电话
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电话是一种可以发送与接收声音的远程通信设备。早在十八世纪欧洲已有“电话”一词，用来指用线串成的话筒（以线串起杯子）。电话的专利拥有权属于亚历山大·格拉汉姆·贝尔，贝尔于1876年3月申请电话的专利权[1]，但具体谁是发明人还存在争议。
电话的基本组件包括将声音转换为信号的麦克风（发射器）及可以将信号还原为声音的耳机（接收器）。此外，大部分的电话都有铃或蜂鸣器，可以发出声音，提醒有人打电话来，也有拨号盘，若要打电话给其他人时可以输入电话号码。在1970年代以前的电话是用旋转式的拨号转盘拨号，但AT&T在1963年发表双音多频的按钮式拨号盘，后来拨号转盘也都被按钮所取代。[2]。电话的麦克风和耳机大部分会集成成电话听筒，在打电话时有手拿着，麦克风和耳机分别放在口及耳朵的旁边。发射器可以将音波转换为信号，借由电话线路发送到受话端，受话端将信号转换为耳机（或是喇叭）中的声音。
历史上对电话的改进和发明包括：碳粉话筒、人工交换板、拨号盘、自动电话交换机、程控电话交换机、双音多频拨号、语音数字采样等。近年来的新技术包括，ISDN、DSL、网络电话、模拟式移动电话系统和数字移动电话等。
这一行业通常分为电话设备制造商和电话网络运营商。在历史上，网络运营商通常都拥有全国性的垄断。近年来，随着全球电信市场的开放和集成以及技术的发展，逐渐出现多家运营商在同一市场竞争的局面。例如，贝尔系统，即AT&T的下属公司曾拥有美国电话市场的80%。1984年，由于美国司法部反垄断诉讼，贝尔系统被迫分割成多个独立的地方贝尔公司。
电话最早只是设计作为简单的语音通信使用，但许多现代的电话（特别是移动电话）增加许多额外的功能。例如答录机、发送接收文字消息、拍摄及显示照片或影片、播放音乐及上网，现在移动电话的趋势是集成移动电话通信及大部分相关的运算功能，称为智能手机。
发展历史
[编辑]亚历山大·格拉汉姆·贝尔一般被认为是电话的发明者。2002年6月11日美国国会的269议案承认了安东尼奥·穆齐的贡献。一些人认为这是承认穆齐才是电话发明人[3]，但这种说法存在争议，因为议案并没有明说“安东尼奥·穆齐就是发明人”[4][5]。此外约翰·菲利普·雷斯等也有可能是电话发明人。
基本原理
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传统的固定电话电话系统，也称为“普通老式电话服务”（POTS）会将控制线及音频线放在同様的绝缘双绞线（图中的C，下同）上，也就是电话线。信号设备（参考左图）包括钟、蜂鸣器、灯光或其他设备（A7）提醒用户有来电，数字按钮或是电话拨号转盘（A4）可以输入要打的电话号码。固定电话服务中最大的开销就是在电话线路，因此电话会将双方的通话都由同一对绞线来发送。绞线减少电磁干扰及串扰的效果比单一线或是一对没有绞的线要好。麦克风接收到的声音会转换为电波提交，此信号会比对方说话发送过来的信号要强，但在侧音中一方讲话的信号不会盖过对方说话传来的信号，因为混合线圈（A3）会将送到听筒的声音减掉麦克风的声音。接线盒（B）抑制雷击及进行阻抗匹配根据电话线的长度，使信息最大。电话也会针对室内线路长度作对应的调整（A8）。电话在线的电压相对地是负的，以减少伽凡尼腐蚀。负电压会吸引正的金属离子到电在线。
运作细节
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固定电话会包括一个切换开关（A4）及一个警示设备，多半是蜂鸣器（A7），当电话挂上（on hook）时，开关开路，警示设备会连接到电话线，其他设备是在电话未挂上（off hook）时连接到电话线，包括发送器（麦克风，A2）、接收器（喇叭，A1），以及其他拨号、滤波（A3）及放大用的设备。
当发话方想要打电话时，会将电话听筒拿起，会借由一个杠杆使切换开关导通（A4），因此发送器（麦克风）、接收器（喇叭）及其他音频相关组件会有电。电话未挂上的电路阻抗较低（小于300欧姆），因此会产生直流电流，送到交换机。交换机侦测到电流，将电话线连接一数字接收电路，并且提交拨号音通知发话方已可以拨号。若是使用现代的按钮式电话，发话方在按键上按受话方的电话号码，透过电路产生给交换机接收的双音多频信号双音多频。若是转盘式电话利用脉冲拨号方式以脉冲表示电话号码，因此交换机可以收到电话号码（到2010年止许多交换机仍可以处理脉冲拨号）。若受话方的电话没有忙线，交换机提交间歇式的电话铃信号给受话方（北美及英国是交流75V，德国则是交流60V），提醒受流方有电话打来了。若受话方的电话忙线，交换机提交忙音给发话方，但若受话方有安装插拨机能，交换机会提交间歇式的告知音，告知有来电。
电话的蜂鸣器（A7）透过一个电容器连接到电话线，因此直流信号无法通过，只有交流的振铃信号才能通过。当电话挂上时不消耗电流（在不考虑电话上的灯或其附加设备的情形下），但电话在线会持续的有直流电压。交换机电路（D2）会送交流信号启动蜂鸣器，告知有来电。在没有自动交换机的时代，电话会有手摇的电话磁石产生振铃电压给交换机或在线的其他电话。当固定电话挂上（on hook）时，电话交换机的线路侦测到上面没有直流电流，因此知知道此电话未使用。当发话方开始打电话时，交换机提交振铃信号，当受话方拿起听筒时，会触发一个双重的切换开关，切断警示设备，并且导通电话中的音频设备，因此会从电话在线抽取电流。确认此电话在使用中。交换机线路会将振铃信号切掉，两台电话都是可使用的，借由电话线路连线。只要双方的切换开关都导通（off hook），双方就可以通话。若任何一方结束通话，将电话听筒放回电话上，在线直流电流中断，告知交换机这通电话已结束了。
若通话双方不是连接同一个交换机，信号会透过交换机之间的中继链接来连接，现在的电信网络中，这部分的连接会用光纤通信及数字多路系统进行，相关远距离的通信可以透过卫星通信进行。
大部分的固定电话，其麦克风及喇叭都会放在听筒中。麦克风（A2）是由电话线供电，会产生其频率及幅度都会依到达隔膜的声音来变化的调制电子信号。电流会延电话线发送到交换机，再送到另一个电话。当信号通过接收器（A3）的声圈时，变化的电流使接收器的隔膜会产生对应的振动，因此可以复制原来发话端的声音。
除了麦克风及喇叭外，也有其他电路避免麦克风信号及喇叭信号相互干扰，这是借由混合线圈（A3）达到的。电话在线进来的信号会通过电阻（A8）及线圈（A3）通到喇叭（A1），因为电阻及线圈的阻抗比麦克风（A2）要低，因此几乎所有的进来的信号都会到喇叭，不会到麦克风。
同时电话在线的直流电压产生了直流电流，会分为电阻-线圈（A8-A3）及麦克风-线圈（A2-A3）两个路径，延著麦克风-线圈路径的直流电流会因声音转换为交流电流，只通过线圈（A3）主绕组的上方路径，主绕组上方路径的圈数比下方的略小，因此部分的电流会回到喇叭，但主要的会透过电话线提交。
架线工的听筒是专门为测试电话线路而设计的电话机，也可以直接接到架空电缆或是其他基础设备的组件上。
固定电话系统
[编辑]固定电话系统通常称为公用电话交换网。在交换机与用户之间通常以铜线连接。近年来，光纤部分地替代铜线。通话所使用的频率范围为0-3.5千赫兹。更高的频率在接入交换局时被滤掉。模拟话音信号进一步被采样量化成为数字信号，以便在数字交换传输网络中传递。
端局是指用户拥有直接连线连接的交换机。用户线是指用户与端局之间的线路。中继线是指连接不同交换机的电路。中继线群是指一组介于同样两个交换机之间的中继续。
自动电话系统通常使用数字组合来代表和寻址不同的用户，这也就是电话号码。电话号码系统通常会区分本地电话、长途电话和国际电话。拨打本地电话通常可以直接拨本地号码。长途电话则需拨国际冠码［国际电信联盟（ITU） 推荐使用“0”），加国内长途区号和本地号码。国际电话则需拨国际长途字冠（ITU推荐使用“00”）、国际长途区号、国内长途区号和本地号码。美国和加拿大使用“1”作为国内长途字冠，“011”为国际长途字冠。 国际长途区号请参见国际长途电话区号表。
大型企业或机构通常会使用专用电话交换机（PBX）。专用交换机使用系统内部的号码，通常也同时占用公用电话号码的某一区块。一些大型公司的内部电话网连接不同的城市甚至不同的国家。
多数PSTN网络在用户和端局之间使用模拟信号传输。 综合业务数字网则是使用数字信号来连接用户和端局的系统。
使用情况
[编辑]到2009年底为止，固定电话已有12.6亿的用户，移动电话已有46亿的用户，总计几乎60亿的电话用户[6]。
各类型电话和通信器材
[编辑]电话系统、组织架构与服务
[编辑]电话区号、控制电码、程控交换机、 电话交换中心、可视电话、电话会议（Global Conference Bridge）、集团电话、IP电话、热线电话、公用电话、市话、长途电话、 卫星电话、语音电话、海事电话、磁卡电话、举报电话、ADSL、ISDN、网络交换机、路由器、无线局域网、调制解调器、短信息、传真、GPRS、CDMA、CDPD、网络、 电信黄页、电话卡、200卡、 201卡、电话充值卡、114、110、112、119、120、122、电话磁卡、电话银行
符号编码
[编辑]电话的Unicode字符包括：
- U+2121 ℡ TELEPHONE SIGN
- U+260E ☎ BLACK TELEPHONE
- U+260F ☏ WHITE TELEPHONE
- U+2706 ✆ TELEPHONE LOCATION SIGN
- U+1F4DE 📞 TELEPHONE RECEIVER
相关条目
[编辑]参考文献
[编辑]- ^ 藝術與建築索引典—電話. [2010-04-21]. （原始内容存档于2011-11-12）.
- ^ Dodd, Annabel Z., The Essential Guide to Telecommunications. Prentice Hall PTR, 2002, p. 183.
- ^ Rep. Fossella's Resolution Honoring True Inventor of Telephone To Pass House Tonight. Office of Congressman Vito J. Fossella. 11 June 2002. 原始内容存档于24 January 2005.
- ^ Estreich, Bob. Antonio Meucci: (section) The Resolution （页面存档备份，存于互联网档案馆）; retrieved from BobsOldPhones.net website, 25 February 2011;
"the text of the Resolution DOES NOT acknowledge Meucci as the inventor of the telephone. It does acknowledge his early work on the telephone, but even this is open to question." - ^ Bethune, Brian. "Did Bell steal the idea for the phone?", Macleans, 23 January 2008; retrieved 30 April 2009.
- ^ Next-Generation Networks Set to Transform Communications. International Telecommunications Union website. 2007-09-04 [2009-07-05]. （原始内容存档于2016-03-03）.
延伸阅读
[编辑]- Sobel, Robert (1974), The Entrepreneurs: Explorations Within the American Business Tradition. Weybright & Talley. ISBN 0-679-40064-8.
- Todd, Kenneth P. (1998), A Capsule History of the Bell System. American Telephone & Telegraph Company (AT&T).
- Ronell, Avital. (1989), The Telephone Book: Technology, Schizophrenia, Electric Speech (ISBN 0-8032-8938-3)
外部链接
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- Early U.S. Telephone Industry Data （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- 1911 Britannica "Telephone" article
- Virtual museum of early telephones （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- The Telephone, 1877
- Telephone （页面存档备份，存于互联网档案馆） Citizendium
- 短片 "Now You're Talking (1927)" 可在互联网档案馆自由下载
- 短片 "Communication (1928)" 可在互联网档案馆自由下载
- 短片 "Telephone Memories (Reel 1 of 2) (1931)" 可在互联网档案馆自由下载
- 短片 "Telephone Memories (Reel 2 of 2) (1931)" 可在互联网档案馆自由下载
- 短片 "Far Speaking (ca. 1935)" 可在互联网档案馆自由下载
