この項目では、電気通信としての電信のうち主として有線によるものについて説明しています。

テレグラフとも呼ばれた光学通信方式については「腕木通信」をご覧ください。

電気通信としての電信のうち主として無線によるものについては「無線電信」をご覧ください。

印刷式電信受信機と電鍵（右下）電鍵と音響器日本陸軍九五式電信機

電信（でんしん、英: Electrical telegraph）とは、符号の送受信による電気通信である。有線と無線がある。
概要

電信とは、広義には電気による有線・無線を含めた通信全体を指すこともあるが、もっぱら、音声通信を指す語である「電話」[注釈 1] に対してモールス符号などに代表される符号の通信ないしその通信システムを指すことが多い。モールス符号以外に、ティッカー・テープやテレタイプといった印刷電信（printing telegraph）と呼ばれるものもある。

模写電信（文字・画像などを白黒の信号に変換するもの）、写真電送（白黒および中間調を含むもの）なども含めることもある[1]。ファックス[注釈 2] は模写電信および写真電信である[2]。

現代では、音声信号などもいったんデータにして通信する（デジタル化された）データ通信に統合され、技術的には、必ずしも特に区別の必要がないことも多い。

なお、英語のTelegraph・Telegraphyには、電気的な方法によらない符号化された遠隔通信（optical telegraphy）が含まれる。「腕木通信」も参照
歴史

以下では有線による電信の発達について述べる。無線については無線電信を参照のこと。
初期の試み

高速に伝送されるという電気の現象が知られるようになって、通信手段にも電気を利用するための実験が数多く行われるようになった。火花、静電気、化学変化、電気ショック、電磁気効果など、当時知られていた電気の性質がさまざまな人によって電気伝送通信に応用されようとした。

1746年にはフランスの科学者ジャン・アントワン・ノレーが200人以上の修道士を集め円周約1マイル（1.6 km）の輪を作り、それぞれに鉄線で繋いだライデン瓶から放電させ、全員がほぼ同時に電気ショックを感じたのを観察し、電気の伝送速度が高速であるのを確認した[3][4]。

1753年にはスコット誌（Scots Magazine）の投稿で、一文字ごとに割り当てられた電線でメッセージを送る静電気電信が提案され、相手側で針を偏向させる静電気電信機のアイデアが掲載された[5]。この案は欧州で実演されたが、実用的な通信機に開発されることはなかった。

アレッサンドロ・ボルタが1800年にボルタ電池を発明し、実験用の直流を生み出したことで、当時唯一の電気発生源として知られていた静電気発生器の一時的な放電に比べ、さまざまな効果を生み出す低電圧電流を発生させることが可能になった。

最初期の電気化学式電信機の実験としては、ドイツ人物理学者サミュエル・トマス・フォン・ソンメリング（英語版）が1809年に行った例がある。これは、カタルーニャ出身の博学者で科学者のフランシスコ・サルヴァ・カンピーロ（英語版） が1804年に設計したものを改良したものだった[6]。どちらの設計も複数本の電線を使い（最大35本）、それぞれの電線がラテン文字や数字に対応している。電線は数キロの長さで、受信側では各電線の先端を酸を入れた別々の試験管に浸しておく。送信側ではメッセージの文字列に従って次々と対応する電線に電流を流す。すると受信側では電流の流れている試験管で電気分解が起きて水素の気泡が発生するので、それを順番に読み取ることでメッセージが得られる。メッセージの転送速度は非常に低い[6]。この方式の根本的欠点は、文字の種類のぶんだけ電線が必要となるため、長距離伝送させようとすると非常にコストがかかる点である。後に実用化された電信では電線は1本で済んでいる。

1816年、フランシス・ロナルズ（英語版） がハマースミスの一家の邸宅（のちにウィリアム・モリスの屋敷ケルムスコット・ハウスとなる）で最初の電信システムを構築した[7]。8マイル（13 km）の（ガラス管で被覆した）電線を使い、裏庭に建設した2つの木の格子の間にその電線をかけて伝送路を作った。これに高い電圧を印加することで電気信号の伝送に成功した。送受信機として数字と文字が並んだダイヤルを使った[8]。

デンマークのハンス・クリスティアン・エルステッドは1820年に電流は方位磁針を動かす磁界を作り出すことを発見し、また同じ年に、ドイツのヨハン・シュヴァイガー（Johann Schweigger）は電磁石と磁針で出来た検流計を発明、電流を測定する感度のいい測定器として利用された。

1821年には、フランスのアンドレ＝マリ・アンペールが、検流計を一文字あたり一つ備えたシステムで電信は可能と主張し、実際に組み立て実験して見せた。1824年、ピーター・バーローは上記のシステムでは200フィート（約61m）までの距離でしか電信が成立せず、非実用的だと主張。

イギリスのウィリアム・スタージャンは1825年に、ニスを塗った鉄片に絶縁した導線を巻いた電磁石を発明し、電流で磁力を強化することが出来るようになった。1828年、アメリカのジョセフ・ヘンリーは導線をさらに何重にも巻くことによりさらに強力な電磁石が出来、抵抗値の高い長い導線上でも電信が出来る様になった。

電磁石を利用した電信機は1832年、ロシアのパヴェル・シリングによって完成。ガウスとヴィルヘルム・ヴェーバーは1833年にドイツ・ゲッティンゲンでまた電信機を完成。

1835年にはジョセフ・ヘンリーがリレーを発明し、長導線上の弱電流でも強力な電磁石を制御できるようになった[9][10]。
シリング式電信機

シリングが1832年に発明した電信機は、電流を制御する16個の黒鍵と白鍵のキーボードのある送信機であった。受信機は6個の検流計がついており、その磁針は絹糸で吊されていた。送信機と受信機は8本の導線で接続され、6本はそれぞれの検流計に、また残りの2本は回送電流と信号ベルに接続されていた。送信局でオペレーターがキーを押すと、受信局で対応するポインターが動くしくみであった。黒鍵と白鍵の組み合わせで、文字や数字を表していた。その後改良し、シリングは電信に初めてバイナリ符号化方式（binary coding（つまり文字を二進法に変換・復号する方式）を使うようになり、そのおかげで両局を繋ぐ導線を8本から2本に減らすことができた。

1832年の10月21日、シリングは自身のアパートの部屋間での短距離通信を成功させた。1836年にはイギリス政府からその設計を買い取りたいという申し出があったが、シリングはニコライ1世の申し入れを優先させた。サンクトペテルブルクの海軍省の本部ビル周辺で、地下や海底ケーブルを使用し5kmの伝送実験をし、クロンシュタットの海軍基地までの電信敷設を命じられた。ただし、シリングが1837年に亡くなったため、そのプロジェクトは中止された[11]。

ウィリアム・クック（英語版）は1834年から1836年までハイデルベルクで解剖学を学んでおり、1836年に物理学の先生からシリングの電信機を紹介されている。
ガウス・ヴェーバー式電信機電磁式電信の概念図

当時地磁気の新理論で影響力の大きかったガウスは、ゲッティンゲン大学で物理学の教授をしていたヴェーバーと1833年に共同で電信機を開発した。この時代の最も重要な発明の一つは、一本巻きまたは二本巻きの磁力計で、磁針の小さな揺れでも測定できた。1833年5月6日に許可を得て1200mの導線を町の建物の屋根に設置した。ガウスはシュヴァイガーらの検流計と自身の磁力計を組み合わせて高感度な検流計を考案。電流の向きを変更するための整流子も独自に開発した。それらを組み合わせて、送信側で整流子の向きをセットすると遠隔地にある受信側で針がその向きに振れるようにできた。

最初は時刻合わせのために電信を使用したが、その後すぐ他の信号にも、さらにはアルファベットにも利用できるようにした。誘導コイルを永久磁石に対して上または下に動かすことで正および負の電圧パルスを発生させ、そのコイルを整流子を経由して伝送用の導線につないでいる。それによって2値の符号でアルファベットを表現した。ガウスの手稿として、その符号と最初に送ったメッセージが残っており、ゲッティンゲン大学物理学部にはヴェーバーが1850年代に設計した装置の複製がある。

ガウスはこの通信が町の発展に貢献すると考えた。

同年のその後、ガウスはボルタ電池ではなく電磁誘導の起電力を利用し、一分間に7文字の信号を伝送することが出来るようにした。