电话
电话(和製漢語:電話,舊譯:德律风,英语:Telephone,意大利語:Telefono,德語:Telefon)出自希臘語:τῆλε(tēle,意為“遠”)和φωνή(phōnē,意為“聲音”),指一種可以傳送與接收聲音的遠程通信裝置。早在十八世紀欧洲已有「電話」一詞,用來指用線串成的話筒(以線串起杯子)。電話的專利擁有權屬於亚历山大·格拉汉姆·贝尔,早期電話機的原理為:說話聲音為空氣裡的複合振動,可傳輸到固體上,透過電脈衝於導電金屬上傳遞,內含電磁鐵。美国国会2002年6月15日269号决议确认安东尼奥·穆齐为电话的发明人。穆齐于1860年首次向公众展示他的发明,並在纽约的意大利语报纸上发表关于这项发明的介绍,但是因為穆齐家中是貧困,1874年未能延長專利期限[1]。1860年菲利普-雷斯也發明一種基本的電話。貝爾於1876年3月申請電話的專利權。[2]
電話的基本元件包括將聲音轉換為信號的麥克風(發射器)及可以將信號還原為聲音的耳機(接收器)。此外,大部份的電話都有鈴或蜂鳴器,可以發出聲音,提醒有人打電話來,也有撥號盤,若要打電話給其他人時可以輸入電話號碼。在1970年代以前的電話是用旋轉式的撥號轉盤撥號,但AT&T在1963年發表雙音多頻的按鈕式撥號盤,後來撥號轉盤也都被按鈕所取代。[3]。電話的麥克風和耳機大部份會整合成電話聽筒,在打電話時有手拿著,麥克風和耳機分別放在口及耳朵的旁邊。發射器可以將音波轉換為信號,藉由電話線路傳送到受話端,受話端將信號轉換為耳機(或是喇叭)中的聲音。
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、網絡電話、模拟移动电话和数字移动电话等。
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整合以及技术的发展,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。
电话的Unicode字符包括:℡(U+2121)、☎(U+260E)、☏(U+260F)、✆(U+2706)和📞(U+1F4DE)。
電話最早只是設計作為簡單的語音通訊使用,但許多現代的電話(特別是移動電話)增加許多額外的功能。例如答錄機、傳送接收文字訊息、拍攝及顯示照片或影片、播放音樂及上網,現在移動電話的趨勢是整合移動電話通訊及大部份相關的運算功能,稱為智能手机。
目录
1 基本原理
2 運作細節
3 固定电话系统
4 使用情形
5 各類型電話和通訊器材
6 电话系统、组织架构与服务
7 相關條目
8 参考文献
9 延伸閱讀
10 外部連結
基本原理
傳統的固網電信電話系統,也稱為「普通老式電話服務」(POTS)會將控制線及音頻線放在同様的絕緣雙絞線(圖中的C,下同)上,也就是電話線。信號設備(參考左圖)包括鐘、蜂鳴器、燈光或其他設備(A7)提醒使用者有來電,數字按鈕或是電話撥號轉盤(A4)可以輸入要打的電話號碼。固網電話服務中最大的開銷就是在電話線路,因此電話會將雙方的通話都由同一對絞線來傳送。絞線減少電磁干擾及串扰的效果比單一線或是一對沒有絞的線要好。麥克風接收到的聲音會轉換為電波送出,此信號會比對方說話傳送過來的信號要強,但在侧音中一方講話的訊號不會蓋過對方說話傳來的訊號,因為混合線圈(A3)會將送到聽筒的聲音減掉麥克風的聲音。接線盒(B)抑制雷擊及進行阻抗匹配根據電話線的長度,使信息最大。電話也會針對室內線路長度作對應的調整(A8)。電話線上的電壓相對地是負的,以減少伽凡尼腐蝕。負電壓會吸引正的金屬離子到電線上。
運作細節
固網電話會包括一個切換開關(A4)及一個警示裝置,多半是蜂鳴器(A7),當電話掛上(on hook)時,開關開路,警示裝置會連接到電話線,其他裝置是在電話未掛上(off hook)時連接到電話線,包括傳送器(麥克風,A2)、接收器(喇叭,A1),以及其他撥號、濾波(A3)及放大用的裝置。
當發話方想要打電話時,會將電話聽筒拿起,會藉由一個槓桿使切換開關導通(A4),因此傳送器(麥克風)、接收器(喇叭)及其他音頻相關元件會有電。電話未掛上的電路阻抗較低(小於300歐姆),因此會產生直流電流,送到交換機。交換機偵測到電流,將電話線連接一數位接收電路,並且送出撥號音通知發話方已可以撥號。若是使用現代的按鈕式電話,發話方在按鍵上按受話方的電話號碼,透過電路產生給交換機接收的双音多频信號双音多频。若是轉盤式電話利用脈衝撥號方式以脈衝表示電話號碼,因此交換機可以收到電話號碼(到2010年止許多交換機仍可以處理脈衝撥號)。若受話方的電話沒有忙線,交換機送出間歇式的電話鈴訊號給受話方(北美及英國是交流75V,德國則是交流60V),提醒受流方有電話打來了。若受話方的電話忙線,交換機送出忙音給發話方,但若受話方有安裝插撥機能,交換機會送出間歇式的告知音,告知有來電。
電話的蜂鳴器(A7)透過一個電容器連接到電話線,因此直流訊號無法通過,只有交流的振鈴訊號才能通過。當電話掛上時不消耗電流(在不考慮電話上的燈或其附加裝置的情形下),但電話線上會持續的有直流電壓。交換機電路(D2)會送交流信號啟動蜂鳴器,告知有來電。在沒有自動交換機的時代,電話會有手搖的电话磁石產生振鈴電壓給交換機或線上的其他電話。當固網電話掛上(on hook)時,電話交換機的線路偵測到上面沒有直流電流,因此知知道此電話未使用。當發話方開始打電話時,交換機送出振鈴訊號,當受話方拿起聽筒時,會觸發一個雙重的切換開關,切斷警示裝置,並且導通電話中的音頻裝置,因此會從電話線上抽取電流。確認此電話在使用中。交換機線路會將振鈴訊號切掉,兩台電話都是可使用的,藉由電話線路連線。只要雙方的切換開關都導通(off hook),雙方就可以通話。若任何一方結束通話,將電話聽筒放回電話上,線上直流電流中斷,告知交換機這通電話已結束了。
若通話雙方不是連接同一個交換機,信號會透過交換機之間的中繼鏈接來連接,現在的電信網路中,這部份的連接會用光纖通訊及数字多路系统進行,相關遠距離的通訊可以透過衛星通訊進行。
大部份的固網電話,其麥克風及喇叭都會放在聽筒中。麥克風(A2)是由電話線供電,會產生其頻率及振幅都會依到達隔膜的聲音來變化的調變電子訊號。電流會延電話線傳送到交換機,再送到另一個電話。當信號通過接收器(A3)的声圈時,變化的電流使接收器的隔膜會產生對應的振動,因此可以複製原來發話端的聲音。
除了麥克風及喇叭外,也有其他電路避免麥克風信號及喇叭信號相互干擾,這是藉由混合線圈(A3)達到的。電話線上進來的信號會通過電阻(A8)及線圈(A3)通到喇叭(A1),因為電阻及線圈的阻抗比麥克風(A2)要低,因此幾乎所有的進來的信號都會到喇叭,不會到麥克風。
同時電話線上的直流電壓產生了直流電流,會分為電阻-線圈(A8-A3)及麥克風-線圈(A2-A3)兩個路徑,延著麥克風-線圈路徑的直流電流會因聲音轉換為交流電流,只通過線圈(A3)主繞組的上方路徑,主繞組上方路徑的圈數比下方的略小,因此部份的電流會回到喇叭,但主要的會透過電話線送出。
架线工的聽筒是專門為測試電話線路而設計的電話機,也可以直接接到架空電纜或是其他基礎設備的元件上。
固定电话系统
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线。
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。长途电话则需拨國際冠碼[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段。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。
在电话交换机之间,目前通常使用7号信令系统传输信令。
使用情形
到2009年底為止,固定電話已有12.6億的用戶,行動電話已有46億的用戶,總計幾乎60億的電話用戶[4]。
各類型電話和通訊器材
- 固網電話
无绳电话
- 无线环路
- 电话子母机
- 数字无绳电话
- 模拟无绳电话
移动电话
- 智能手機
小灵通(PHS)
- 传真机
电话系统、组织架构与服务
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相關條目
- 無線電話
- 雙音多頻
- 侧音
- 撥號音
- 回鈴音
- 忙音
- 哈佛句
- 卫星电话
- 電話鍵盤
- 电话插塞
- 电话交换机
- 竊聽
- 視訊電話
参考文献
^ 凱文·凱利(2010),科技想要什麼。
^ 藝術與建築索引典—電話 互联网档案馆的存檔,存档日期2011-11-12..於2010年4月21日查閱
^ Dodd, Annabel Z., The Essential Guide to Telecommunications. Prentice Hall PTR, 2002, p. 183.
^ Next-Generation Networks Set to Transform Communications, International Telecommunications Union website, 4 September 2007. Retrieved 5 July 2009.
延伸閱讀
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)
外部連結
维基共享资源中相关的多媒体资源:电话 |
維基導遊上的相關旅行指南:Telephone service for travel |
查询維基詞典中的telephone。 |
查询維基詞典中的cordless telephone。 |
- Early U.S. Telephone Industry Data
- 1911 Britannica "Telephone" article
- Virtual museum of early telephones
- The Telephone, 1877
Telephone 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
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