable, the strain caused by
  386. sailing in the stormy waters broke the flooring in the cable tank that
  387. had been built into HMS <Agamemnon>, the cable was damaged, and the
  388. ships had to sail back to port for repairs.  Field traveled to London
  389. for a showdown with the directors of Atlantic Telegraph, and managed
  390. to prevail, largely with the support of William Thomson (Lord Kelvin),
  391. whose standing as a respected physicist swayed the rest.
  392.  
  393. In the amazingly short period to July 29 of the same summer, the cable
  394. fleet spliced cable halves in mid-ocean and made a fourth attempt at a
  395. continuous lay.  That very afternoon, a curious great whale inspected
  396. the new item in its habitat and grazed the cable, but did not break
  397. it.  Later that night, a damaged portion of cable was found coming up
  398. from the tank, and workmen made a hurried repair on deck before it
  399. passed overboard.  Finally, at 4 AM on August 5, <Niagara> entered
  400. Trinity Bay, Newfoundland, and Field rushed ashore to send a message
  401. to the press at New York.  The two ships had maintained communication
  402. through the cable as it was being laid (a practice followed by every
  403. oceanic cable layer since, regardless of technology), so he could
  404. report that the cable was still intact.  At 6 AM the same day, a
  405. message came across from <Agamemnon> that she had reached Valentia in
  406. Ireland.  A message flashed across Ireland and England to be carried
  407. out to Queen Victoria, who was banqueting with the Emperor of France
  408. on board a ship in Cherbourg harbor.  On receiving the news, Queen
  409. Victoria immediately knighted the then 26-year-old Charles Bright
  410. _in_absentia_.
  411.  
  412. There were a further eleven days described as "testing" in the Oslin
  413. version of the story, but English books are more frank about the
  414. matter.  The truth is that in 1858, nobody knew what Ohm's Law really
  415. was (in fact, Georg Ohm had been ridiculed by many of his peers for
  416. suggesting his "law"); nobody knew what would happen to an electrical
  417. pulse in a piece of wire thousands of miles long, and nobody had an
  418. inkling of knowledge about any differences in potential between two
  419. points on the surface of the earth thousands of miles apart...all of
  420. which added up to the transmission of signals so feeble and slow that
  421. this cable was doomed to commercial, if not physical failure.  The
  422. attitude of Western Union seemed ever more correct.
  423.  
  424. Finally, something had to be given to the public, because there were
  425. mass celebrations, fireworks and cannons being shot off in cities
  426. across the U.S., in anticipation of the public opening of the cable.
  427. So, on August 16, an attempt to transmit Queen Victoria's formal
  428. inaugural message to President Buchanan was made.  Only 25 of the 72
  429. words of the Queen were copyable from the weak and wavery pulses that
  430. arrived.  The cable was clearly not going to be able to support a
  431. reliable commercial enterprise.  The public didn't know that, of
  432. course, and Field and the <Niagara>'s crew were treated as heroes at
  433. New York, with a parade and endless celebrations and rhetoric at stops
  434. all over the city.  By August 27, enough operation had been attained
  435. so a short news dispatch from Europe could be printed in the {New York
  436. Daily Tribune} as the world's first transoceanic press dispatch by
  437. electrical means.  What wasn't being told was that it was taking hours
  438. and hours to send only a few words, what with repeats and repeats
  439. necessary to try to interpret the weak, wavery signals that had to be
  440. detected with a candle-lit mirror galvanometer on which earth currents
  441. registered higher than the actual signals.  Three operators at a time
  442. had to stand and watch the beam trace on a wall at Newfoundland and
  443. make a majority guess about what the intended character was that was
  444. coming in.
  445.  
  446. Delays on the cable didn't get any better, and by a month later, on
  447. September 26, the press was frustrated to the point that the <New York
  448. Leader> printed. "Have we a pack of asses among us and are they
  449. specially engaged in electrical experiments over the Atlantic cable?"
  450. (Many of today's technologists can probably relate to that sort of
  451. treatment.)  The original sending voltage applied to the cable had
  452. been about 600 volts.  That British physician, Dr. Whitehouse, made
  453. one of the classic mistakes that's still today being made by
  454. telecommunications users -- when the signals didn't get through, he
  455. raised the voltage.  Now, Lord Kelvin, the physicist director of the
  456. Atlantic Telegraph Company, had reservations, but he was overridden by
  457. the non-technical "chief electrician," Dr.  Whitehouse.  Whitehouse
  458. cobbled together apparatus to raise the sending voltage to about 2,000
  459. volts -- and the cable's insulation failed!
  460.  
  461. After only three months of use and a total of 732 messages, the first
  462. cable across the Atlantic Ocean went dead, apparently forever.
  463. Western Union's plan to go around the world the long way was again
  464. shown to be the best.  Many people believed that Cyrus Field had
  465. actually committed a hoax that could outdo any of P.T. Barnum.  An
  466. investigation was held by the British government in the interests of
  467. shareholders of Atlantic Telegraph.  Field's own business was drenched
  468. in debt, and he managed only by personal influence to get that
  469. forgiven ... and he once again started in.
  470.  
  471. Meantime, the technology was improving, and Charles Bright in England
  472. was beginning to knit together Queen Victoria's empire, with cables
  473. that moved outward, first to Portugal, then to Gibraltar, and through
  474. the Mediterranean to the Suez.  Submarine cable telegraphy over great
  475. distances was beginning to prove itself in.  Werner von Siemens was
  476. engaged in a race to reach India overland, while Charles Bright was
  477. trying to beat him with a submarine cable route.  Siemens eventually
  478. won (with a far longer telegraph line than the one trumpeted in
  479. American history for crossing North America), but Bright was not far
  480. behind, and Bright's work went on to connect South Africa and extend
  481. from India to Singapore to Australia within a short time, plus many
  482. spurs and waystations throughout Victoria's empire.
  483.  
  484. With his close knowledge of Bright's successes, Field was able to once
  485. again establish a project for the Atlantic Telegraph Company.  British
  486. investors again rose to the challenge of backing a new attempt.  Among
  487. them were self-interested people like John Pender a member of
  488. Parliament, John Chatterton, who made insulating material and R.A.
  489. Glass, a partner in the burgeoning Glass, Elliot that was making
  490. cables for Charles Bright to lay all over the world.  Americans were
  491. still somnolent, preferring to take the advice of Western Union, in
  492. spite of Charles Bright's successes going around the world easterly
  493. from England to reach an ultimate goal of Australia by cable with his
  494. Eastern Telegraph Company, which was to become the antecedent of
  495. today's Cable and Wireless.  The Atlantic Telegraph Company took on
  496. such a British complexion that Field's name virtually dropped from the
  497. Britannica for half a century.  In England, the Gutta Percha Company
  498. and Glass, Elliott merged into the Telegraph Construction and
  499. Maintenance Company, which wound up laying all of Bright's Eastern
  500. Telegraph and most of the submarine telegraph cables of the rest of
  501. the world, too.  TC&M came up with an improved cable design based on
  502. its experience around the world, fabricated a new cable that was three
  503. times the diameter of the failed 1858 cable and weighed in at 9,000
  504. tons in one 2,300 mile piece.  To handle this chunk of copper and
  505. iron, TC&M had to purchase the largest ship in the world at the time,
  506. a ship sailors regarded as jinxed, the 700 foot long cargo ship
  507. originally named <Leviathan>, renamed it <Great Eastern> and fitted it
  508. out to be a cable ship.  The task of merely coiling up the 2,300 miles
  509. of cable in the three circular tanks of the ship took from January to
  510. June, 1865.  A crew of 500 was needed to operate the ship, of which
  511. 200 were needed merely to raise its anchor.  Supporting this crew and
  512. feeding it meant the <Great Eastern> carried a dozen oxen for deck
  513. work, plus twenty pigs for breeding meat while at sea, and a cow.
  514. Finally, on July 23, 1865 the <Great Eastern> started off from
  515. Valentia to attempt retracing the route of seven years earlier.
  516.  
  517. This attempt was almost as problem-filled as the first failed one in
  518. 1857.  Several times, faults were found in the wire as it was paid
  519. out, and the operation had to stop for cable repairs on deck.  On
  520. August 2, the cable broke after laying 1,186 miles of cable, and the
  521. end was lost to the ocean floor.  Dragging and grappling for it for
  522. nine days, and losing the end after snagging it twice more than two
  523. miles under the water, the attempt was abandoned on August 11, 1865,
  524. and the expedition turned back to England.
  525.  
  526. This time, a new company had to be formed, called the Anglo-American
  527. Telegraph Company, which made 1,600 miles of more new cable, with
  528. gain three times the tensile strength of even the previous year's
  529. cable.  Again, <Great Eastern> and its fleet set off from Valentia
  530. Bay, Ireland, and started westward.  The cable was, as in all previous
  531. attempts, operated from the deck of the ship, and was connected back
  532. through to England, so the English public knew of the progress.  (This
  533. may have been the world's first press reports from the deck of a ship
  534. at sea, since in earlier attempts, the cable, while being operated,
  535. had not been connected through to shore.)  After a relatively
  536. trouble-free run of laying 1,896 miles of cable, <Great Eastern>
  537. arrived offshore from Heart's Content, Trinity Bay, Newfoundland.
  538. Being so large, <Great Eastern> could not approach the shore closely,
  539. so a smaller ship took aboard the shore end to make the connection to
  540. the cable station that had waited there for a replacement for eight
  541. years.  The inhabitants were overjoyed, and celebrated, of course.  On
  542. July 27, 1866 Daniel Gooch, the cable laying engineer on board <Great
  543. Eastern>, sent a message back down the cable just before cutting the
  544. shore end off for transport to the cable station, informing Lord
  545. Stanley, the British Foreign Secretary, that the New World was once
  546. again connected with the Old.
  547.  
  548. Cyrus Field was still there, and had ridden along on board <Great
  549. Eastern> (yet another tradition one sees in ocean cable laying to this
  550. day -- top executives go along for the ride when a new cable is being
  551. laid), and as before, he rushed ashore to telegraph the news to the
  552. U.S., but the line down to the States was out of order.  He finally
  553. got to inform the U.S. two days after the transatlantic portion was
  554. completed, on July 29, with a message dated July 27.  This time, days
  555. and days of "testing" were not required, so Queen Victoria and (now)
  556. President Andrew Johnson exchanged formal opening messages on July 29,
  557. 1866.
  558.  
  559. As an aftermath to final success, <Great Eastern> sailed back to sea,
  560. and after 30 attempts, managed to grapple the end of the 1865 cable it
  561. had lost the year before, splice to it, and lay a new end to Heart's
  562. Content.  This meant that the first successful cable crossed the
  563. Atlantic on July 27, 1866 (with service to the U.S. on July 29) was
  564. duplicated on September 9, 1866.  So, the first successful route had
  565. two cables from very early days.
  566.  
  567. As to operating details, the speed of transmission was eight words per
  568. minute (a speed that many submarine telegraph cables operated at for
  569. decades afterwards), and the rate for twenty words or less,
  570. *including* address, date and signature, was $100 in gold or $150 in
  571. greenback banknotes (which weren't any sort of "hard currency" in
  572. those days), while additional words were $5 in gold, $7.50 in
  573. greenbacks *each*.
  574.  
  575. Finally, on February 27, 1867, Western Union, after having its project
  576. stalled badly by Siberian winters, abandoned its attempt to reach
  577. Europe by way of Alaska and Siberia.  (Western Union began to purchase
  578. into the operations of Anglo-American and would eventually lay a dozen
  579. or more submarine cables across the Atlantic, in addition to those of
  580. its competitors from France and Germany that landed in the U.S.  By
  581. 1928, there were 21 telegraph cables across the Atlantic to Canada and
  582. the U.S. As well, Western Union's expedition to Alaska has very clear
  583. ties to the U.S.  purchasing Alaska from Russia, but that's beyond the
  584. focus of this story.)
  585.  
  586. So, on either August 5, August 16 or August 27, 1858, there was
  587. telegraph connectivity of a feeble sort between the U.S. and the U.K.
  588. for three months, or beginning July 29, 1866 there was finally a
  589. permanent route.
  590.  
  591. However, that was *still* not a "cable between the U.S. and the U.K."
  592. That was a route via Canada.  And, even though the French Atlantic
  593. Cable Company laid a "direct" cable to the U.S. from Brest via St.
  594. Pierre et Miquelon to Duxbury, Massachusetts, completing that first
  595. "direct U.S." cable on July 23, 1869, that cable went to France, not
  596. to the U.K.
  597.  
  598. Finally, there was a direct competitor to Anglo-American between the
  599. U.S. and the U.K. built sometime in 1870, by the Siemens Brothers, who
  600. were largely the only real competitors of the British Bright/Pender/Glass
  601. and affiliates operations around the world.  The Direct United States
  602. Cable Company started to lay a cable from Ballinskelligs Bay, Ireland
  603. to Newfoundland, but was stonewalled by Anglo-American's exclusive
  604. landing rights with the Newfoundland government.  So, Direct U.S.
  605. landed its cable at Halifax, Nova Scotia, then laid a connecting
  606. undersea cable from Halifax down to Rye Beach, New Hampshire.  If you
  607. want to be a purist about when the first DIRECT U.S. - U.K. cable was
  608. laid, it would have to be the Siemens-made Direct U.S. cable of 1870.
  609. (Siemens, by the way, makes a false claim in advertising that it "laid
  610. the first transatlantic cable in 1870."  That's obviously modern
  611. corporate ignorance showing in full-page ads.  As you can see, there's
  612. plenty of documented history that negates Siemens' claim.)
  613.  
  614. The heyday of submarine telegraph cables is one full of history and
  615. quite some adventure.  There are stories like the time a U.S. Coast
  616. Guard cutter fired shots across the bow of a Western Union cableship
  617. that attempted to land an unauthorized cable at Miami Beach.  In both
  618. WWI and WWII, an accepted act of war was to cut the enemy's submarine
  619. telegraph cables, splice onto them, and run them ashore to your own
  620. cable station -- and *keep* the captured cable after the war.  Germany
  621. lost its cables to the U.S. in both World Wars that way, while the
  622. Allies cut Japanese cables throughout the Pacific, and only put them
  623. back together after the wars.  Stories abound about laying submarine
  624. cable right on top of the earth to cross whole islands and subcontinents,
  625. as an expedient way to establish a route, and it is even pretty well shown
  626. that Pender's Eastern Telegraph people probably did the first intentional
  627. jamming of an early Marconi radio demonstration in England back near
  628. the turn of the century.  In fact, there was nobody else on the radio
  629. to do any jamming at that time!
  630.  
  631. The global network of British submarine telegraph cables had reached a
  632. staggering 155,000 *nautical* miles by the mid-1950's, before other
  633. means of international communications began to atrophy it.  I have no
  634. figures for the total of all companies of all nations, but it is
  635. probably double that mileage, a figure that has not yet nearly been
  636. approached in total route mileage since the first transatlantic
  637. telephone cable of more than a century after that first transatlantic
  638. telegraph attempt.
  639.  
  640. Oh, technologically, it was Britain's Telegraph Construction &
  641. Maintenance that came up with the concept of "coaxial" cables and
  642. polythene (later to become polyethylene) plastic insulation an
  643. improvement used in some of the last of the submarine telegraph
  644. cables, to which Bell Labs added "continuous loading" with permalloy
  645. tape.  The combination got the speed of submarine telegraph cables up
  646. to as much as 2,800 characters per minute by 1928.  This permitted a
  647. transmission rate high enough that Western Union even offered a
  648. "cablephoto" facsimile service in competition with RCA's "radiophotos"
  649. via shortwave radio.  However, transmitting a cablephoto ate up the
  650. total capacity of a cable that could handle far more revenue in
  651. cablegrams, so the cablephoto offering saw very little real use.
  652.  
  653. I hope this long answer to your short question wasn't boring.  There's
  654. just far, far more to what actually was accomplished many years ago
  655. than most corporately-biased history books will tell.
  656.  
  657. How about some digital telephony trivia: Did you know that the first
  658. Bell Labs mathematical paper defining how to transmit speech digitally
  659. dates to 1914?  That the first PCM channel bank was actually built at
  660. STC in England by Alec Reeves in 1937?  Of course, it was a roomful of
  661. vaccum tubes then.  There's so much rich history in telecommunications
  662.  -- and we're about to see much of it get lost in a wave of revolutionary
  663. new technology if we don't get it documented now!
  664.  
  665.                   =============================
  666.  
  667. [TELECOM Digest Editor's Note:  <amid much applause from the Editor
  668. and readers >  ... indeed Don, telecommunications history is very
  669. rich with details such as the reports you send us from time to time,
  670. and it *would* be lost forever if efforts were not made to document
  671. it. That is one reason why the Telecom Archives exists in the compre-
  672. hensive way it does, and why a large sub-directory within the Archives
  673. is devoted to /history ... that people might be aware of how things in
  674. telecom came to be the way they are; that they might be made aware of
  675. the early efforts of others, even more than a century ago, that brought
  676. us to the point we are at today.
  677.  
  678. This special issue of TELECOM Digest will be filed in the Archives in
  679. the /history sub-directory for future reference. The Archives can be
  680. accessed using anonymous ftp lcs.mit.edu. Login anonymous, then use
  681. yourname@yoursite as password. When connected, 'cd telecom-archives'.
  682. After reviewing the master directory, then 'cd directory-of-choice' to
  683. read the many files available.  If you need to use email to access the
  684. Archives, then the Telecom Archives Email Information Service is avail-
  685. able to you. Simply write me and request the archives help file.
  686.  
  687. In addition to the history section, we have:
  688.  
  689.     George Gilder -- an entire directory devoted to his essays;
  690.     country.codes -- an entire directory devoted to dialing instructions
  691.                      when calling other countries from the USA
  692.  
  693.     a variety of technical reports, along with the past thirteen years
  694.     of TELECOM Digest back issues ... and a lot more.
  695.  
  696. Much of this is possible because the International Telecommunication
  697. Uhion in Geneva, Switzerland supports TELECOM Digest with a generous
  698. monthly grant which partially funds my work with the Digest and the
  699. Archives. The remainder of the funding comes from readers such as yourself
  700. who wish to participate and help out as they see fit.
  701.  
  702. Of course without MIT's donation of space for the Archives, they would
  703. not be possible, nor would the Digest itself without the patience and
  704. cooperation of Northwestern University's Department of Electrical
  705. Engineering and Computer Science, which provides the resources for
  706. publishing the Digest and maintaining the Archives.
  707.  
  708. Enjoy the Archives and the Digest, and have a great weekend!
  709.  
  710. Patrick Townson
  711. TELECOM Digest Editor
  712.