모스 전신기의 원리

전신 키를 누르면 무슨 일이 일어날까요

전신 키는 검은 손잡이가 달린 작은 황동 지렛대처럼 생겼습니다. 눌러도 보내는 쪽에서는 아무것도 움직이지 않습니다. 그런데 전선 반대편 끝에서는 지렛대 하나가 튀어 오르고, 쇠 끝이 움직이는 종이 띠에 홈을 냅니다. 키를 조금 더 오래 누르면 홈도 길어집니다. 모스 전신기의 원리는 이것이 전부입니다. 보내는 사람은 전류가 흐르는 시간을 정하고, 받는 쪽은 그 시간을 눈에 보이는 길이로 바꿉니다.

위의 첫 장면은 양쪽 끝을 책상 하나에 올려놓았습니다. 왼쪽에 전신 키와 전지가 있고, 전선이 기둥 두 개를 지나 오른쪽 수신기로 갑니다. 수신기는 기록기(레지스터)라고 부르는 장치로, 전자석과 첨필이 달린 지렛대, 태엽으로 당기는 종이 테이프로 되어 있습니다. 키는 세 가지 방법으로 누를 수 있습니다. 모형을 한 번 누른 뒤 스페이스바를 누르거나, 3D 손잡이를 마우스로 누르거나, 터치 화면에서는 둥근 「키」 버튼을 누르면 됩니다. 모형은 누른 시간을 재서 테이프에 새기고 글자로 해독합니다.

전시 하나에 장면 일곱 개

무대 위쪽 막대에서 장면 여섯 개를 더 열 수 있습니다. 장면은 처음 고를 때 만들어지므로 페이지가 한꺼번에 다 불러오지 않습니다. 전신 키, 치기 칸, 종이 띠, 받은 글자 표시는 모든 장면에서 그대로라서, 같은 글자를 치면서 전신 방식마다 그 글자를 어떻게 다루는지 견주어 볼 수 있습니다.

• 수신기(1844): 위에서 설명한 책상입니다.
• 음향기(1855년 무렵): 같은 신호를 딸깍 소리 두 번으로 듣고 귀로 읽습니다.
• 중계기(1835~1846): 전신주에 걸린 긴 선, 크기를 정할 수 있는 전지, 그리고 먼 끝에서 지역 전지를 음향기에 이어 주는 중계기입니다. 전류계가 전류를 보여 줍니다.
• 해저 케이블(1858·1866): 첫 대서양 케이블의 단면, 그리고 아주 작은 전류를 눈금 위를 움직이는 빛점으로 바꾼 윌리엄 톰슨의 거울 검류계입니다.
• 바늘 전신(1837): 바늘 다섯 개 가운데 두 개가 글자 스무 개 중 하나를 가리키는 쿡과 휘트스톤의 판입니다.
• 무선 전신(1901~1912): 유도 코일, 불꽃 간극, 안테나를 갖춘 배의 불꽃 송신기입니다.
• 한국 전신(1884~1891): 한국 첫 전신선을 그린 지도입니다. 전신주가 서 있고 펄스가 선을 따라 달리며, 부호는 한글로 바뀝니다.

조작 아래에는 실험 칸이 있습니다. 속도 계산, 부호 세 가지 변환기, 중계기와 케이블 장면 뒤의 숫자, 귀로 받기 연습, 과제 여덟 개, 그리고 출처를 단 사례 63가지가 있습니다.

전지, 키, 전선, 전자석으로 이어진 회로

전신기는 닫힌 고리가 있어야 움직입니다. 모형에서 전류는 전지 두 개 가운데 구리 쪽에서 나와 전신 키의 받침으로 가고, 키가 올라가 있는 동안에는 거기서 멈춥니다. 손잡이를 누르면 지렛대가 받침점을 중심으로 기울어 금속 접점 두 개가 맞닿습니다. 그제야 고리가 닫힙니다. 전류는 전선을 따라 수신기로 가서 전자석 코일을 감아 돌고, 두 번째 전선으로 돌아와 전지의 아연 쪽으로 들어갑니다.

조작 탭에서 「전류」를 켜고 키를 눌러 보세요. 키를 누르고 있는 동안에만 주황색 알갱이가 고리를 따라 돕니다. 손을 떼면 지렛대 뒤쪽 아래의 작은 용수철이 지렛대를 들어 올려 접점이 벌어지고 알갱이도 멈춥니다.

전선이 실어 나를 수 있는 것은 이렇게 켜고 끄는 것뿐입니다. A에 맞는 전압과 B에 맞는 전압이 따로 있지 않습니다. 보내는 사람이 바꿀 수 있는 것은 시간밖에 없고, 그래서 모스 부호는 짧은 신호와 긴 신호, 그리고 그 사이의 쉼으로 만들어집니다.

기록기가 종이에 글씨를 쓰는 방법

받는 쪽에서 전류는 쇠 심에 감은 코일 두 개를 지납니다. 전류가 흐르는 동안 쇠 심은 자석이 되어 아마추어(연철판)를 극 쪽으로 끌어내립니다. 아마추어는 받침점에 걸린 지렛대에 붙어 있어서, 자석이 한쪽 끝을 당기면 반대쪽 끝이 올라갑니다. 그 끝에 달린 무딘 쇠 첨필이 종이 테이프를 아래에서 밀어 올리고, 테이프 위의 홈 파인 롤러가 받쳐 줍니다. 그래서 종이에 볼록한 줄이 생깁니다. 전류가 끊기면 되돌림 용수철이 지렛대를 끌어내려 첨필이 떨어집니다.

모스가 만든 수신기도 이런 구조였습니다. 미국 의회도서관은 이것을 팔 끝에 첨필을 단 전자석이라고 설명합니다. 자석이 움직이면 첨필이 태엽이 당기는 종이 테이프에 자국을 냈고, 전신수가 나중에 테이프를 읽었습니다.

테이프는 일정한 빠르기로 움직여야 합니다. 그렇지 않으면 길게 누른 것과 짧게 누른 것이 같은 자국을 남깁니다. 모형에서는 감아 둔 태엽이 톱니바퀴와 이송 롤러 한 쌍을 돌리고, 가장 빨리 도는 축의 작은 날개가 조속기 노릇을 합니다. 마지막으로 누르고 몇 초가 지나면 전신수가 태엽을 멈춘 것처럼 테이프가 섭니다. 「속 보기」를 켜면 태엽 장치의 판이 투명해져 톱니바퀴가 도는 모습이 보입니다.

귀로 읽는 전신, 음향기

초기 전신수들은 종이가 없어도 된다는 것을 알게 되었습니다. 아마추어가 움직일 때마다 딸깍 소리가 났고, 전신수들은 그 소리를 듣고 점과 선을 바로 받아 적었습니다. 이 일을 위해 만든 기기가 음향기(사운더)입니다. 스미소니언 협회 기록보관소가 옮겨 실은 조지 프레스콧의 1860년 책 그림에는 「1855년 무렵부터 전신선에서 널리 쓰인」 모스 음향기가 있습니다.

음향기는 종이가 없는 기록기와 부품이 같습니다. 코일 두 개, 황동 지렛대에 붙은 쇠 아마추어, 용수철입니다. 다른 곳은 지렛대의 자유로운 끝입니다. 그 끝이 멈춤 나사 두 개 사이에 있습니다. 전류가 흐르기 시작하면 자석이 지렛대를 아래 나사로 끌어내려 딸깍 소리가 납니다. 전류가 끊기면 용수철이 지렛대를 위 나사로 튕겨 올려 조금 다른 두 번째 소리가 납니다. 전신수는 긴 소리와 짧은 소리를 듣는 것이 아닙니다. 딸깍 소리 두 번을 듣고, 그 사이 길이로 점과 선을 가립니다.

음향기 장면은 이것을 보여 주고, 기기 뒤에 열린 나무 상자를 두었습니다. 이런 공명 상자는 소리를 키워서, 붐비는 전신국에서도 전신수가 제 음향기 소리를 가려들을 수 있게 했습니다. 소리를 켜고 몇 글자 쳐 보세요. 모형은 지렛대가 내려갈 때 날카로운 소리를, 올라올 때 가벼운 소리를 냅니다. SOS를 들으면 처음 S에서 소리 여섯 번이 촘촘히 나고, O에서 여섯 번이 넓게 벌어져 납니다.

점, 선, 그리고 그 사이의 간격

국제 모스 부호는 국제전기통신연합(ITU)의 권고 ITU-R M.1677-1이 정합니다. 이 권고는 점의 길이를 밀리초로 정하지 않습니다. 점 하나를 1단위로 놓고 비율만 정합니다.

모형의 종이 테이프 가장자리에는 1단위마다 눈금이, 5단위마다 긴 눈금이 있어서 내가 친 길이를 규칙과 견주어 볼 수 있습니다. 점은 눈금 한 칸, 선은 세 칸을 덮어야 합니다.

SOS를 글자 세 개로 보내면 이렇습니다. S는 점 셋, O는 선 셋입니다.

S: 1 + 1 + 1 + 1 + 1 = 5단위
글자 사이            = 3단위
O: 3 + 1 + 3 + 1 + 3 = 11단위
글자 사이            = 3단위
S                    = 5단위
합계                 = 27단위

분당 단어 수와 PARIS라는 낱말

전신수의 속도는 분당 단어 수(WPM)로 재고, 보통 PARIS를 기준 낱말로 씁니다. 규칙대로 치면 PARIS는 43단위이고, 뒤에 오는 낱말 간격 7단위를 더하면 50단위입니다. 1분에 한 낱말이면 1분에 50단위이므로 1단위의 길이는 다음과 같습니다.

1단위(ms) = 60,000 / (50 × WPM)
          = 1200 / WPM

분당 20단어에서 점 하나는 60 ms입니다. 모형은 분당 8단어에서 시작하며, 이때 점은 150 ms, 선은 450 ms입니다. 「속도」 막대는 분당 5단어(점 240 ms)부터 40단어(점 30 ms)까지 움직입니다. 모형의 테이프는 1단위마다 언제나 6 mm씩 나아가기 때문에 속도를 바꿔도 자국의 비율은 그대로이고 테이프 빠르기만 바뀝니다. 분당 8단어에서는 1초에 40 mm입니다.

1844년에 보낸 네 낱말 WHAT HATH GOD WROUGHT는 국제 모스 부호로 189단위입니다. 분당 8단어로 치면 약 28초가 걸립니다. 1844년 선이 쓴 미국식 모스로는 171단위, 같은 속도로 약 26초입니다.

실험 칸의 속도 계산은 어떤 글이든 이렇게 셉니다. 문장을 넣으면 고른 부호로 단위를 세고, 지금 속도에서 몇 초인지, PARIS 몇 개 분량인지 보여 줍니다. 「분당 20단어로 PARIS」 과제는 반대로 잽니다. 내가 친 P의 첫 누름부터 S의 마지막까지 시간을 재서 43단위를 속도로 바꿉니다.

모형이 내 타건을 읽는 방법

사람이 치는 길이는 정확하지 않습니다. 점이 1.3단위가 되기도 하고 선이 2.6단위가 되기도 합니다. 그래서 모형의 해독기는 규칙에 나온 길이의 가운데 값을 기준으로 삼습니다.

• 2단위보다 짧게 누르면 점, 그보다 길면 선입니다.
• 2단위보다 오래 쉬면 글자가 끝난 것으로 보고, 그때까지 친 점과 선을 표에서 찾습니다.
• 5단위보다 오래 쉬면 낱말도 끝난 것으로 보고, 다음 글자 앞에 띄어쓰기를 넣습니다.

화면 왼쪽 위에서 과정을 하나씩 볼 수 있습니다. 「치는 중」에는 지금 치고 있는 글자의 점과 선, 그리고 아직 가능한 글자 후보가 나옵니다. 「마지막 누름」에는 방금 누른 길이가 밀리초와 단위로 나옵니다. 어느 부호와도 맞지 않으면 물음표를 씁니다.

기준은 「속도」 막대를 따라 바뀝니다. 점이 자꾸 선으로 읽히면 속도를 낮춰 1단위를 길게 하면 됩니다.

미국식 모스에서는 누른 길이를 2, 4.5, 7.5단위에서 나눠 점, 선, 긴 선, 더 긴 선으로 읽고, 1.5~2.5단위 쉼은 틈이 있는 글자 안의 틈으로 봅니다. 그 틈을 넣은 부호가 표에 없으면 앞뒤를 두 글자로 읽는데, 지친 전신수가 저지를 수 있던 실수와 같습니다. 한글 부호는 국제 부호의 시간 규칙을 쓰고, 받은 자모를 모아 다시 음절로 묶습니다. 그래서 ㅇ ㅏ ㄴ ㄴ ㅕ ㅇ 은 안녕으로 나옵니다.

「보낼 글」 칸은 반대 일을 합니다. 낱말을 넣고 「치기」를 누르면 모형이 고른 부호의 간격 그대로 키를 대신 칩니다. 그러면 정확한 박자가 남긴 자국을 내가 친 자국 옆에서 견주어 볼 수 있습니다.

긴 선에는 왜 중계기가 필요할까

책상 위 선은 1 m도 되지 않습니다. 실제 선은 수십, 수백 km의 전선이었고, 1 km마다 저항이 늘었습니다. 중계기 장면과 실험 칸의 전신선 계산이 그 결과를 옴의 법칙, 전류 = 전압 ÷ 저항으로 보여 줍니다.

숫자는 한 선의 기록이 아니라, 어림하기 좋은 흔한 값으로 고른 모형 값입니다.

• 전지 한 개는 1.1 V에 속저항 1 Ω인 다니엘 전지입니다. 존 프레더릭 다니엘이 1836년에 만든 첫 전지가 영국 과학박물관 그룹에 있습니다.
• 선은 굵기 4.2 mm 쇠 전선이고, 돌아오는 길은 땅입니다. 쇠의 비저항 약 9.7 × 10⁻⁸ Ω·m로 계산하면 1 km에 7.0 Ω입니다.
• 선에 바로 단 음향기는 코일이 20 Ω이고, 지렛대를 확실히 당기려면 30 mA가 필요합니다.
• 중계기는 가는 전선을 여러 번 감은 150 Ω 코일이고 5 mA에서 닫힙니다.

전지 20개는 22 V를 냅니다. 끝에 음향기를 단 60 km 선이면 저항은 20 + 420 + 20 = 460 Ω이고, 전류는 약 48 mA로 음향기를 움직이기에 넉넉합니다. 선을 늘리면 전류가 줄어듭니다. 음향기는 전류가 30 mA로 떨어지는 약 99 km에서 멈춥니다. 22 V를 30 mA로 나누고, 전지 20 Ω과 코일 20 Ω을 뺀 뒤, 1 km당 7.0 Ω으로 나누면 됩니다.

km = (22 / 0.030 − 40) / 7.0
   ≈ 99 km

전지를 늘려도 도움이 되지만 더딥니다. 전지마다 제 저항도 함께 늘기 때문입니다. 전지 60개(66 V)로도 약 303 km입니다. 실제 선이 찾은 답이 중계기였습니다. 5 mA에서 닫히므로 같은 전지 20개로 약 604 km 떨어진 중계기까지 움직입니다. 중계기는 선 전류를 그대로 넘기지 않습니다. 먼 역에서 지역 전지와 음향기가 있는 두 번째 회로의 접점을 닫아서, 긴 선의 약한 전류가 짧은 회로의 센 전류를 켭니다. 전지 20개로 1,000 km를 이으려면 두 구간 사이에 중계기가 1개 필요합니다.

중계기 장면에서 시험해 볼 수 있습니다. 전류계가 선 전류를 보여 주고, 빨간 눈금이 5 mA와 30 mA에 있습니다. 「중계기」를 끄면 먼 쪽 음향기가 선에 바로 달립니다. 300 km에서 전류는 약 10 mA라서, 중계기를 넣으면 음향기가 딸깍거리고 빼면 아무것도 오지 않아 종이 띠가 비어 있습니다. 실제 선은 젖은 애자로도 전류가 새어 나가서, 비 오는 날에는 이 숫자보다 짧게 갔습니다.

이 생각은 조지프 헨리에게서 왔습니다. 헨리는 1835년까지 강의실에서 전자석 전신이 작동한다는 것을 보였고, 스미소니언 협회 기록보관소는 그의 「강도」에서 「양」으로 잇는 계전기가 조금 바뀌어 모스가 먼 선에 지역 수신 회로를 잇는 방법이 되었다고 설명합니다. 레너드 게일은 계전기로 신호를 키울 수 있다는 것을 모스에게 보여 주었습니다. 모스는 1846년 수신 자석과 지역 회로 특허를 받았고, 이 특허가 경쟁 전신을 상대로 한 소송의 중심이었습니다. 미국 대법원은 1853년 12월 회기의 오라일리 대 모스 판결에서 주 회로와 지역 회로를 다뤘습니다. 뒤의 선에는 중계기(리피터)가 쓰였는데, 스미소니언은 이를 선의 펄스를 다시 세게 만들어 전문을 더 멀리 보내는 기기로 설명합니다.

대서양 케이블과 제곱 법칙

바다 밑에는 전신주도 중계기도 없습니다. 1858년 케이블 하나가 아일랜드 밸런시아와 뉴펀들랜드를 이었습니다. 1867년에 인쇄된 설명은 그 구조를 적고 있고, 해저 케이블 장면은 실물보다 훨씬 크게 그린 단면으로 보여 줍니다.

• 구리선 7가닥을 꼰 심선, 해리당 107파운드
• 천연 수지 구타페르카 세 겹, 해리당 261파운드
• 타르 먹인 삼
• 쇠줄 7가닥짜리 18묶음을 나선으로 감은 외장

「속 보기」를 켜면 바깥 층이 투명해지고, 「분해」를 움직이면 층이 케이블을 따라 벌어집니다.

아가멤논호와 나이아가라호는 바다 한가운데서 만나 케이블 두 반쪽을 잇고 각자 고향으로 향했습니다. 과학박물관에 따르면 아가멤논호는 1858년 8월 5일 아일랜드에, 나이아가라호는 같은 날 늦게 뉴펀들랜드에 닿았고, 빅토리아 여왕과 뷰캐넌 대통령이 인사를 주고받았습니다. 1866년에 글을 쓴 에드워드 브라이트는 케이블이 한 달 동안 작동했다고 적었습니다. 밸런시아에서 약 270마일 지점의 고장으로 전류가 새어 나갔고, 신호를 밀어 넣으려고 쓴 센 전류가 고장을 키웠습니다. 처음에는 큰 전지 50개의 전류, 나중에는 전지 500개에 맞먹는 힘이었습니다.

케이블은 왜 그렇게 많은 힘이 필요했을까요? 긴 케이블은 절연체로 감싸고 바닷물에 잠긴 전선입니다. 아주 긴 축전기처럼 길이 전체에 전하를 담아 두고, 그 전하는 구리의 저항을 지나 드나들어야 합니다. 한쪽 끝에 넣은 날카로운 펄스는 반대쪽에서 느리고 낮은 물결로 나옵니다. 윌리엄 톰슨은 1855년에 이것을 풀었습니다. 펄스가 퍼지는 시간은 길이당 저항과 전기 용량에 비례하고, 길이의 제곱에 비례합니다. 케이블 길이가 두 배면 최고 속도는 4분의 1로 떨어집니다.

케이블 장면은 케이블마다 숫자 하나를 잡아 이 규칙을 씁니다. 브라이트는 18651866년의 새 케이블이 「분당 17단어를 보낼 수 있고」, 1858년 케이블은 「34단어밖에 보내지 못했다」고 적었습니다. 모형은 아일랜드에서 뉴펀들랜드까지 1,670해리(약 3,093 km)에서 분당 17단어와 3.5단어를 잡고 길이에 맞춰 바꿉니다.

WPM = 17 × (3,093 / km)²

그래서 1866년 케이블은 2,000 km에서 분당 약 41단어, 4,000 km에서 약 10단어를 보내고, 분당 20단어를 보내려면 약 2,850 km보다 짧아야 합니다. 더 가는 1858년 케이블은 2,000 km에서도 분당 약 8단어에 그칩니다.

무대는 내가 친 신호를 케이블의 시간 상수로 두 번 부드럽게 만든 뒤, 받은 신호가 절반을 넘을 때 글자를 읽습니다. 종이 띠 위 그래프가 보낸 것과 받은 것을 보여 줍니다. 1858년 케이블을 전체 길이로 두고 분당 8단어로 치면 펄스가 서로 이어져 해독기가 글자를 놓칩니다. 당시 전신수들이 겪은 문제 그대로입니다.

받는 기기는 톰슨의 거울 검류계입니다. 브라이트는 강철 자석과 거울을 합쳐 1그레인쯤 되는 것을 명주실로 코일 안에 매달았다고 적었습니다. 등불 빛이 틈을 지나 거울에 닿고, 반사된 빛점이 눈금 위를 움직입니다. 음향기는 꿈쩍도 하지 않을 약한 전류에도 거울은 조금 돌고, 긴 빛줄기가 그 작은 각도를 눈으로 따라갈 수 있는 움직임으로 키웁니다. 과학박물관 그룹에는 1858년 케이블의 뉴펀들랜드 쪽에서 쓴 검류계가 있고, 글래스고의 제임스 화이트가 만들었습니다. 1858년에는 빛점이 움직이는 동안 전신수가 기록기의 키를 눌러, 종이가 빛을 따라 적게 했습니다.

성공한 케이블은 1866년에 놓였습니다. 그레이트 이스턴호가 7월 13일 떠나 7월 27일 뉴펀들랜드 하츠콘텐트에 닿았습니다. 선원들은 다시 바다로 나가 1865년에 잃은 케이블을 찾았고, 8월 말에 끝을 걸어 올려 9월 2일 아일랜드의 답을 받았습니다. 브라이트는 두 가지를 덧붙였습니다. 석 달 동안 20단어 전보가 20파운드였고 1866년 11월 1일 10파운드로 내렸습니다. 그리고 두 케이블을 이어 3,700마일 고리를 만들자, 산과 아연, 구리를 조금 담은 골무 하나로 신호가 1초 남짓 만에 한 바퀴 돌았습니다. 과학박물관에 따르면 1902년 캐나다와 뉴질랜드를 잇는 케이블로 지구를 한 바퀴 도는 전신망이 완성되었습니다.

쿡과 휘트스톤의 바늘 다섯 개 전신

모스가 처음은 아니었습니다. 1837년 영국에서 윌리엄 쿡과 찰스 휘트스톤이 전신기를 시연했고, 과학박물관 그룹은 그해의 큰 바늘 다섯 개 전신기를 가지고 있습니다. 이 전신기는 부호가 필요 없었습니다. 글자 스무 개가 있는 마름모 판 위에 자석 바늘 다섯 개가 한 줄로 섭니다. 글자를 보내려면 전신수가 키를 눌러 다섯 선 가운데 두 선에 전류를 보냈고, 두 바늘이 서로 반대로 기울어 선이 만나는 곳의 글자를 끝으로 가리켰습니다.

기하는 간단합니다. 바늘을 한 칸씩 띄워 세웁니다. 오른쪽으로 45도 기운 바늘과 왼쪽으로 45도 기운 바늘은 줄 위에서 두 바늘 사이 한가운데, 둘 사이 거리의 절반 높이에서 만납니다. 이웃한 바늘은 줄 바로 위(H, I, K, L)에서, 두 칸 떨어진 바늘은 그 위(E, F, G)에서, 맨 바깥 두 바늘은 꼭대기(A)에서 만납니다. 같은 짝을 반대로 기울이면 줄 아래(M부터 Y)에서 만납니다. 위로 열 쌍, 아래로 열 쌍이니 글자는 스무 개입니다. C, J, Q, U, X, Z는 자리가 없어서, 보내는 사람이 다른 말로 돌려 썼습니다.

과학박물관 큐레이터는 2014년에 판 배치가 휘트스톤의 생각이었고, 부호를 몰라도 되며 여러 사람이 함께 볼 만큼 컸다고 썼습니다. 1839년 이런 전신기가 그레이트 웨스턴 철도를 따라 패딩턴에서 웨스트드레이턴까지 21 km(13마일)에서 세계 첫 공중 전신을 열었습니다. 바늘 과제는 DRAYTON을 한 글자씩 가리키게 합니다.

그림에서 보이지 않는 대가도 있습니다. 바늘마다 코일과 선이 따로 있어서, 바늘 다섯 개면 두 역 사이에 전선 여러 가닥이 필요했습니다.

무선 전신, CQD와 SOS

무선은 키와 부호는 그대로 두고 전선만 없앴습니다. 무선 전신 장면에서는 키를 누를 때마다 유도 코일이 전지의 낮은 전압을 황동 구슬 두 개 사이를 건널 만큼 높은 전압으로 바꿉니다. 불꽃이 안테나를 울리고, 키를 누르는 동안 전파가 한 묶음 나갑니다. 받는 통신사는 헤드폰으로 길거나 짧은 지지직 소리를 듣습니다.

1901년 12월 12일 뉴펀들랜드 시그널힐에서 굴리엘모 마르코니와 조수 조지 켐프가 콘월 폴두에서 보낸 모스 글자 S, 점 셋을 들었습니다. 안테나는 연에 매단 전선이었습니다. 이 일을 기념하는 IEEE 기념물 설명은 신호가 기록기를 움직이기에 너무 약해서 마르코니가 전화 수화기로 들었다고 적습니다.

배들은 얼마 지나지 않아 무선을 실었고, 회사마다 조난 신호가 달랐습니다. 마르코니사는 CQD를 썼습니다. 유선 전신에서 이미 모든 국을 부르던 CQ에 조난(distress)의 D를 붙인 것입니다. SOS는 1905년 독일의 무선 규정에서 시작했고, 1906년 10월 3일~11월 3일 베를린 무선 전신 회의에서 국제적으로 채택되었습니다. SOS는 점 셋, 선 셋, 점 셋이 글자 간격 없이 이어진 신호 하나입니다. 점 셋이 S, 선 셋이 O라서 사람들이 S O S로 읽었을 뿐입니다.

1912년 4월 15일 호출 부호 MGY인 타이타닉호가 CQD MGY를 보냈습니다. ITU 뉴스에 따르면 존 필립스는 마르코니 통신사에게 내려온 지시대로 CQD를 계속 보냈고, 해럴드 브라이드의 말을 듣고 새 신호 SOS를 섞었습니다. 이 사고로 규칙이 바뀌었습니다. 같은 해 런던 회의는 조난 신호에 파장 600미터(약 500 kHz)를 쓰고, 매시 15분과 45분에 3분 동안 무선을 멈추고 듣게 정했습니다. 1914년 해상 인명 안전 협약은 승객 50명이 넘게 타는 배에 무선을 갖추게 했습니다.

모형의 해독기도 규정처럼 SOS를 다룹니다. 글자 사이를 띄어 치면 S, O, S로 읽고, 쉬지 않고 아홉 번을 이어 치면 한 덩어리로 보고 SOS로 읽습니다.

SOS는 위성 장치와 음성 호출이 자리를 이을 때까지 조난 신호였습니다. ITU는 공식 사용이 끝난 날을 1998년 1월 1일로 적고, 그 전날 밤 목재 운반선 MV 오크호가 대서양에서 SOS를 보냈습니다. 선원들은 구명정에서 무사했습니다. 국제해사기구에 따르면 세계 해상 조난 안전 제도(GMDSS)는 1999년 2월 1일 완전히 시행되었습니다.

국제 모스 부호와 옛 미국식 부호

모형이 주로 쓰는 부호는 1844년에 모스와 베일이 보낸 부호와 같지 않습니다. 앨프리드 베일이 모스의 숫자 부호를 글자까지 넓힌 두 사람의 부호는 나중에 미국식 모스 부호, 또는 철도 모스 부호로 불렸습니다. 베일은 자주 쓰는 글자에 가장 짧은 부호를 주려고, 뉴저지주 모리스타운의 한 신문사 활자 상자에 든 활자 수를 세어 글자 빈도를 어림했습니다. E가 점 하나인 까닭이 여기에 있습니다.

부호는 유럽에서 다시 고쳐졌고, 1865년 5월 17일 파리에서 서명한 국제전신협약의 규정이 모스 부호와 모스 기기를 나라 사이 전보의 표준으로 정했습니다. ITU가 지금도 관리하는 국제 부호에는 A부터 Z, 악센트가 붙은 É, 숫자 0부터 9, 그리고 몇 가지 문장 부호가 있습니다. 대문자와 소문자의 구분은 없습니다. 2004년 5월 3일 승인된 M.1677 권고 첫 판은 상업용 @에도 부호를 주었습니다. A와 C를 붙인 .--.-. 입니다.

미국식 모스는 북아메리카 유선 전신에 남았습니다. 세 가지가 다르며, 「부호」 조작으로 듣고 볼 수 있습니다.

• 틈이 있는 글자. C, O, R, Y, Z에는 넓은 틈이 있습니다. O는 점, 틈, 점입니다. 윌리엄 피어폰트의 무선 전신 책은 서툴게 치면 C O R Y Z가 IE, EE, EI, II, SE처럼 들릴 수 있다고 경고합니다.
• 긴 선. L은 긴 선 하나, 숫자 0은 그보다 더 긴 선입니다.
• 다른 글자. J, P, Q, X와 숫자 대부분의 부호가 다릅니다. 미국식 J는 국제 부호의 C입니다.

미국식 모스에는 정해진 시간 규칙이 없었습니다. 피어폰트는 전신수 짐 패리어의 기준을 인용합니다. 점 1단위, 보통 간격 1, 글자 안의 틈 2, 선 3, L 6, 0 9, 글자 사이 3, 낱말 사이 6입니다. 모형은 이 숫자를 써서, WHAT HATH GOD WROUGHT는 미국식으로 171단위, 국제 부호로 189단위입니다. 미국식 부호 과제는 해독기가 긴 선으로 읽는 L 하나를 치게 합니다.

모형의 부호표는 「부호」 조작에 따라 바뀝니다. 키를 치는 동안 지금까지 친 점과 선으로 시작하는 글자에는 색이 칠해지고, 정확히 맞는 글자는 빨갛게 바뀝니다.

한국의 전신선과 한글 모스 부호

이 땅에 처음 놓인 전신선은 조선의 것이 아니었습니다. 1884년 일본이 자기 목적을 위해 부산과 나가사키를 잇는 해저 전선을 놓았습니다. 조선 정부도 전신을 들이려 애썼고, 1884년 가을 김학우를 일본에 보내 전신을 배우게 했습니다. 한국민족문화대백과사전은 그가 한글 자모를 부호로 치는 방법을 고안했다고 적습니다.

1885년 9월 28일 서울에 한성전보총국이 문을 열고 인천까지 선이 일을 시작했습니다. 청나라가 서로전선을 운영하려고 세운 기관으로 인천, 평양, 의주에 분국을 두었고, 직원은 청나라 사람이었으며 조선인 학생도 함께 배웠습니다. 1885년 10월 18일 선이 의주에 닿아 인천-서울-의주가 이어졌고, 청나라를 거쳐 유럽까지 전신이 통했습니다.

조선 정부는 이어서 자기 선을 놓았습니다. 1887년 3월 13일 따로 전보총국을 세웠습니다. 서울과 부산을 잇는 남로전선은 1888년 6월 9일 개통되었고 공주, 전주, 대구, 부산에 분국을 두었습니다. 1891년 6월에는 원산까지 북로전선이 열렸는데, 함경도를 지나 블라디보스토크까지 이어 갈 계획이었습니다. 1894년 청일전쟁 때 일본군이 서로전선과 북로전선을 차지했고, 1896년까지 돌려받았습니다.

전보총국은 남로전선을 위해 1888년 전보장정을 펴냈습니다. 요금을 언어, 거리, 글자 수로 정하고, 국문, 한문, 영문 모스 부호를 쓰게 했으며, 관보를 가장 먼저 처리하게 했습니다.

한글 모스 부호는 기본 자음 14개와 기본 모음 12개에 부호를 하나씩 줍니다. 부호표는 지금 무선국 운용 규정의 별표 1에 실려 있습니다. 가장 많이 쓰는 모음 ㅏ는 점 하나, ㅓ는 선 하나입니다. ㅑ, ㅕ, ㅜ는 점 둘, 셋, 넷입니다. 자음 ㄷ, ㄱ, ㄴ, ㄹ은 차례로 -···, ·-··, ··-·, ···-입니다. 국제 부호의 글자와 같은 부호도 많습니다. ㄱ은 L, ㄴ은 F, ㅁ은 M과 같습니다.

한글은 음절 단위로 쓰지만 부호는 자모를 보내기 때문에, 안녕은 ㅇ ㅏ ㄴ ㄴ ㅕ ㅇ 으로 57단위입니다. 된소리와 겹모음 부호는 따로 없어서 ㄲ은 ㄱ ㄱ, ㅘ는 ㅗ ㅏ로 보냅니다. 한국어 음절은 늘 자음으로 시작하므로(모음 소리 앞에는 ㅇ), 받는 쪽은 크게 헷갈리지 않고 음절을 다시 묶을 수 있습니다. 실험 칸의 변환기는 어떤 한글이든 이렇게 나눠 보여 주고, 한국 전신 장면은 부호를 한글로 바꾸고 지도에서 고른 선을 따라 펄스를 보냅니다.

Q 부호, CQ, 그리고 오늘의 모스 부호

모스 전신수들은 줄임말을 만들었습니다. Q 부호는 뜻이 정해진 세 글자 묶음으로, ITU가 M.1172 권고에 실어 둡니다. QRS는 상대 국에 더 천천히 보내 달라는 뜻이라서, 실험 칸의 QRS 사례는 속도를 낮춥니다. ITU 뉴스에 따르면 모든 국을 부르는 CQ는 유선 전신에서 왔습니다.

아마추어 무선의 국제 규칙은 2003년에 바뀌었습니다. 2003년 7월까지 전파 규칙은 아마추어 자격을 받으려는 사람에게 대체로 모스를 보내고 받을 수 있음을 보이게 했습니다. 그 뒤 나라마다 시험을 없앨 수 있게 되었고, 미국 연방통신위원회는 FCC 06-178 결정으로 모든 아마추어 자격에서 모스 시험을 없앴습니다.

모스는 항공에도 남아 있습니다. 미국 연방항공청의 항공 정보 편람은 VOR 무선 표지를 확실히 확인하는 방법이 모스 부호 식별 신호뿐이고, 정비 중인 표지는 대신 T E S T를 보낼 수 있다고 적습니다.

마지막 전보

전보 서비스는 하나씩 문을 닫았습니다. 미국 웨스턴 유니언은 2006년 전보 서비스를 끝냈습니다. 인도 국영 전보는 2013년 7월 14일 마지막 전문을 보냈는데, 그때도 하루 약 5,000통을 실어 날랐습니다. 독일 우체국은 2023년 1월 1일 멈췄습니다.

한국에서는 KT가 2018년 4월 8일 국제 전보를, 2023년 12월 15일 115 전보 서비스를 끝냈습니다. 1885년 선 이후 138년 만입니다. 연합뉴스에 따르면 그 무렵 전보는 발신자가 전화로 내용을 부르면 텔렉스로 받는 사람 가까운 우체국에 보내고, 배달원이 전했습니다. 낱말마다 요금이 붙었기에 보내는 사람은 뺄 수 있는 말을 모두 뺐습니다.

1999년 7월 12일 글로브 와이어리스가 보낸 북미 마지막 상업 해상 모스 전문은 1844년 첫 전문과 같은 네 낱말로 끝났습니다.

모형과 실제 기기가 다른 점

모형은 작고, 몇 군데를 단순하게 만들었습니다.

• 책상 위 선은 1 m도 되지 않습니다. 1844년 선은 약 64 km(40마일)였습니다. 중계기와 케이블 장면은 긴 선을 모형 숫자로 보여 줄 뿐, 한 역사적 선의 값이 아닙니다.
• 전신선 모형은 젖은 애자로 새는 전류와 땅의 저항을 빼고, 전지 한 개를 1.1 V, 1 Ω으로 봅니다.
• 케이블 모형은 케이블마다 속도 하나를 길이의 제곱으로 늘이고 줄이며, 부드럽게 만드는 단계 두 개를 씁니다. 실제 케이블은 다른 모양으로 펄스를 퍼뜨렸고, 전신수들은 나중에 방향을 바꾸는 전류를 보내 이를 줄였습니다.
• 아마추어는 움직임이 보이도록 키보다 몇 밀리초 늦게 따라옵니다.
• 바늘 판은 고른 글자를 원하는 만큼 보여 줍니다. 실제 전신수는 필요한 만큼만 키를 눌렀습니다.
• 불꽃 소리와 전파 고리는 일어나는 일을 그린 그림이지, 전파를 계산한 것이 아닙니다.
• 한국 지도의 해안선은 단순하게 그렸습니다.

모스와 베일, 그리고 1844년의 전신선

새뮤얼 모스는 1830년대에 전신에 뛰어든 화가였습니다. 뉴저지주 모리스타운의 기계 기술자 앨프리드 베일이 1837년 9월부터 함께 일했고, 그곳에 있던 베일 집안의 스피드웰 제철소에서 기계를 만들어 1838년 1월에 선보였습니다. 생각을 실제로 돌아가는 기계로 만든 공의 큰 몫을 베일에게 돌리는 기록이 많습니다. 1840년 6월 20일 받은 모스의 미국 특허 1647호는 발명을 「미국 전자기 전신」이라고 불렀습니다.

미국 의회는 1843년 40마일 떨어진 워싱턴과 볼티모어 사이 시험선에 3만 달러를 내주었고, 상원은 회기 마지막 몇 시간 안에 법안을 통과시켰습니다. 모스와 베일은 1844년 5월에 선을 끝냈습니다. 1844년 5월 24일 모스는 국회의사당 대법원 방에서 볼티모어 오하이오 철도 마운트클레어 역의 베일에게 「What hath God wrought(하나님이 무엇을 이루셨는가)」를 보냈습니다. 이 말은 애니 엘즈워스가 성경 민수기 23장 23절에서 골랐고, 그의 아버지인 특허청장 헨리 리빗 엘즈워스는 모스의 친구였습니다.

미국 의회도서관은 그날 테이프가 네 개였다고 설명합니다. 워싱턴에서 보낸 것, 볼티모어에서 받은 것, 볼티모어에서 베일이 되돌려 보낸 것, 그것을 워싱턴에서 받은 것입니다. 베일이 볼티모어에서 보낸 테이프만 행방을 모릅니다. 애니의 테이프는 1922년 의회도서관에 들어갔습니다. 스미소니언에는 다음 날 베일이 모스에게 보낸 5월 25일 기념 테이프가 있습니다.