电话是什么？

电话，或简称为手机，是一种能在一定距离上传递声音的设备。电话的主要作用是将模拟声音转换成电信号，然后传输给其他电话用户。电话这个名字来源于希腊语的“tele”，意为“远”，以及“phone”，意为“声音”或“语音”。电话的发明主要归功于亚历山大·格拉汉姆·贝尔，他在1876年获得了专利。它使人们能够跨越几乎任何距离进行交流。

电话通信是最即时、最广泛的通信方式之一。在人类生活的各个领域，电话在信息交换方面都发挥了不可估量的作用。它可以用于社交、商业、科学、个人服务、政府或公共卫生等许多不同领域。

1887年，全世界约有20万部电话，1928年约3000万部，1958年约1.18亿部，1995年超过3.3亿部。根据加州大学伯克利分校的数据，2004年全球约有13亿部主要电话线在使用。

电话系统包含几个要素。首先是电话设备本身。然后是用于长距离传输电磁信号的各种设备。第三，由于传输线路是组织成多层结构的，它们可以根据请求互连任何所需的电话机。最后，有信令设备用于通知被呼叫者、控制交换操作以及在通话结束后清除电路。电话学是一门科学和技术学科，它有助于电话系统所有部分的开发。

电话网络

电话网络的结构可以从电话交换机之间的整体连接来描述。电话网络包含三个大类：长途网络、交换区和本地网络。本地网络用于将企业和住宅中的电话连接到中心局，以服务于特定的地理区域。其规模在城市和乡村可能有所不同。在城市中，可能为11.5平方英里，而在乡村可能为123.5平方英里。

本地线路或回路是连接用户到中心局的电话线。中心局通过交换区网络互连。连接一个电话交换机到另一个电话交换机的电话连接在北美称为中继线，在欧洲称为中转线。为了在系统中指示位置，每个电话都被分配一个号码。交换网络识别呼叫是从哪个电话发起的，以及呼叫是发送到哪个电话。对于信号路径，它根据这些信息建立电路连接。

电话的组成部分

电话是一个完整的系统，而不仅仅是放在家里的一个东西。它包含了许多通信设备，包括穿过墙壁的电缆，以及你这边用于将电话信号发送到全国各地的听筒。此外，一些交换设备有助于正确路由呼叫。

让我们以一个典型的电话听筒为例。在这个听筒中，顶部有一个扬声器，你将它贴在耳朵上。麦克风位于电话系统底部，靠近使用者的嘴。单根粗而卷曲的电缆从听筒中伸出，包含两对铜线。输出对负责将电信号从麦克风传输到电话系统。输入对负责接收来自电话系统的传入信号并将其发送到扬声器。

老式电话里面有什么？

• 拨号机构：当拨号盘旋转时，它会通过中断交换机与电话之间的电路来产生拨号脉冲。例如，拨数字“4”会产生四个脉冲，拨“8”会产生八个脉冲，依此类推。
• 铃铛：为了指示来电，早期的电话内部装有真正的闪亮金属铃铛。另一方面，现代手机包含蜂鸣器或振铃器，但它们的声音远不如铃铛悦耳。
• 电磁铁：电话铃响时，这个电磁铁会快速开关；一个小锤子在铃铛之间摆动，敲击铃铛发出响声。
• 倾斜开关机构：这个机构可以检测听筒何时被拿起或放回。当听筒放在开关上时，它还会断开电话与本地交换机的连接。只有当您拿起听筒时，连接交换机与电话的电路才会接通。
• 电路板：所有的小电线都汇集在这个电路板上，它控制着电话的多个方面。

电话通信质量

高质量电话传输的基本要求是声音的可听性、自然性和清晰度。这些标准本质上是人声的谐波组成部分。网络结构对电话服务质量有显著影响，因为它完全依赖于用户所连接的网络结构。

与总用户数相比，同时拨打语音电话的用户数总是较少。这是为什么当比较中心局服务的用户数与商用电话系统的信道数时，中心局服务的用户数要少得多的根本原因。由于这种设计，当电话流量很高时，连接可能会被阻塞。

为了防止信道过载，人们使用基于统计分析的良好规划。增加单个基础介质可以承载的信道数量是提高网络质量的另一种技术。例如，1940年，同轴电缆可以承载600条语音信道。到20世纪50年代初，语音信道数量增加到1860条，到20世纪80年代增加到13200条。微波无线电系统也经历了类似的带宽扩展；在20世纪50年代有2400条信道，到20世纪80年代扩展到42000条。在这方面，光纤技术有望带来更快的进步。

电话的发明

亚历山大·格拉汉姆·贝尔（Alexander Graham Bell）发明电话的故事存在争议，但他通常被认为是电话的发明者。贝尔的母亲失聪，这促使贝尔对声音和语言产生了兴趣。他的父亲和祖父在教导聋哑人方面拥有丰富的经验，因此他们被认为是该领域的专家。此外，在贝尔成为发明家之前，他已经是聋哑人的教师。

但同时，像贝尔一样，也有其他发明家也在研究制造电话的想法。例如，在贝尔提交专利申请仅仅几个小时后，伊莱沙·格雷（Elisha Gray，1835-1901）就申请了一项类似的发明专利。第三位发明家是安东尼奥·梅乌奇（Antonio Meucci），他比贝尔或格雷都早。据说他在19世纪40年代发明了电话。2002年，美国国会通过一项法案表彰了他，他的贡献终于得到了认可。

电话类型

智能手机、无绳电话或无线电话、普通手机和传统的有线电话是四种主要的电话类型（使用旋转拨号盘或有按钮）。如今，手机和智能手机在很大程度上取代了固定电话。这是因为智能手机和手机提供更好的服务，而且价格也大幅下降。

如何连接固定电话

标准的家用电话通过 RJ-11 连接器连接到墙壁。将电话连接到调制解调器时，电话连接到“line out”接口。然后，固定电话连接到调制解调器的“line in”接口。

电话交换机的作用是什么？

“电话交换机”这个词已经多次提及，但没有详细说明它们的功能或工作原理。

假设街上有五个人。他们想互相聊天；因此，他们需要电话。实际上，用罐子串联会更简单。需要为所有人都连接到其他人，但这会造成非常混乱的局面；这意味着每家都需要四根线和四个罐子。我们也许可以接受，但并非理想。假设您的社区有5000人，他们都想互相交谈。每户家庭需要4999条线路。而且，想象一下，如果城市里有1000多万人，他们都想互相交谈。

这就是电话交换机发挥作用的原因。每个人都不再直接连接到所有人，而是连接到本地交换机，本地交换机再连接到其他交换机。在上面的例子中，四个人只需要一条线路，交换机就能提供他们之间任何一对的连接。在另一个例子中，1000万人仍然只需要一条线路。但是，当人数增加时，就需要增加更多的本地交换机。现在，一个人不是直接连接到另一个人，而是通过本地交换机连接到另一个本地交换机（可能是一系列交换机）。

一条线路与另一条线路之间的任何连接都不是永久性的。当使用电话的人较少时，电话交换机里的接线员手动跟踪呼叫要容易得多；他们通过将插头插入和拔出交换机来实现这一点。但是，随着人们期望更快的通话速度以及系统的规模迅速扩大，这变得困难起来。另外，如果有人认为电话的发明早于交换机，那就错了。电报的交换机在贝尔获得电话专利的几年之前就已经实现，因此中央交换局的基本概念在此之前就已经出现。这个概念有助于在不同地点之间交换电报。

拨打国际长途电话

曾经，所有的电话呼叫都是通过电线传输的。这就是为什么长途电话成本更高，并且路由需要更长的时间。拨打国际长途电话时，你与对方之间有很大的延迟；这就是为什么国际长途电话需要很长时间才能路由。这是因为信号需要时间通过电线传输。

现在，电话有多种传输方式；然而，大多数呼叫仍然通过旧式的铜线从家中传输到本地交换机。但呼叫有可能通过超快速电缆在交换机之间传输。此外，通过使用微波塔，长途呼叫经常在城市中心之间进行传输。通常，国际长途电话通过空间卫星在世界各地进行反射。

微波塔、光纤和卫星以光速传输电磁辐射脉冲而不是电脉冲来传输和接收电话呼叫。因此，与以前相比，现代国际长途电话更加可靠，价格更便宜，速度更快。此外，现在呼叫连接所需的时间非常短。