Telefon

Ikke-elektriske telefoner

Telefon kan anses for å være enhver mekanisme som er egnet til å transportere lyd over lengre avstander. I så måte ble telefonen funnet opp av kineseren Kung-Foo-Whing i 968. Han overførte lyd gjennom rør, en metode som man blant annet kjenner fra kommunikasjon mellom bro og maskinrom på skip.
Sammenkobling av to membraner med en tråd for overføring av lyd ved hjelp av vibrasjoner har vært kjent i århundrer, og er også et prinsipp man kunne se igjen i 1900-tallets barns lek med hermetikkbokser og matpapir.

Elektromagnetiske telefoner

Vanligvis krediteres Alexander Graham Bell for oppfinnelsen av telefonen, da han bygde en slik i Boston i 1876. Imidlertid hadde han på det tidspunktet ikke utviklet den mer enn amerikansk-italieneren Antonio Meucci hadde gjort i 1849. Meucci slet med å løse enkelte problem med sin oppfinnelse, og den ble aldri noen kommersiell suksess. En rekke andre oppfinnere arbeidet også med telefoner før Bells gjennombrudd i 1876. Bell skal, om han ikke fant opp metoden å overføre lyd på, i hvert fall krediteres for å ha funnet opp et velfungerende telefonsystem.
I begynnelsen ble telefonen mest sett på som et leketøy.

Telefon i Norge

Joakim Anderssen satt i juryen ved verdensutstillingen i Philadelphia der Alexander Graham Bell viste frem oppfinnelsen sin. Anderssen kjøpte to telefonapparater som han sendte hjem til sin 16 år gamle sønn Jens. Jens Anderssen tok telegrafkurs i juli 1877 og startet telefonanlegg i Ålesund i 1884. Anlegget i Ålesund ble solgt til telegrafbestyrer Edv. Endresen i 1885 da Jens Anderssen reiste til England for å studere. Det er usikkert om telefoner ble brukt eller vist offentlig i Ålesund før 1884. Sommeren 1877 ble telefon demonstrert i Bergen 22. juli 1877 og senere i Drammen og Kristiania. Joakim Anderssens telefon ble montert for kommunikasjon mellom Anderssens firma og hans private hjem i 1876 i Ålesund. Første samtale foregikk mellom far og sønn. Den historiske samtalen skjedde fire år før telefonen offisielt kom til Norge.
I 1880 åpnet International Bell Telephone Company det første norske telefonanlegget med sentraler i Oslo og Drammen. Selskapet drev etter konsesjon av kommunene. Ikke lenge etter ble det opprettet lokale telefonforeninger og -selskaper som private kooperativer i flere kommuner rundt om i Norge. Fra omkring århundreskiftet kom staten sterkere med, og Telegrafverket overtok etter hvert i alt 200 private telefonanlegg.
I løpet av første halvdel av 1900-tallet bygde Telegrafverket ut et landsomfattende rikstelefonnett. I Norge ble den første automatiske telefonsentralen satt i drift i Skien i 1920. I 1953 ble den første radiolinjen for telefoni tatt i bruk mellom Trondheim og Steinkjer.
Da det siste private selskapet, Andebu Telefonselskap, ble kjøpt i 1974, fikk Televerket totalt monopol over nettet. Alle utenlandsforbindelsene ble helautomatisert fra 1985. Televerkets enerett til å selge telefonapparater i Norge opphørte i 1988.

Mobiltelefoni

OLT-nettet (Offentlig Landmobil Telefoni) med VHF-apparater og manuelle sentraler fungerte fra 1966 til 1990. Det første automatiske mobiltelefonettet NMT-450 åpnet 1981 og ble stengt i 2004. NMT-900-nettet ble åpnet i 1986 og ble stengt i 2001. I 1991 fikk både NetCom og Televerkets Tele-mobil lisens for å besørge GSM-mobiltelefoni i Norge.

Bredbåndstelefoni

Etter at det ble vanlig å ha bredbåndstilkopling hjemme, har flere og flere norske hjem gått over til bredbåndstelefoni, vanligvis med analoge telefonapparater og et adapter mot Internett.

Elektromagnetiske telefoner

Enkelt fortalt fungerer elektromagnetiske telefoner ved at en mikrofon omdanner lydbølger til strømvariasjoner på senderstedet. Strømmen overføres til mottakerstedet, der strømvariasjonene omdannes til lydbølger ved hjelp av en høyttaler. Systemet kan knyttes til bildet øverst på siden, og systemet benyttes delvis i nødtelefonsystemer på skip, delvis i gruver, og er basis for et lett felttelefonapparat benyttet av US-Marines (TA-1)

Den analoge telefonlinjen

Den analoge telefonlinjen som faktisk fremdeles er i bruk i mange norske hjem, og i verden forøvrig har vært uforandret i flere tiår. Spenningen på linjen er normalt -48V DC, og grunnen til at tallet er oppgitt med et minus er at chassis og rammen i de første elektromekaniske sentralene faktisk var den positive polen fra strømforsyningen og eventuelt batteriene. Spenningen på -48V DC kan bare måles når en telefon ikke er koblet til linjen, eller når røret er lagt på. Grunnen til dette er at telefonlinjen er konstruert som en strømsløyfe på 20mA. Når røret løftes av telefonapparatet synker impedansen i apparatet, og spenningen på linjen går ned slik at strømmen gjennom apparatet er ca. 20mA.

Telefonens oppbygging og virkemåte

Den enkleste telefonen er bygd slik at samme del virker som sender og mottaker. Det fungerer omtrent som to blikkbokser med en stram snor mellom, men i en elektrisk telefon blir membranens bevegelser til elektrisitet som sendes gjennom ledningen og gjenskapes til bevegelse i den andre enden.
Over litt lengre avstand enn noen få hundre meter vil dette bli i dårligste laget og man kom raskt frem til at man hadde behov for en mikrofon (lat. «liten lyd»). Kullkornsmikrofonen baserer seg på at når en membran er i kontakt med kullpartikler vil bevegelsene i membranen endre motstanden i kullet noenlunde likt med lydens bevegelse av membranen. Allerede i 1892 fikk White patent på en mikrofon som knapt kan sies å ha endret seg senere. Mikrofonen benyttes fortsatt i enkle dørtelefonanlegg.
Ved å koble disse to elementene sammen med et batteri fikk man en talekrets med bra lyd over avstander på noen kilometer. Man fant omtrent samtidig ut at ved å isolere mikrofonen og batteriet fra telefonkretsen ved hjelp av en liten transformator så kunne man opprettholde god lydkvalitet på lange strekninger. Derfor kom taletransformatoren eller «induksjonsrullen» inn som en del av apparatet. (Dette er utelatt på for eksempel dørtelefoner fortsatt, da disse kun fungerer over korte avstander.) Induksjonsrullen var i all enkelhet en «trådsnelle» med to forskjellige tråder viklet på, ofte et par hundre omdreininger med litt tykkere tråd til mikrofonviklingen (diameter ca. 0,2 mm) og 3 – 8 ganger så mange viklinger med tynnere tråd til høretelefonsiden. For å øke den magnetiske virkningen var hullet i trådsnellen fylt med en bunt glødet jerntåd.
Siden telefonlinjen i prinsippet er en strømsløyfe hvor telefonapparatet varierer impedansen i takt med lyden som påvirker mikrofonen, så vil spenningen variere på linjen for å opprettholde den konstante strømmen. Disse variasjonene ble hentet ut ved hjelp av teletransformatorene.
Koblingsskjemaet ble da slik for talekretsen:

Denne koblingen ville kunne fungere som talekrets i dagens analoge telefoner.

Vekselstrømsklokka

Magneten sender hele tiden ut magnetfelt slik at ankeret vil ha en polarisering i forhold til elektromagnetene. Når vekselstrømmen går den ene veien, trekkes ankeret til den ene siden; så fort strømmen snur, trekker ankeret til den andre siden. Dette får ikke skje fortere enn at vi rekker å flytte på ankeret og hammeren, derfor har ringestrømmen vanligvis en frekvens på 15-30 Hz. Normalt i Norge er 25 Hz ringefrekvens, mens i USA er det mer vanlig med 20 Hz. (Når vi kaller dette for klokke er det fordi hammeren ofte er montert slik at den slår på en eller to klokker/bjeller.)
For å unngå å slippe likestrøm gjennom ringeklokka har moderne telefoner en kondensator koblet inn i ledningen til klokka. Kondensatoren har relativt liten motstand for vekselstrøm, men slipper ikke igjennom likestrøm.

Ringestrøm

For at telefonen skal gi fra seg en ringelyd sendes det en vekselstrøm ut til telefonen. Normalt er dette 25 Hz og ca. 90 V. Avvik kan forekomme i ulike systemer. Siden denne spenningen er så høy at det kan være skadelig, sendes det normalt ikke lengre intervaller enn 1 sekund. På felttelefoner og andre manuelle telefonsystemer genereres ofte denne ringestrømmen ved at man manuelt sveiver en liten generator. Den elektriske effekt som leveres ut er oftest lav. (Under 5 W.).

Automatisering

De aller tidligste apparatene hadde ingen taster, men ved hjelp av en sveiv ble elektrisk strøm generert i apparatet og som videre utløste et ringesignal på den manuelle telefonsentralen apparatet var tilknyttet. Apparater var tilknyttet bemannede lokalsentraler, og selv langt utpå 1980-tallet var det mange norske bygder som hadde slike telefonsentraler, blant annet Nordlenangen sentral i Troms. Abonnenten, for eksempel Nordlenangen 17c måtte sveive på apparatet for å komme i kontakt med sin lokalsentral og muntlig bestille sin telefonsamtale. Dette prinsippet ble også brukt på felttelefoner i Forsvaret som har vært i bruk til 1990-tallet. Automatiseringen av telesentraler ble en prioritert oppgave av Televerket fra ca 1966. Samme året som systematisk linjedigitalisering ble påbegynt hvor i all hovedsak en koaksialkabel ble brukt (transportnettet mellom fjernsentralentralene). Store deler av Norge hadde på denne tiden svært lange telefonkøer og mange ønsket telefon, Televerket satte da igang en storstilt overgang fra manuelle sentraler til de automatiske. I løpet av 1970-tallet ble store deler av Norge automatisert. Men Televerket var ikke ferdig med automatiseringen i Norge før i 1985 da siste sentral i Balsfjord fikk summetone. 1985 var også året da Televerket begynte digitaliseringen av telenettet i Norge. Men ingen regel uten unntak, en liten telefonsentral i Karasjok med tolketjeneste for norsk og samisk forble manuell til den ble nedlagt i 1993.
Etter sveiveapparatene kom nummerskiveapparatene som genererte et analogt nummersignal til automatiske telefonsentraler.

Digitalisering

Digitaliseringen av telesentralene ble påbegynt i 1985 og den første digitale sentralen ble installert på Frogner i Oslo i 1986 etter en større brann i den gamle analoge sentralen. Telefonsentralene ble så fortløpende oppgradert fra de gamle analoge sentralene til de digitale. Det første året ble over 300.000 linjer digitalisert og selv om arbeidet med digitalisering først gikk relativt fort, ble dette arbeidet først fullført den 1. desember 1997. Da var alle de forskjellige typer analoge sentraler som hadde eksistert byttet ut med Ericssons AXE-sentral og STK/ITTs system 12. Ericsson hadde også levert en stor del av de analoge sentralene (ARK/ARF/ARM) sammen med STK (8a/8b/10c) og en hovedregel før 1970-tallet var at STK hadde leveransen av sentralene i de store byene mens Ericsson/Elektrisk Bureau hadde leveransen av sentraler til distriktene. Utover 70-tallet ble STKs system 10 (10c) og Ericssons AKE13 som begge var halvdigitale sentraler en viktig overgang til de heldigitale sentralene og Televerket høstet mange erfaringer fra disse sentralene, slik som daglig drift og programmeringsspråk. De ble også en viktig kilde til læring innad i Televerket før full digitalisering ble påbegynt. Disse sentraltypene hadde digital styring men analog gjennomkobling av samtaler og den første av denne sentraltypen ble idriftsatt i Oslo i 1975 på sentral Nord 4. Dette gav abonnentene mulighet for å lagre kortnummer, viderekobling og flere tjenester slik som automatisk bestilling av vekking. Utfasingen av de gamle analoge sentralene ble en stor ressursinnsparing for Televerket/Telenor men dette førte til at en stor del av arbeidsstokken som var tilknyttet de gamle analoge sentralene ble overflødig. Nå trengtes det ikke lenger bemanning på de store modersentralene og alt kunne driftes fra et sentralt sted, eksempelvis gjaldt dette konfigurering av nye abonnenter og feilregistrering i nettet. Fremkommeligheten i nettet ble også vesentlig bedre, fra å kunne ha problemer med å få summetone i belastede perioder, slik som på formiddagen og ettermiddagen. Dette var et stort problem for Televerket, og dette problemet kulminerte i 1969, da det var like før store deler av telesambandet i Norge brøt sammen på grunn av problemer med STKs fjernsentral 8b. Dette skapte diverse krisemøter innad i Televerket og denne problematikken varte et godt stykke ut på 1970-tallet, før en fikk øket kapasiteten og styrket sambandslinjene. Telefonkøer var også et stort problem, og så sent som i 1980 stod over 80.000 i kø for og få telefon. Med de digitale sentralene ble disse problemene så godt som borte, og i 1997 hadde Norge da et av verdens mest moderne telenett.

Eldre automatapparater

Systemet med automatisk nummervalg ble funnet opp allerede i 1888 (patent i 1891) av Almon Strowger (1839–1902). Første automatiserte telefonsentral i Norge ble Skien i 1920. Det siste serieproduserte norske telefonapparatet med nummerskive ble produsert av Elektrisk Bureau modell 1967 og avløst av tastetelefoner på begynnelsen av 1980-tallet, blant annet av den såkalte «Tastafonen», Televerkets siste telefon før oppløsningen av apparatmonopolet. Noen av disse apparatene brukte de samme impulsene som den gamle nummerskiva, men toneknappvalg overtok etterhvert som sentralene ble modernisert. I 1997 var telenettet i Norge helt digitalisert og alle kunne fra da av bruke moderne telefoner.

Telefonrøret

Telefonrøret, som er kommet med på de avbildede telefonene, ble funnet opp da en svenske festet høyttaleren og mikrofonen til en pinne slik at han kunne ha en hånd ledig mens han pratet. Telefonrøret (mikrotelefonen) fikk raskt utbredelse i Skandinavia, og var vanlig allerede før 1905. Spesielt i USA var motstanden mot telefonrøret stor, fordi man da vanskelig kunne regulere avstanden til mikrofonen. Offentlige telefoner fikk der telefonrør først utpå 1930-tallet.

Lyd begge veier i et ledningspar

Analoge apparater sender og mottar gjennom samme ledningspar. Dette medfører at man hører seg selv i egen telefon. Dette kalles sidetone. Ved spesielt lange eller dårlige forbindelser kan de oppstå ekko. For å dempe sidetonen ble det innført sidetonedemping i telefoner fra 1930-tallet. For å oppnå dette, ble det laget såkalte hybridkoblinger.
Ved telefoni over datanettet, såkalt VOIP- og IP-telefoni, blir sidetonen mindre fordi man kan sende data begge veier uten at de forstyrrer hverandre. Når man likevel opplever ekko og dårlig lyd, skyldes dette ofte mangler ved programvare og/eller utstyr.

Telefonstikkontakt og propp (støpsel)

Hvert land har stort sett sin egen standard for propp og telefonstikkontakt.
Disse er i dag erstattet med såkalte RJ-45-kontakter, som ligner på kontakter brukt for datanettverk. Tilkoblingene kan variere, men i de senere år har de to midterste blitt brukt til analoge telefoner. Analoge telefoner vil normalt fungere om ledningene blir byttet om, men i en standard tilkobling er venstre leder positiv i forhold til høyre leder. Lederne blir omtalt som La, L2, eller Tip for den positive, og Lb,L1 eller Ring for den negative. Målt i forhold til jord er Lb mest positiv. Linjespenningen kan variere, men er normalt ca. 48V (24-60V) når telefonen ikke er i bruk. Når telefonen ringer sendes det ut vekselspenning som kan være over 100V. Normal ringefrekvens i Norge er 25Hz.
I forbindelse med analoge telefonadaptere (ATA) benyttes i stor grad amerikansk standard, det vil si RJ-11 som er en smalere kontakt enn RJ-45. Her forbindes kun de to midterste lederne.

For RJ45 og 3 pins kontakter brukes tilkoblinger med adapter. Erfaringsmessig brukes ikke den nederste kontakten lenger, og polaritet er normalt ikke av betydning.

Lenker til koblingsskjema

Fil:Symboler.jpgFil:Lokalbatteritelefon talekrets.jpgFil:Sentralbatteritelefon talekrets.jpg