Швидка передача знаків на великі відстані може здійснюватися різними способами. Для цієї мети можуть застосовуватися і звукові, і світлові сигнали, а також і різні електричні і магнітні дії. Найдавніший і разом з тим і найпоширеніший з таких способів в усі часи, майже до першої половини XIX століття, був світловий, або за допомогою вогнів та інших світлових сигналів, або ж допомогою спеціальних інструментів з рухомими частинами, різні взаємні положення яких і повинні складати умовні знаки.
Була висловлена думка (Бушредер, в 1725 р), що вавилонська вежа могла служити для оптичного телеграфування. У китайців для тієї ж мети запалюються яскраві вогні на вежах, розташованих уздовж всієї Великої Китайської стіни. Такий спосіб передачі звісток, за допомогою вогнів, застосовувався і пізніше у всіх диких народів, особливо в Африці.
У 1778 році для встановлення повідомлень між Паризької і Грінвічській обсерваторіями був влаштований оптичний телеграф, який використовував вогні.
У XIX столітті у військовій справі світловою сигналізацією за допомогою так званих геліографов користувалися досить часто. Основною частиною геліографа є дзеркало. за допомогою якого світлові промені можуть бути спрямовані в вказане місце, де знаходиться інша таке ж дзеркало. Умовні знаки утворюються короткими поворотами дзеркал в ту або іншу сторони. При сприятливих умовах погоди такі знаки можуть передаватися на відстань до 65 км. Вночі, при місячному світлі, таку відстань скорочується до 15 км, а при освітленні лампами і до 5 км.
Простота пристрою і установки, легкість, дешевизна - ось особливості дзеркальних геліографов, які робили їх цілком придатними для військових цілей. Застосовувалися в армії і переважно на військових судах і більш складні сигнальні апарати з сильним електричним світлом - прожектори. Для напряму променів вольтової дуги паралельним пучком в них користувалися і відображенням (сферичними або параболічними дзеркалами), і заломленням світла (різного виду скляними лінзами). В удосконаленні прожекторів брали участь Манжен (Mangin), Лемоньyo (Sautter-Lemonier), Чиколев. Сіменс (Siemens u. Galske) і особливо Шукерт (Schuckert).
В оптичних телеграфу іншого роду умовні знаки передавалися не за допомогою світлових джерел і їх променів, що посилаються з одного місця в інше, а за допомогою особливих механізмів з деякими рухомими частинами у вигляді лінійок або кіл, видимих з дальньої відстані. Першим винахідником такого роду оптичного телеграфу потрібно визнати відомого англійського вченого Гука. Хоча про можливість такого способу передачі знаків вже заявлялося в літературі і раніше, але Гук не тільки придумав, але і влаштував сигнальний апарат, який був їм показаний в Royal Society в 1684 р Потім француз Амонтон (Amonton) в 1702 р влаштував оптичний телеграф з рухомими планками, який він показував у дії при дворі.
Семафор братів Шаппа
Семафор братів Шаппа на службі армії Наполеона
Незважаючи на недоліки оптичної телеграфії, які полягають головним чином в залежності її від погоди, її активно використовували майже до середини XIX століття, вУкаіни - до початку 1860-х років. Своїми блискучими перемогами Наполеон I чимало зобов'язаний оптичному телеграфу, за допомогою якого він мав можливість швидко передавати свої розпорядження на великі відстані.
Перша в Європі міжнародна лінія оптичного телеграфу була побудована в 1798 в Іспанії А. Бетанкур (з'єднувала Кадіс і Мадрид). Бетанкур використовував власну систему оптичного зв'язку, визнану пізніше кращої в Європі.
Оптичний телеграф вУкаіни
Вежа оптичного телеграфу на Зимовому палаці
В українській імперії І. П. Кулібіни в 1794 році була винайдена і побудована «дальнеізвещающая машина», яка представляла собою оптичний семафор, в якому він, крім дзеркал, використовував винайдений ним ліхтар з відбиваючим дзеркалом. Це дозволяло будувати проміжні станції на великих відстанях і використовувати телеграф і вдень, і вночі навіть в невеликий туман. Рама семафора Кулібіни була використана Т-подібна, французька, але їм був придуманий дотепний приводний механізм, що рухав раму, і новий спрощений код. Кулібінська код зводився в таблицю, за допомогою якої прискорювалися передача і розшифровка сигналів. Винахід Кулібіна справило ефект, однак грошей на будівництво лінії телеграфу в Академії наук «не знайшлося». Після демонстрації «дальнеізвещающая машина» Кулібіна була здана на зберігання в Кунсткамеру.
Демонстрація роботи телеграфу
До думки про будівництво оптичного телеграфу в Харкові повернулися в середині 1820-х. Можливо, консультації при розробці проекту давав переїхав в 1808 році в Україну А. Бетанкур. У 1824 році була споруджена перша вУкаіни лінія оптичного телеграфу між Харковом і Шліссельбургом. по якій передавалися відомості про судноплавство на Неві і Ладозькому озері. За основу була взята система Бетанкур, яка отримала на той час повсюдне поширення.
Розвиток оптичного зв'язку в Харкові йшло дуже повільно: лише в 1833 році була відкрита друга лінія Харків - Кронштадт. яка йшла через Стрельну і Ораниенбаум; до тисячу вісімсот тридцять п'ять до цієї лінії додалися ще дві: Харків - Царське Село і Харків - Гатчина. У книзі «Росія в 1839 році» маркіз де Кюстін при описі робочого кабінету Миколи I в Петергофском Котеджі зауважує:
Імператор може віддавати накази свого флоту, не виходячи з кабінету. Для цієї мети є зорова труба, рупор і невеликий телеграф, що приводиться в дію імператором власноруч.
У того ж 1839 року було розпочато спорудження останньої вУкаіни лінії Харків - Варшава (через Псков. Дінабург. Вільно). Лінія була найдовшою в світі, довжина її становила 1200 км; було побудовано 149 проміжних станцій з висотою башти від 15 до 17 метрів кожна. В системі використовувалися відображають дзеркала і світильники. Лінію обслуговувало 1908 чоловік. Передача 45 умовних сигналів з Харкова до Варшави при ясній погоді займала 22 хвилини. Початкова станція розташовувалася в «телеграфічну обсервационном будиночку» - кутовий шестигранною вежі над фронтоном Зимового палацу (з боку Адміралтейства; зберігся). «Будиночок» з 1833 обслуговував також лінії з Царським Селом, Гатчиною і Кронштадтом. У Харкові проміжні станції оптичного телеграфу розташовувалися також на вежі будівлі Міської думи (Невський проспект, 33/1), через що у свій час городяни називали вежу Телеграфної; на вежі Технологічного інституту на Царськосельському проспекті; на будівлі Чесменской військової богадільні на Московському шосе, поблизу сіл Кам'янка, Перелісіно, Нова (на Мизіна горі), поблизу слободи Пулково, в Гатчині на одній з веж Гатчинського палацу, в Царському Селі.
Лінією оптичного телеграфу могли користуватися прості громадяни. Можна було послати «оптичну» телеграму до Гатчини або Вільно - їх брали в «телеграфічну будиночку», в башті Міської думи. Але варто було це досить дорого, і популярності у городян такий вид зв'язку не отримав. До того ж, він сильно залежав від погоди.
Оптичний телеграф втратив свою актуальність на початку 1850-х, з впровадженням електричного телеграфу.
ВУкаіни вже в 1852 році була побудована лінія електричного телеграфу між Харковом і Москвою, хоча лінія оптичного телеграфу Харків - Варшава ще деякий час продовжувала діяти. У 1854 році український оптичний телеграф припинив існування. Багато семафори оптичного телеграфу, злегка перероблені, використовувалися пізніше як пожежні каланчі для подачі сигналів пожежної тривоги. Один з таких семафорів зберігся на вежі будівлі Міської думи. Роль пожежної каланчі вежа виконувала з 1835. Для оптичного семафора з 1839 по 1854 використовувалася пожежна щогла. З 1855 протягом більш ніж півстоліття на щоглі знову піднімалися тільки різнокольорові кулі - умовні пожежні сигнали.
Витіснений з провідною роллю у світовій системі зв'язку, оптичний телеграф несподівано виявився затребуваним на флоті. В кінці XIX - початку XX століття, з появою автономних електростанцій, в оптичному семафорі стали використовуватися електричні світильники, що дало можливість розробити світлову абетку. Оптичний семафор на флоті був одним з найпростіших аварійних видів зв'язку між судами. Використовується ручний світильник з рукояткою пістолетного типу, при натисканні на спусковий гачок циліндрична підпружинена шторка відкриває лампу розжарювання.
Оптичний семафор в кінці XIX століття стали використовувати і на залізниці. Залізнична семафорна азбука спочатку не відрізнялася особливою складністю, проте з роками необхідність в ній збільшувалася і привела до розробки власної системи умовних світлових сигналів.
З розвитком автомобільного руху з'явилася спрощена різновид оптичного семафора - світлофор.
У романі Олександра Дюма (батька) «Граф Монте-Крісто» головний герой підкуповує службовця однієї з семафорних веж для відправки повідомлення про вторгнення дона Карлоса в Іспанію.
Також семафорні вежі є основним засобом зв'язку в романі «Павана [en]» (1968) англійського письменника Кіта Робертса (англ. Keith Roberts), чому присвячений другий розділ під назвою «Семафорщік».
- Лампі Б. Електромагнітні телеграф. Харків. тисяча вісімсот п'ятьдесят-сім;
- Рехневскій С. С. телеграф і їх застосування до військової справи. Харків. +1872.
При написанні цієї статті використовувався матеріал з Енциклопедичного словника Брокгауза і Ефрона (1890-1907).