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台湾特别是天津电报试设成功后，李鸿章于光绪六年（1880）上奏清廷，以通讯快捷、有利防务为由，请准予推广，着手筹设沟通南北洋的津沪电报。清廷两天后即予批准。李鸿章旋在天津设立电报总局，派盛宣怀为总办，担负筹设津沪电报及向全国推广事宜。同时，在天津设电报学堂，从丹麦聘洋人来华教习电学收发报等技术，培养自己的电报人才，“庶几权自我操，持久不敝”④① 《洋务运动》第6 册，第334 页。
① 李鸿章：《复丁雨生中丞》，同治十一年九月十一日。《李文忠公全书·朋僚函稿》卷12。② 李鸿章：《复丁雨生中丞》，光绪三年五月二十一日，《李文忠公全书·朋僚函稿》卷17。③ 《洋务运动》第6 册，第336 页。
④ 《洋务运动》第6 册，第336 页。
电报总局成立后，请丹麦大北公司代为购置机器、材料，查勘津沪间设线道路，于紫竹林、大沽口、济宁、清江、镇江、苏州、上海各设分局。线路南端的上海分局由郑观应任总办。光绪七年四月（1881 年5 月），架设工程从南北同时动工，至当年十一月竣工。十一月初八日（12 月28 日），津沪间首次通报，开始营业。全线长3000 余里，用湘平银17。87 万多两。开办前，李鸿章奏准“先于军饷内酌筹垫办，俟办成后仿照轮船招商章程，择公正商董招股集资，俾令分年缴还本银，嗣后即由官督商办，听其自取信资，以充经费”①。津沪线开通后，李鸿章即饬盛宣怀与郑观应、经元善等制定招商章程，于光绪八年三月初一日（1882 年4 月18 日）起将电报总局改为官督商办。官督商办的电报总局先缴还官本6 万两，5 年后分年续缴银2 万两，其余垫款（9 万8 千余两）从作为“头等官报”应收电报费中陆续抵缴。垫款缴清后，“头等官报”仍不收费，作为商人对政府的“报效”。
继津沪线之后架设的是穗港线。广东商人受到津沪电线的鼓舞，遂成立“华合公司”，招商集股，拟先创办穗港电线，成功后再向四周发展。当时，英国驻华公使威妥玛要求总理衙门允许大东公司由香港设置水线直达广州，并在沙面登陆。总理衙门函嘱两广总督张树声酌情办理。张树声认为此举既有碍海防，又损我主权，遂积极支持华合公司设旱线进行抵制。光绪八年（1882）春，穗港线自广州动工，修至九龙时，英商不允许与其水线相接。后几经交涉，至光绪九年才由盛宣怀与大东公司达成协议：中国上海吴淞口陆线与该公司海线相接；该公司海线与华合的穗港线相接。穗港线的架设，迫使英国大东公司放弃在此沿海敷设水线的企图。该线开通后，因所收电费有限，遂于光绪十年归并电报总局，华合公司改组为广州电报分局。
由津沪线向南延伸的另一条南北干线是贯穿江苏、浙江、福建、广东四省的沪粤线。光绪八年，英、法、德、美各国公使请在上海设立万国电报公司，添设由上海至香港所经各口岸海线。李鸿章与总理衙门反复函商，主张应激励华商、群策群力架设沪粤陆线相抗衡，“以杜外人觊觎之渐，而保中国自主之权”①。盛宣怀等秉承李鸿章的意图，自光绪九年春动工，至次年全部完工。该线既着眼于军政要地，又将沿途盛产丝茶的地区和商业重镇连接起来，北起江苏苏州，经浙江之湖州、嘉兴、杭州、绍兴、宁波、台州、温州和福建之福宁、福州、兴化、泉州，再接广东之潮州、惠州，直达广州，全线约长5650 里。该线的设立，使我沿海地区形成了贯通天津至广州的动脉，不仅有利于传递军情政令，而且促进了工商贸易，对外则挫败了列强侵占我电讯主权的企图。其后，光绪十四年（1888），由南昌、吉安、赣州到大庾岭线又与广东南雄相接，成为另一条贯穿南北的线路，起了辅助沪粤线的功能。沪粤线设立后，上海成为南北通报的中枢，电报总局遂由天津迁往上海。
由上海向汉口延伸的长江线，是横贯中国中部的东西干线。光绪七年闰七月（1881 年9 月）至年底，在刘坤一、左宗棠支持下先修成由镇江到南京的宁镇线。不久，英国开始策划敷设长江水线。左宗棠为抵制英国，决定在长江先设陆线，使宁镇线向西伸展至汉口，全长约1600 里，光绪十年（1884）竣工，归电报总局经营管理。
① 《洋务运动》第6 册，第336 页。
① 《洋务运动》第6 册，第339 页。
光绪九年到十年，为加强两广通讯、抵御法国侵略，架成由广州经梧州至龙州线路，其中广州至梧州由电报总局招商筹办，梧州至龙州由官方筹款兴办。该线对中法战争中传递边关情报、保卫西南边疆起了积极作用。
津沪、沪粤等线路的开通，起了开风气的作用，使一些激烈反对的守旧派逐渐改变态度；同时，中法战争迫在眉睫，清廷要求加速沟通中央与地方的通讯联络，于是在1883 年架通天津至北京通州180 里的陆线。第二年秋季，又分两条电线引入北京，一条接至内城总理衙门附近的泡子河，专收发官电；一条接至外城东河沿，专收发商电。津京电报线的架设，使清廷直接利用电报了解军情、指挥中法战争与对外交涉，同时又推动了各地电报事业的发展。中法战争后，电报得到迅速推广。在长江沿线及西南地区，光绪十一年（1885）长江线由汉口向西伸展，其汉口至四川成都段归电报总局招商承办，成都至云南蒙自段归官府筹款承办，全线长5000 余里。光绪十三年（1887）鄂、川、滇全线接通，成为连接西南的干线。其后，光绪十三年架成两湖地区从长沙经湘阴、岳州到蒲圻的湘鄂线；云南、贵州到光绪二十五年（1899）电报几乎遍及各府县。光绪二十九年（1903），又修成桂林至柳州线。
在东北地区，为加强防务，李鸿章于光绪十年（1884）开始筹设天津北塘经山海关、营口至旅顺电线。由于该线仅营口一处略有商报，难以招商，遂在天津成立官电总局，由北洋海防经费项下拨款，于光绪十一年建成。其后，该线向东北地区迅速发展，先后拨官款由电报总局代设营口至沈阳，再由沈阳经吉林、宁古塔至珲春。光绪十三年（1887）又从吉林经伯都纳、齐齐哈尔至大黑河屯，形成东北电报干线。
光绪十一年（1885）清廷在台湾设立行省。为加强与大陆联系，加强东南防务，首任台湾巡抚刘铭传请德国泰来洋行承办台湾从基隆经沪尾、淡水至台北陆线，又请英国怡和洋行承办由福州之川石至沪尾台北，再续接澎湖至台南的安平口海线，架通台北至台南陆线。光绪十四年（1888）海陆两线先后建成，总长达1400 余里。这是当时唯一借外债架设的电线，后陆续由官款筹还。
西北地区设线较晚。先是李鸿章办成天津至保定官线，光绪十五年始筹设由保定至嘉峪关电线。其中由保定经太原到西安由电报总局招商承办；由西安至嘉峪关为官线，光绪十六年（1890）冬全线竣工。光绪十八年，该线展至新疆乌鲁木齐，旋又由吐鲁番至喀什噶尔架南线，由乌鲁木齐至伊犁架北线，又由乌苏架一支线至边境塔城，均于光绪二十年竣工。光绪三十年（1904）新疆又架设迪化至奇台线，于光绪三十四年建成。
为沟通国际电讯，中国电报局又分别与各国达成接线协议。光绪十年（1884），中英达成协议，在英属缅甸的同岗和中国云南的腾越之间接线；光绪十四年（1888）中法订立合同，在越南同登与中国广西镇南关、越南芒街与中国广东东兴、越南保胜与中国云南蒙自三处接线；光绪十八年（1892）在东北海兰泡与俄国巴拉哥威盛、珲春与俄国那和斯司克接线，使中国与国际电讯联系日益加强。
甲午战争后，沿边电报发展较快，内地线路也陆续增置。其中，山东沿海建成胶州至青岛；威海至成山头；烟台至登州各线， 均于光绪二十一年（1895）完成。北京经张家口、库伦至恰克图的京恰线于光绪二十五年（1899）完成；其他如广东、广西、安徽、直隶、吉林、奉天、山东黄河沿岸以及为慈禧太后从陕西回北京架设的贯穿陕西、河南、直隶的电线均相继建成。电报初设之际，守旧官绅阻抑、反对，无知乡民惊骇、破坏，以及意外损坏层见叠出。如“贵州毕节乡民之拆线；山西霍山乡民之毁杆；湘省澧州民误以电线为外人所设，集众毁弃；陕之