Telefon

Telefon ehk telefoniaparaat on telekommunikatsiooni liini lõppseade, mis võimaldab kahel või rohkemal kõnelejal pidada vestlust, kui nad ei ole otse kuuldeulatuses. Telefon muudab heli elektrisignaaliks, mis kantakse telefoniliinide või linkide kaudu pika vahemaa taha ning muudetakse seal jälle heliks ja vastupidi. Telefoni leiutajaks peetakse šotlast Alexander Graham Belli, kelle patendiavaldus seadmele, mis suutis elektrisignaalist taasluua selgelt arusaadavat inimhäält, rahuldati 1876. aastal. Seda seadet on hiljem täiustanud paljud teised leiutajad. Telefon oli esimene seade, mis võimaldas inimestel omavahel rääkida pikkade vahemaade tagant. See muutus kiiresti asendamatuks. Tänapäeval on telefon üks kõige laiemalt kasutatavaid väikeseadmeid. 2009. aasta lõpuks oli maailmas sõlmitud peaaegu 6 miljardit laua- ja mobiiltelefoni kasutamise lepingut. Nendest 1,26 miljardit olid lauatelefonid ja 4,6 miljardit mobiilsed seadmed. Telefon koosneb kolmest põhilisest osast, kõnelusseadisest mikrofonist, kuularist ja transformaatorist, numbrivalimis-seadisest, näiteks numbrivalimisketas ja kelluke/kõlisti) ning lülitusseadistest (kontaktvedrudega harklüliti telefoni ümberlülitamiseks kutsungiseadiselt kõnelusseadisele). Tavaline lauatelefon on ühendatud telefoniliiniga, mis koosneb ühest keerdpaarist ehk kahest üksteise ümber keerutatud isoleeritud vaskjuhtmest. Skeemil on see juhtmepaar tähistatud C-ga. Aparaat koosneb kolmest põhikomponendist: kellukesest, lülitist ja numbrilauast või -kettast. Kellukese helin, harvem ka märgutuli või sumisti (summer) (A7) annab märku sissetulevast kõnest. Ümberlüliti teavitab kõnekeskust (telefonijaama), et kasutaja on telefonitoru hargilt tõstnud kõnele vastamiseks või kõne alustamiseks. Numbrivalimis-seadisega saab kasutaja valida numbri, mis edastatakse telefonijaama. Kuni 1950. aastateni kasutati numbrivalimisel peaaegu ainult numbriketast, hiljem lisandus sellele ka sõrmiste (klaviatuuri) abil valimine (A4). Vanade pulssvalimisega automaat telefonikeskjaamade asendamine hilisemate, toonvalimisega telefonikeskjaamadega võimaldas telefoniaparaadil numbrit valida ainult klaviatuuri abil. Lauatelefoniteenuse peamine kulu on telefonitugijaamad, kus kõned kommuteeritakse. Telefon on telefonijaamaga ühendatud vaid ühe juhtmepaari abil. Juhtmepaari mõlemad sooned on teineteise ümber keerutatud, et vältida elektromagnetilist interferentsi ehk kõne ülekostvust (crosstalk) mitmepaarilises kaablis. Samuti on keerdus juhtmepaaril madalam elektriline mahtuvus kui mittekeerdus juhtmepaaril või ühelainsal juhtmel. Mikrofoni edastatav signaal ei kosta telefonitoru kuularis liiga kõvasti tänu hübriidinduktiivpoolile (A3) ja teistele skeemiosadele, mis signaalide tugevusi ühtlustavad. Ühenduskarp (B) toimib piksekaitsmena (B2) ja reguleerib telefoniliini takistust (B1), et maksimeerida signaali tugevust liini pikkust arvestades, sama toimub telefonis (A8) sõltuvalt liini pikkusest. Telefoniliinide pinge on maa suhtes negatiivne, et vähendada galvaanilist korrosiooni. Negatiivne pinge tõmbab kaablite poole positiivseid metalliioone. Enne telefoni leiutamist kasutati sõna “telefon” teiste seadmete kohta. Isegi kõik varasemad leiutajad ei nimetanud uut seadet telefoniks. Näiteks nimetati samuti telefoniks sidevahendit purjelaevadel, mille laevakapten John Taylor leiutas 1844. Uduse ilma korral kasutati teiste laevadega suhtlemiseks nelja udupasunat. Hiljem, umbes 1860. aastal, kasutas Johann Philipp Reis seda terminit, et viidata oma leiutatud telefonile. Reisitelefon oli esimene telefoniks nimetatud seade, mis põhines heli elektriimpulssideks muundamisele. Sõna "telefon" võeti paljudes keeltes kasutusele. Kellele kuulub telefoni leiutamise au, on vaieldav. Nii nagu teiste tuntud leiutiste, näiteks raadio, televisioon, hõõglambi ja arvuti puhul, tegelesid paljud leiutajad hääle traatühenduse teemaliste katsetega ja parandasid üksteise ideid. Uued probleemid tekivad aeg-ajalt siiamaani. Telefoni leiutajateks on nimetatud Charles Bourseuli, Antonio Meuccit, Johann Philipp Reisi, Alexander Graham Belli ja Elisha Grayd. Alexander Graham Bell oli esimene, kellele USA patendiamet andis patendi elektrilise telefoni eest, nimelt 7. märtsil 1876. Belli patendid olid juriidilises mõttes edukad ja kaubanduslikult kindlad. Belli esimene patent sai telefoni peapatendiks, millest tulenesid teised telefoniga seotud patendid. Esimesed telefonid olid üksteisega füüsiliselt traadi kaudu otseühenduses ühest majast teise. Kuna see on väga ebapraktiline, hakati kiirelt kasutama käsitsi kommuteeritavaid kõnekeskusi, kus operaator kõne tellija vastava soovi esitamisel kaks telefoniliini omavahel ühendas. Sellest said alguse esimesed lauatelefoniteenuse pakkujad. 20. sajandi alguses arendati välja kõnede ühendamise täielikult automatiseeritud telefonikeskjaamade võrk. Alates 1930. aastatest töötati välja mitmesuguseid raadiotelefoni-keskjaamade süsteeme, et edastada telefonikõnesid laevadele ja sajandi keskpaiku ka autodesse. Raadiotelefonisüsteemid arenesid ülemaailmseteks juhtmevabadeks telefonivõrkudeks ja 1973 tõi Motorola turule esimese mobiiltelefoni. 1970. aastate keskpaigaks oli maailmas juba mitu mobiilsidevõrku. 1983. aastal arendati USA-s ja seejärel võeti kasutusele ka mujalgi maailmas Advanced Mobile Phone System, mis pakkus tagasiühilduvat standardiseeritud tehnoloogiat, et kasutaja saaks helistada oma piirkonnast palju kaugemale. Nii tekkisid analoogmobiilsidevõrgud, mis hiljem arenesid digitaaltelefonivõrkudeks pakkudes paremat konfidentsiaalsust, teenindusvõimekust, leviala ja madalamat hinda. Avalik tugijaamadega telefonivõrk, mis on hierarhiliselt ühendatud kõnekeskusteks, ühendab tänapäeval telefone üle maailma. Vastavalt E.164 standardile on igal telefonil oma indentifitseeriv automaat-telefonijaama number, millele saab helistada ükskõik milliselt teiselt samas võrgus olevalt telefonilt. Algselt sai telefone kasutada pelgalt hääle (heli) edastamiseks. Tehnika arenguga kaasnevad enamikul tänapäeva telefonidel lisavõimalused, näiteks kõne salvestamine, sõnumite saatmine ja vastuvõtt, fotode ja videote, muusika ja mängude edastamine ning interneti kasutamine. 1999 võttis Jaapani ettevõte NTT DoCoMo masskasutusele nutitelefonid, mis ühendavad mobiilside ja arvutusvõimsuse vajadused. Mujal maailmas olid nutitelefonid haruldased kuni 2002. aastani, kui USA mobiilsideoperaator T-Mobile hakkas tootma Danger Hiptopi nutitelefone. Tänapäeval on maailmas kasutusel üle miljardi nutitelefoni. Kaevanduste jaoks toodetakse erilisi plahvatusohutuid kaevandustelefone. US 174,465 – Telegraphy (Belli esimene telefonipatent) – Alexander Graham Bell US 186,787 – Electric Telegraphy (püsimagnetiline vastuvõtja (kuular)) – Alexander Graham Bell US 474,230 – Speaking Telegraph (süsimikrofon) – Thomas Edison US 203,016 – Speaking Telephone (nööbikujuline süsimikrofon) – Thomas Edison US 222,390 – Carbon Telephone (süsimikrofon) – Thomas Edison US 485,311 – Telephone (solid back süsimikrofon) – Belli insener Anthony C. White. Sellist mikrofoni kasutati 1925. aastast kuni 1940. aastateni. US 3,449,750 – Duplex Radio Communication and Signalling Apparatus – G. H. Sweigert US 3,663,762 – Cellular Mobile Communication System – Amos Edward Joel (Bell Labs) US 3,906,166 – Radio Telephone System (DynaTAC cell phone) – Martin Cooper jt (Motorola) Taksofon IP-telefon Turvatelefon Telefonikõne Telefonitootjate loend Smithsonian and USPTO Present “Inventing in America” Next-Generation Networks Set to Transform Communications, International Telecommunications Union website, 4 September 2007 Tehnikaleksikon, lk. 504 How Telephones Work Telephones Timbs, John; "Year Book of Facts in Science and Art", 1844 edition, p. 55. Google Books The Telephone and Telephone Exchanges J. E. Kingsbury (1915) Coe, Lewis (1995). The Telephone and It's Several Inventors: A History. Jefferson, NC: McFarland & Company, Inc. Lk 5. ISBN 978-0-7864-2609-6. Brown, Travis (1994). Historical first patents: the first United States patent for many everyday things (illustrated ed.). University of Michigan: Scarecrow Press. Lk 179. ISBN 978-0-8108-2898-8. US patent 174465, Alexander Graham Bell: "Improvement in Telegraphy", esitatud 14. veebruaril 1876, rahuldatud 7. märtsil 1876 Don Reisinger. "Worldwide smartphone user base hits 1 billion". CNet. CBS Interactive, Inc.