電話

來自瑞典的1896年電話
使用按鈕的現代電話
一款燭臺電話
電話是一種可以傳送與接收聲音的遠程通信裝置。早在十八世紀歐洲已有「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亞歷山大·格拉漢姆·貝爾，貝爾於1876年3月申請電話的專利權，但具體誰是發明人還存在爭議。
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。。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。
歷史上對電話的改進和發明包括：碳粉話筒、人工交換板、撥號盤、自動電話交換機、程控電話交換機、雙音多頻撥號、語音數字採樣等。近年來的新技術包括，ISDN、DSL、網絡電話、類比式行動電話系統和數位行動電話等。
這一行業通常分為電話設備製造商和電話網絡運營商。在歷史上，網絡運營商通常都擁有全國性的壟斷。近年來，隨著全球電信市場的開放和整合以及技術的發展，逐漸出現多家運營商在同一市場競爭的局面。例如，貝爾系統，即AT&T的下屬公司曾擁有美國電話市場的80%。1984年，由於美國司法部反壟斷訴訟，貝爾系統被迫分割成多個獨立的地方貝爾公司。
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（特別是行動電話）增加許多額外的功能。例如答錄機、傳送接收Text messaging、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，稱為智能手機。

**發展歷史**
亞歷山大·格拉漢姆·貝爾一般被認為是電話的發明者。2002年6月11日美國國會的269議案承認了安東尼奧·穆齊的貢獻。一些人認為這是承認穆齊才是電話發明人，但這種說法存在爭議，因為議案並沒有明說“安東尼奧·穆齊就是發明人”。此外約翰·菲利普·雷斯等也有可能是電話發明人。

**基本原理**
固網電話的示意圖
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rotary dial（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。絞線減少電磁幹擾及串擾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，但在側音中一方講話的訊號不會蓋過對方說話傳來的訊號，因為hybrid coil（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galvanic corrosion。負電壓會吸引正的金屬離子到電線上。

**運作細節**
1900年代早期的電話
1940年代的撥號電話
2000年代內含微電腦晶片的網路影像電話
內含轉接總機的電話，常見於企業辦公室
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Push-button telephone，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雙音多頻信號雙音多頻。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call waiting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telephone magneto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，兩臺電話都是可使用的，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Digital Multiplex System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voice coil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幹擾，這是藉由hybrid coil（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。
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。

**固定電話系統**
固定電話系統通常稱為公用電話交換網。在交換機與用戶之間通常以銅線連接。近年來，光纖部分地替代銅線。通話所使用的頻率範圍為0-3.5千赫茲。更高的頻率在接入交換局時被濾掉。模擬話音信號進一步被採樣量化成為數字信號，以便在數字交換傳輸網絡中傳遞。
端局是指用戶擁有直接連線連接的交換機。用戶線是指用戶與端局之間的線路。中繼線是指連接不同交換機的電路。中繼線群是指一組介於同樣兩個交換機之間的中繼續。
自動電話系統通常使用數字組合來代表和尋址不同的用戶，這也就是電話號碼。電話號碼系統通常會區分本地電話、長途電話和國際電話。撥打本地電話通常可以直接撥本地號碼。長途電話則需撥國際冠碼［國際電信聯盟（ITU） 推薦使用“0”），加國內長途區號和本地號碼。國際電話則需撥國際長途字冠（ITU推薦使用“00”）、國際長途區號、國內長途區號和本地號碼。美國和加拿大使用“1”作為國內長途字冠，“011”為國際長途字冠。 國際長途區號請參見國際長途電話區號表。
大型企業或機構通常會使用專用電話交換機（PBX）。專用交換機使用系統內部的號碼，通常也同時佔用公用電話號碼的某一區段。一些大型公司的內部電話網連接不同的城市甚至不同的國家。
多數PSTN網絡在用戶和端局之間使用模擬信號傳輸。 綜合業務數字網則是使用數字信號來連接用戶和端局的系統。
在電話交換機之間，目前通常使用7號信令系統傳輸信令。

**使用情況**
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。

**各類型電話和通訊器材**
 固網電話- 無繩電話
** 無線環路
** 電話子母機
** 數字無繩電話
** 模擬無繩電話- 移動電話
** 智能手機
** 小靈通- 傳真機

**電話系統、組織架構與服務**
電話區號、控制電碼、程控交換機、 電話交換中心、可視電話、電話會議（Global Conference Bridge）、集團電話、IP電話、熱線電話、公用電話、市話、長途電話、 衛星電話、語音電話、海事電話、磁卡電話、舉報電話、ADSL、ISDN、網絡交換機、路由器、無線局域網、調制解調器、短信息、傳真、GPRS、CDMA、CDPD、網絡、 電信黃頁、電話卡、200卡、 201卡、電話充值卡、114、110、112、119、120、122、電話磁卡、電話銀行

**符號編碼**
電話的Unicode字符包括：- TELEPHONE SIGN- BLACK TELEPHONE- WHITE TELEPHONE- TELEPHONE LOCATION SIGN- TELEPHONE RECEIVER

**相關條目**
無線電話
*雙音多頻
*側音
*撥號音
*回鈴音
*忙音
*Harvard sentences
*衛星電話
*電話鍵盤
*Telephone plug
*電話交換機
*竊聽
*視訊電話

**參考文獻**

**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**
  Early U.S. Telephone Industry Data date=20150302135241 -  1911 Britannica "Telephone" article-  Virtual museum of early telephones date=20140815065445 -  The Telephone, 1877-  Telephone date=20150224184342  Citizendium- name="Now You're Talking (1927)"- name="Communication (1928)"- name="Telephone Memories (Reel 1 of 2) (1931)"- name="Telephone Memories (Reel 2 of 2) (1931)"- name="Far Speaking (ca. 1935)"