'โทรเลขสัญญาณมือ' หรือที่เรียกว่า 'สายสัญญาณมือ' 'โทรเลขแสง' 'โซ่โทรเลขชัตเตอร์' ' โทรเลขชัปป์ ' หรือ 'สัญญาณมือแบบนโปเลียน' เป็นระบบที่ใช้ในการส่งข้อมูลโดยใช้สัญญาณภาพ โดยใช้หอคอยที่มีแขนหมุนหรือชัตเตอร์ ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าใบมีดหรือไม้พาย ข้อมูลจะถูกเข้ารหัสโดยตำแหน่งขององค์ประกอบทางกล และจะอ่านได้เมื่อชัตเตอร์อยู่ในตำแหน่งคงที่^{[ 2 ] [ 6 ]}

สายสัญญาณธงเป็นต้นกำเนิดของโทรเลขไฟฟ้ามันเร็วกว่า การส่งจดหมาย โดยคนขี่ม้ามากสำหรับการส่งข้อความในระยะทางไกล แต่มีราคาแพงกว่าและมีความเป็นส่วนตัวน้อยกว่าสายโทรเลขไฟฟ้าซึ่งจะเข้ามาแทนที่ในภายหลัง ระยะทางสูงสุดที่สถานีโทรเลขสัญญาณธงสองสถานีสามารถเชื่อมต่อได้นั้นถูกจำกัดด้วยสภาพภูมิประเทศ สภาพอากาศ และปริมาณแสง ดังนั้น ในทางปฏิบัติ โทรเลขแสงส่วนใหญ่จึงใช้สายสถานีถ่ายทอดสัญญาณเพื่อเชื่อมต่อระยะทางที่ไกลกว่า แต่ละสถานีถ่ายทอดสัญญาณยังต้องการผู้ควบคุมและผู้สังเกตการณ์ที่มีทักษะเพื่อส่งข้อความไปมาระหว่างสายสัญญาณด้วย

การออกแบบสัญญาณธงสมัยใหม่ได้รับการคาดหมายครั้งแรกโดยโรเบิร์ต ฮุกนักปราชญ์ ชาวอังกฤษ ซึ่งได้ให้โครงร่างที่ชัดเจนและครอบคลุมเกี่ยวกับการส่งโทรเลขด้วยภาพในการยื่นเสนอต่อราชสมาคม ในปี ค.ศ. 1684 ข้อเสนอของเขา (ซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากความกังวลทางทหารหลังจากการรบที่เวียนนาในปีก่อนหน้า) ไม่ได้ถูกนำไปใช้จริงในช่วงชีวิตของเขา^{[ 7 ] [ 8 ]}

สายสัญญาณแสงแบบแรกที่ใช้งานได้จริงมาถึงในปี 1792 สร้างโดยวิศวกรชาวฝรั่งเศสโคลด ชัปป์และพี่น้องของเขา ซึ่งประสบความสำเร็จในการวาง เครือข่ายสถานี 556 แห่งครอบคลุมทั่ว ประเทศฝรั่งเศสเป็นระยะทางรวม4,800 กิโลเมตร (3,000 ไมล์)และถูกใช้สำหรับการสื่อสารทางทหารและระดับชาติจนถึงช่วงทศวรรษ 1850 

บริการขนส่งสาธารณะหลายแห่งนำระบบส่งสัญญาณที่แตกต่างจากระบบของ Chappe มาใช้ ตัวอย่างเช่นสหราชอาณาจักรและสวีเดนนำระบบแผงปิดมาใช้ (ซึ่งขัดแย้งกับข้อโต้แย้งของพี่น้อง Chappe ที่ว่าแท่งโลหะเอียงมองเห็นได้ชัดเจนกว่า) ในสเปนวิศวกรAgustín de Betancourtได้พัฒนาระบบของตนเองซึ่งได้รับการยอมรับจากรัฐบาลสเปน ระบบนี้ได้รับการพิจารณาจากผู้เชี่ยวชาญหลายคนในยุโรปว่าดีกว่าระบบของ Chappe แม้แต่ในฝรั่งเศสเองก็ตาม

ระบบเหล่านี้ได้รับความนิยมในช่วงปลายศตวรรษที่ 18 ถึงต้นศตวรรษที่ 19 แต่ไม่สามารถแข่งขันกับโทรเลขไฟฟ้าได้ และเลิกใช้งานโดยสิ้นเชิงในปี พ.ศ. 2323 ^{[ 1 ]}

สัญญาณธงเป็นระบบการส่งข้อมูลในระยะไกลโดยใช้สัญญาณภาพด้วยธงที่ถืออยู่ในมือ ไม้ แท่ง วงกลม ไม้พาย หรือบางครั้งอาจใช้มือเปล่าหรือมือที่สวมถุงมือ ข้อมูลจะถูกเข้ารหัสด้วยตำแหน่งของธง วัตถุ หรือแขน และจะอ่านได้เมื่อสิ่งเหล่านั้นอยู่ในตำแหน่งคงที่

สัญญาณธงถูกนำมาใช้และแพร่หลาย ในโลกการเดินเรือในศตวรรษที่ 19 (โดยใช้ธงมือถือแทนแขนกลของสัญญาณธงแบบชัตเตอร์ ) ปัจจุบันก็ยังคงใช้กันอยู่ในการเติมเสบียงกลางทะเลและเป็นที่ยอมรับสำหรับการสื่อสารในกรณีฉุกเฉินในเวลากลางวัน หรือในเวลากลางคืน โดยใช้แท่งไฟแทนธง

ระบบสัญญาณธงแบบใหม่ใช้เสาสั้นสองต้นที่มีธงสี่เหลี่ยม ซึ่งผู้ส่งสัญญาณจะถือไว้ในตำแหน่งต่างๆ เพื่อสื่อสารตัวอักษรและตัวเลข ผู้ส่งสัญญาณจะถือเสาข้างละมือ และยื่นแขนแต่ละข้างไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่งจากแปดทิศทางที่เป็นไปได้ ยกเว้นในตำแหน่งพัก ธงจะไม่ทับซ้อนกัน สีของธงจะแตกต่างกันไปตามว่าส่งสัญญาณทางทะเลหรือทางบก ในทะเล ธงจะมีสีแดงและเหลือง ( ธงออสการ์ ) ในขณะที่บนบก ธงจะมีสีขาวและน้ำเงิน ( ธงปาปา ) ธงไม่จำเป็นต้องใช้ แต่จะช่วยให้ตัวอักษรชัดเจนยิ่งขึ้น

โคมไฟสัญญาณ (เช่น โคมไฟอัลดิส) เป็นอุปกรณ์ส่งสัญญาณด้วยแสงสำหรับการสื่อสารด้วยแสง (โดยทั่วไปใช้รหัสมอร์ส) โคมไฟสัญญาณสมัยใหม่เป็นโคมไฟแบบโฟกัสที่สามารถสร้างแสงเป็นจังหวะได้ ในรุ่นขนาดใหญ่ การสร้างจังหวะแสงนี้ทำได้โดยการเปิดและปิดบานเกล็ดที่ติดตั้งอยู่ด้านหน้าโคมไฟ ไม่ว่าจะผ่านสวิตช์แรงดันที่ควบคุมด้วยมือ หรือในรุ่นต่อมาจะทำงานโดยอัตโนมัติ

ไฟฉายแบบพกพาใช้กระจกเว้าซึ่งจะถูกปรับเอียงด้วยกลไกเพื่อรวมแสงให้เป็นจังหวะ ไฟฉายเหล่านี้มักติดตั้งอุปกรณ์เล็งเป้า และนิยมใช้กันมากในเรือรบ รวมถึงหอควบคุมการจราจรทางอากาศในสนามบิน ร่วมกับสัญญาณไฟจราจร แบบ เข้ารหัส

สัญญาณไฟสำหรับการบินใช้ในกรณีที่วิทยุขัดข้องเครื่องบินไม่มีวิทยุ หรือในกรณีที่นักบินมีปัญหาทางการได้ยินเจ้าหน้าที่ควบคุมการจราจรทางอากาศใช้ปืนสัญญาณไฟเพื่อสั่งการเครื่องบินเหล่านี้มานานแล้ว หลอดไฟของปืนสัญญาณไฟมีลำแสงสว่างที่สามารถเปล่งแสงได้สามสี ได้แก่ สีแดง สีขาว และสีเขียว สีเหล่านี้อาจกะพริบหรือสว่างคงที่ และให้คำแนะนำที่แตกต่างกันแก่เครื่องบินที่กำลังบินอยู่หรืออยู่บนพื้นดิน (ตัวอย่างเช่น "อนุญาตให้ลงจอด" หรือ "อนุญาตให้ขึ้นบิน") นักบินสามารถรับทราบคำแนะนำได้โดยการขยับปีกเครื่องบิน ขยับปีกควบคุมการทรงตัวหากอยู่บนพื้นดิน หรือโดยการกะพริบไฟลงจอดหรือไฟนำทางในเวลากลางคืน มีเพียง 12 คำแนะนำมาตรฐานง่ายๆ เท่านั้นที่ส่งไปยังเครื่องบินโดยใช้ปืนสัญญาณไฟ เนื่องจากระบบนี้ไม่ได้ใช้รหัสมอร์ส

เฮลิโอกราฟ ( ภาษากรีก: Ἥλιος heliosแปลว่า "ดวงอาทิตย์" และγραφειν grapheinแปลว่า "เขียน") คือโทรเลข พลังงานแสงอาทิตย์ไร้สาย ที่ส่งสัญญาณโดยใช้แสงอาทิตย์ ที่สะท้อนจาก กระจก (โดยทั่วไปใช้รหัสมอร์ส) แสงวาบเหล่านี้เกิดขึ้นจากการหมุนกระจกชั่วขณะ หรือโดยการขัดจังหวะลำแสงด้วยชัตเตอร์

เฮลิโอกราฟเป็นเครื่องมือที่เรียบง่ายแต่มีประสิทธิภาพสำหรับการสื่อสารด้วยแสงแบบทันทีในระยะทางไกลในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 การใช้งานหลักๆ อยู่ในด้านการทหาร การสำรวจ และงานป้องกันป่าไม้ เฮลิโอกราฟเป็นอุปกรณ์มาตรฐานในกองทัพอังกฤษและออสเตรเลียจนถึงทศวรรษที่ 1960 และกองทัพปากีสถานยังคงใช้จนถึงปี 1975 ^{[ 5 ]}

ใยแก้วนำแสงเป็นช่องทางการสื่อสารด้วยแสงที่พบได้บ่อยที่สุด ตัวส่งสัญญาณในลิงก์ใยแก้วนำแสงโดยทั่วไปคือไดโอดเปล่งแสง (LED) หรือได โอดเลเซอร์ แสง อินฟราเรดถูกใช้บ่อยกว่าแสงที่มองเห็นได้เนื่องจากใยแก้วนำแสงส่งผ่านคลื่นแสงอินฟราเรดโดยมีการลดทอนและการกระจายตัว น้อยกว่า การเข้ารหัสสัญญาณโดยทั่วไปคือ การมอดูเลตความเข้มอย่างง่ายแม้ว่าในอดีตจะมีการสาธิตการมอดูเลตเฟสและความถี่ด้วยแสงในห้องปฏิบัติการก็ตาม ความจำเป็นในการสร้างสัญญาณใหม่ เป็นระยะๆ ถูกแทนที่ไปอย่างมากด้วยการนำเครื่องขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงที่เจือด้วยเออร์เบียมมาใช้ซึ่งช่วยขยายระยะทางลิงก์ด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่าอย่างมาก การนำระบบมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่น หนาแน่น (WDM) มาใช้ในเชิงพาณิชย์ในปี 1996 โดยCiena Corpเป็นจุดเริ่มต้นที่แท้จริงของเครือข่ายใยแก้วนำแสง^{[ 9 ] [ 10 ]}ปัจจุบัน WDM เป็นพื้นฐานทั่วไปของระบบใยแก้วนำแสงความจุสูงเกือบทุกระบบในโลก^{[ 11 ]}

ระบบสื่อสารด้วยแสงชุดแรกได้รับการออกแบบและส่งมอบให้กับกองทัพสหรัฐฯ และเชฟรอนโดย Optelecom, Inc. ^{[ 12 ]}ซึ่งเป็นกิจการร่วมทุนที่ร่วมก่อตั้งโดย Gordon Gould ผู้คิดค้นเครื่องขยายสัญญาณแสง^{[ 13 ]}และเลเซอร์^{[ 14 ]}

โฟโตโฟน (เดิมทีมีชื่อเรียกอีกอย่างว่าเรดิโอโฟน ) เป็นอุปกรณ์สื่อสารที่ช่วยให้สามารถส่งเสียงพูดผ่านลำแสงได้มันถูกประดิษฐ์ขึ้นโดยอเล็กซานเดอร์ เกรแฮม เบลล์และชาร์ลส์ ซัมเนอร์ เทนเตอร์ ผู้ช่วยของเขา ร่วมกัน เมื่อวันที่ 19 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2323 ที่ห้องปฏิบัติการของเบลล์ เลขที่ 1325 ถนน 'L' ในวอชิงตัน ดี.ซี. ^{[ 15 ] [ 16 ]}ต่อมาทั้งสองได้กลายเป็นสมาชิกเต็มตัวในสมาคมห้องปฏิบัติการโวลตาซึ่งก่อตั้งและได้รับเงินทุนสนับสนุนจากเบลล์

เมื่อวันที่ 21 มิถุนายน พ.ศ. 2423 ผู้ช่วยของเบลล์ได้ส่งข้อความเสียงทางโทรศัพท์ไร้สายในระยะทางไกลพอสมควร จากหลังคาโรงเรียนแฟรงคลินไปยังหน้าต่างห้องทดลองของเบลล์ ซึ่ง อยู่ห่างออกไปประมาณ 213 เมตร (ประมาณ 700 ฟุต) ^{[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}

เบลล์เชื่อว่าโฟโตโฟนเป็นสิ่งประดิษฐ์ ที่สำคัญที่สุดของเขา จาก สิทธิบัตร 18 ฉบับ ที่ออกในชื่อของเบลล์เพียงผู้เดียว และอีก 12 ฉบับที่เขาแบ่งปันกับผู้ร่วมงาน มี 4 ฉบับสำหรับโฟโตโฟน ซึ่งเบลล์เรียกมันว่า "ความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ที่สุด" ของเขา โดยบอกกับนักข่าวไม่นานก่อนเสียชีวิตว่าโฟโตโฟนเป็น "สิ่งประดิษฐ์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่ผมเคยสร้างมา ยิ่งใหญ่กว่าโทรศัพท์" ^{[ 21 ]}

โฟโตโฟนเป็นต้นแบบของ ระบบ การสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงซึ่งได้รับความนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลกตั้งแต่ช่วงทศวรรษ 1980 ^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]}สิทธิบัตรหลักของโฟโตโฟน ( สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา 235,199อุปกรณ์สำหรับการส่งสัญญาณและการสื่อสาร เรียกว่า โฟโตโฟน ) ได้รับการออกในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2423 ^{[ 19 ]}หลายทศวรรษก่อนที่หลักการของมันจะถูกนำไปใช้ในทางปฏิบัติ

ระบบออปติกส์ในอวกาศอิสระ (FSO) ถูกนำมาใช้สำหรับการสื่อสารโทรคมนาคม ' ไมล์สุดท้าย ' และสามารถทำงานได้ในระยะทางหลายกิโลเมตร ตราบใดที่มีเส้นสายตา ที่ชัดเจน ระหว่างแหล่งกำเนิดและปลายทาง และตัวรับสัญญาณแสงสามารถถอดรหัสข้อมูลที่ส่งได้อย่างน่าเชื่อถือ^{[ 25 ]}ระบบออปติกส์ในอวกาศอิสระอื่นๆ สามารถให้การเชื่อมต่อระยะไกลที่มีอัตราข้อมูลสูงโดยใช้ระบบย่อยขนาดเล็ก มวลน้อย และใช้พลังงานต่ำ ซึ่งทำให้เหมาะสำหรับการสื่อสารในอวกาศ^{[ 26 ]}กลุ่มดาวเทียมต่างๆที่วางแผนไว้เพื่อให้บริการบรอดแบนด์ครอบคลุมทั่วโลกใช้ประโยชน์จากข้อดีเหล่านี้และใช้การสื่อสารด้วยเลเซอร์สำหรับการเชื่อมต่อระหว่างดาวเทียมหลายร้อยถึงหลายพันดวง ทำให้เกิดเครือข่ายตาข่ายแสงใน อวกาศอย่างมีประสิทธิภาพ

โดยทั่วไปแล้ว การส่งสัญญาณแสงที่ไม่ใช้ตัวนำเรียกว่าการสื่อสารไร้สายด้วยแสง (Optical Wireless Communications หรือ OWC) ตัวอย่างเช่น การสื่อสารด้วยแสงที่มองเห็นได้ในระยะกลาง และการสื่อสารด้วยแสงอินฟราเรด (IrDA ) ในระยะสั้นโดยใช้ LED อินฟราเรด