Apa itu telegraf?
Telegraf adalah sistem komunikasi yang mengirimkan informasi dengan cara membuat dan memutuskan sambungan listrik. Teknologi ini paling dikenal karena mengirim pulsa arus listrik melalui kabel dengan encoding kode Morse.
Telegraf adalah cikal bakal dari semua sistem komunikasi modern, dan banyak prinsip yang dikembangkan untuk telegraf masih digunakan sampai sekarang dalam komunikasi modern dan jaringan komputer. Istilah ini berasal dari kata Yunani tele yang berarti dari kejauhan, dan graphien yang berarti menulis.
Penemuan telegraf
Sepanjang sejarah, manusia telah menggunakan berbagai metode untuk mengirim pesan lebih jauh dari jangkauan suara dan lebih cepat dari pengiriman surat tertulis. Metode primitif ini mencakup api sinyal, asap, dan genderang. Namun, metode ini hanya bisa menyampaikan pesan sederhana dan tidak memungkinkan komunikasi dua arah yang cepat.
Pada 1700-an, dikembangkan sistem sinyal visual untuk komunikasi antar kapal di laut. Misalnya, sinyal bendera semafor menggunakan posisi dua bendera untuk menyampaikan pesan. Sistem lain menggunakan kilatan cahaya dari cermin atau lampu yang ditutup-buka. Semua ini adalah contoh proses encoding pesan agar bisa dikirimkan.
Penemuan telegraf umumnya dikaitkan dengan Samuel Morse, yang mengembangkannya pada tahun 1835 dan mematenkannya pada tahun 1837. Namun, banyak peneliti lain yang juga bekerja pada sistem serupa dan ikut berkontribusi terhadap pemahaman ilmiah yang membuat hal ini menjadi mungkin.
Pada awal 1800-an, pemahaman tentang cara menghasilkan, menyimpan, dan mengirimkan listrik melalui kabel mulai berkembang. Joseph Henry, pada awal 1830-an, menemukan prinsip elektromagnetisme dan memperagakan perangkat sinyal sederhana seperti telegraf. Sebagai penghargaan atas penemuannya, satuan induktansi elektromagnetik diberi nama henry. Beberapa penemu lain juga mematenkan sistem komunikasi listrik, tapi banyak yang bergantung pada magnet untuk menggerakkan jarum penunjuk dan kurang andal.
Sistem Samuel Morse, yang dikenal dengan kode Morse, mengubah huruf menjadi sinyal listrik pendek dan panjang, yaitu titik dan garis. Ini bisa dianggap sebagai bentuk awal dari kode biner. Pesan seperti ini bisa dikirim dengan andal jarak jauh dan relatif mudah dipelajari. Kode Morse kemudian disempurnakan agar huruf yang sering dipakai memiliki sinyal yang lebih pendek.
Berbagai metode digunakan untuk mengirim dan menerima kode Morse. Dalam desain awal Morse, digunakan papan dengan kontak listrik untuk tiap huruf. Operator akan menyapu stylus di atas kontak tersebut untuk membuat pulsa listrik. Tak lama kemudian, Alfred Vail mengembangkan sistem yang lebih sederhana dengan sakelar tangan yang disebut key. Titik dan garis bisa dibaca melalui berbagai mekanisme seperti cahaya, bel, klik relai elektromagnetik, atau bahkan dicetak ke pita kertas (ticker tape).
Sistem telegraf publik pertama kali dioperasikan secara resmi pada 24 Mei 1844. Pesan pertama yang dikirimkan adalah: “What hath God wrought!”
Perkembangan telegraf lebih lanjut
Kebutuhan akan pengiriman pesan lewat telegraf dan mahalnya biaya pemasangan kabel membuat banyak inovasi muncul. Pada tahun 1871, sistem full-duplex memungkinkan satu kabel digunakan untuk mengirim dan menerima pesan secara bersamaan. Sistem ini kemudian dikembangkan lagi oleh Jean-Maurice-Émile Baudot dengan multiplexing agar beberapa komunikasi bisa berjalan bersamaan pada satu kabel. Sistemnya mengirim sejumlah karakter untuk tiap pengguna, dengan pengirim dan penerima tersinkron agar tahu pesan ditujukan untuk siapa.
Ini adalah contoh awal dari time-division multiplexing. Sistem seperti ini menggunakan pita kertas berlubang seperti punch card. Karena sistem Baudot membutuhkan jumlah bit yang sama untuk tiap karakter, ia mengembangkan kode Baudot dengan 5 bit per karakter, menggantikan kode Morse.
Penemuan telepon oleh Alexander Graham Bell pada 1876 justru mendorong peningkatan penggunaan telegraf, bukan menggantikannya. Dikembangkanlah metode agar satu kabel bisa membawa sinyal telepon dan telegraf sekaligus.
Tabung vakum membuka jalan bagi banyak kemajuan dalam dunia telegraf. Tabung ini bisa berfungsi sebagai penguat sinyal sekaligus pengulang sinyal, membuat transmisi lebih jauh dan andal. Ini juga memungkinkan pengiriman sinyal analog menggunakan pembawa frekuensi dan frequency-division multiplexing, cikal bakal OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) yang digunakan di Wi-Fi dan data seluler. Akhirnya, satu kabel bisa membawa hingga 24 sinyal sekaligus.
Kabel bawah laut pertama digunakan pada akhir 1800-an untuk menghubungkan Kepulauan Inggris dengan pulau lain. Tapi kabel antar benua baru benar-benar andal dan cepat pada pertengahan 1900-an. Saat ini, kabel fiber optik bawah laut membawa mayoritas data antar benua.
Guglielmo Marconi memelopori penggunaan gelombang radio untuk mengirim pesan telegraf pada 1894. Telegraf radio memungkinkan pesan dikirim dari kapal ke daratan bahkan menyeberangi Samudra Atlantik. Telegraf nirkabel Marconi digunakan dalam penyelamatan Titanic dan menyebarkan berita tersebut ke seluruh dunia. Penelitian awal ini masih relevan dengan teknologi Wi-Fi 6 dan 5G masa kini.
Melanjutkan kerja awal Baudot, pada awal 1900-an dikembangkan mesin ketik otomatis yang bisa menghasilkan kode Baudot di pita berlubang dan pembaca untuk mencetak ulang dalam karakter cetak. Mesin ini disebut teletypewriter, dan dikembangkan menjadi mesin teletype oleh AT&T yang bisa mengirim dan menerima pesan. Sistem teletype inilah yang menjadi antarmuka terminal pertama komputer generasi awal.
Ketika sistem teletype terus berkembang, keterbatasan dari kode Baudot 5-bit mulai terasa. Maka pada tahun 1966 dikembangkan ASCII (American Standard Code for Information Interchange). ASCII masih merupakan format encoding karakter yang umum dan masih dipakai di internet maupun berkas hingga sekarang.
Jaringan telegraf yang semakin besar membuat sistem kontrol makin rumit. Selama beberapa dekade, semua pengalihan pesan dilakukan secara manual oleh operator. Lama-kelamaan, AT&T dan perusahaan lain mengembangkan sistem switching otomatis yang bisa mengarahkan pesan secara dinamis. Sistem ini kemudian berkembang menjadi switching otomatis pada telepon dan jaringan fiber optik modern.
Warisan dari telegraf
Meski telegraf telah digantikan oleh komunikasi yang sepenuhnya digital pada 1970-an dan 1980-an, teknologi yang dipelopori olehnya masih terasa dampaknya sampai sekarang. Perkembangan komunikasi biner bisa ditelusuri dari kode Morse hingga ASCII modern. Kemajuan dalam sinyal analog dan penggabungan kanal dalam satu kabel berlanjut hingga OFDM dan kabel koaksial. Sementara itu, switching otomatis dan teletype adalah fondasi dari komputer digital dan internet saat ini.