เครื่องโทรศัพท์

right|thumb|โทรศัพท์ระบบหมุนหมายเลข
**เครื่องโทรศัพท์** () เป็นอุปกรณ์การสื่อสารโทรคมนาคมที่อนุญาตให้ ผู้ใช้สองคนหรือมากกว่า สามารถสนทนากัน เมื่อพวกเขาไม่ได้อยู่ในบริเวณใกล้เคียงกันที่จะได้ยินเสียงกันโดยตรง เครื่องโทรศัพท์จะแปลงเสียง, โดยทั่วไปเป็นเสียงมนุษย์, ให้เป็นสัญญาณ อิเล็กทรอนิกส์ที่เหมาะสำหรับการส่งผ่านทางสายเคเบิลหรือผ่านสื่ออื่น ๆ ในระยะทางไกล, และ เมื่อถึงผู้รับปลายทาง จะเปลี่ยนสัญญาณดังกล่าวกลับให้อยู่ในรูปแบบที่จะสามารถเข้าใจได้ คำว่าโทรศัพท์ได้รับการดัดแปลงเป็นคำศัพท์หลายภาษา มันมาจากกรีก: τῆλε ,Tele แปลว่าไกล และ φωνή, แปลว่าเสียง เมื่อรวมกัน หมายถึงเสียงที่อยู่ห่างไกล สำหรับระบบโทรศัพท์ซึ่งเป็นเทคโนโลยีนั้น ภาษาอังกฤษจะใช้คำว่า Telephony

จดสิทธิบัตรเป็นครั้งแรกใน ค.ศ. 1876 โดย อเล็กซานเดอร์ แกรฮ์ม เบลล์ และพัฒนาต่อโดยคนอื่น ๆ มากมาย เครื่องโทรศัพท์เป็นอุปกรณ์ตัวแรกในประวัติศาสตร์ที่ผู้คนได้ใช้ในการพูดคุยกันโดยตรงในระยะทางที่อยู่ห่างกัน ระบบโทรศัพท์กลายเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้อย่างรวดเร็วสำหรับธุรกิจ, รัฐบาล และผู้ประกอบการ และในปัจจุบัน เครื่องโทรศัพท์เป็นบางส่วนของเครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดเล็กที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย

## องค์ประกอบของเครื่องโทรศัพท์

องค์ประกอบที่สำคัญของเครื่องโทรศัพท์ (หรือบางครั้งเรียกว่า telephone set) ได้แก่ handset และแท่นวาง (แต่เดิมแยกออกจากกัน แต่บางครั้งวางประกอบอยู่ด้วยกัน) handset ประกอบด้วยไมโครโฟน (ตัวส่ง) เพื่อพูดเข้าและหูฟัง (ตัวรับ) ที่จะทำเสียงของคนที่อยู่ไกลออกไปขึนมาใหม่ นอกจากนี้ เครื่องโทรศัพท์ส่วนใหญ่มีกระดิ่ง (ringer) ซึ่งจะทำให้เกิดเสียงเมื่อมีโทรศัพท์เรียกเข้ามาและแป้นหมุนที่ใช้ในการป้อนหมายเลขโทรศัพท์เมื่อต้องการจะโทรออก ในราวทศตวรรษที่ 1970 เครื่องโทรศัพท์ที่ใช้หน้าปัดแบบหมุนส่วนใหญ่ถูกแทนที่ด้วยหน้าปัดแบบกดปุ่ม Touch-Tone ที่ทันสมัย ซึ่งได้เปิดตัวครั้งแรกโดย AT & T ในปี 1963 เครื่องรับและเครื่องส่งสัญญาณมักจะถูกสร้างบน handset เดียวกัน ซึ่งจะถูกยกขึ้นทาบกับปากและหูของผู้ใช้ในระหว่างการสนทนา แป้นหมุนอาจจะอยู่ได้ทั้งบน handset หรือบนแท่นวางที่ต่อกับตัว handset ด้วยสายไฟสั้น ๆ (cord) เครื่องส่งสัญญาณจะแปลงคลื่นเสียงให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า ซึ่งจะถูกส่งผ่านทางเครือข่ายโทรศัพท์ไปยังเครื่องโทรศัพท์ปลายทาง เครื่องรับโทรศัพท์ปลายทางจะแปลงสัญญาณไฟฟ้าให้เป็นเสียงออกทางลำโพง ระบบโทรศัพท์เป็นสื่อกลางในการสื่อสารแบบสองทาง ซึ่งหมายความว่าผู้ใช้ทั้งสองด้านสามารถพูดคุยกันได้พร้อมกัน

แม้ว่าเดิมจะถูกออกแบบมาสำหรับการสื่อสารด้วยเสียงที่เรียบง่าย เครื่องโทรศัพท์สมัยใหม่มีความสามารถอีกมากมาย เช่น บันทึกข้อความเป็นคำพูด, ส่งและรับข้อความ, ถ่ายรูปและแสดง รูปถ่ายหรือวิดีโอ, เล่นเพลงและท่องอินเทอร์เน็ต แนวโน้มปัจจุบันเครื่องโทรศัพท์จะเป็นที่รวมของทุกการสื่อสารเคลื่อนที่และความการใช้ในการคำนวณ เครื่องโทรศัพท์เหล่านี้เรียกว่า โทรศัพท์อัจฉริยะ

#### หลักการทำงานพื้นฐาน

thumb|แผนผังของการติดตั้งโทรศัพท์พื้นฐาน(landline)
ระบบโทรศัพท์แบบดั้งเดิมที่ใช้คู่สายทองแดง หรือที่เรียกกันว่าโทรศัพท์พื้นฐาน ปกติจะขนส่งทั้งสัญญาณควบคุมและสัญญาณเสียงบน คู่สายบิด (สายไฟหุ้มฉนวนสองเส้นบิดเป็นเกลียว) เดียวกัน (C ในรูป) เรียกสายนี้ว่า สายโทรศัพท์

เครื่องโทรศัพท์พื้นฐานมี switchhook (A4) และอุปกรณ์แจ้งเตือน, ปกติจะเป็น ringer (A7), ที่ยังคงเชื่อมต่อกับสายโทรศัพท์ตลอดเวลาที่ handset วางอยู่บนแท่นหรือวางหู หรือ "on hook" (กล่าวคือ สวิทช์ (A4) จะ open) และ ส่วนประกอบอื่น ๆ ที่เหลือจะมีการเชื่อมต่อกับสายโทรศัพท์เมื่อยกหู หรือ "off hook" (สวิทช์ (A4) จะ close) ส่วนประกอบที่ทำงานตอน off hook ประกอบด้วย เครื่องส่งสัญญาณ(ไมโครโฟน, A2), เครื่องรับ (ลำโพง, A1), และวงจรอื่น ๆ สำหรับการโทรออก, ตัวกรองและตัวขยายเสียง (A3) 

อุปกร่ณ์ส่งสัญญาณ หรือ ringer, รูปซ้ายประกอบด้วยกระดิ่ง (A7) หรือ beeper หรือ หลอดไฟอื่น ๆ (A7) เพื่อแจ้งเตือนผู้ใช้ให้รู้ว่ามีสายเรียกเข้า และปุ่มตัวเลขหรือหน้าปัดแบบหมุน (A4) เพื่อป้อนหมายเลขโทรศัพท์สำหรับการโทรออก ค่าใช้จ่ายส่วนใหญ่ของบริการโทรศัพท์ landline คือสายไฟ ดังนั้นโทรศัพท์จึงส่งเสียงทั้งขาเข้าและขาออกโดยใช้สายไฟคู่บิดเดียวกัน สายคู่บิดจะมีจำนวนรอบการบิดต่อระยะความยาวจำนวนหนึ่งที่จะหักล้างการรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า () หรือ EMI และ crosstalk ได้ดีกว่าสายเดียวหรือคู่สายที่ไม่บิด สัญญาณเสียงขาออกจากไมโครโฟนที่แข็งแรงไม่ได้เอาชนะสัญญาณ ลำโพงที่เข้ามากับ sidetone ที่มีความแรงน้อยกว่าเพราะขดลวดไฮบริด (A3) ตัดลบสัญญาณ ของไมโครโฟนออกจากสัญญาณที่ส่งไปยังลำโพง กล่องแยก(B)ป้องกันฟ้าผ่าด้วย lightning arrester (B2) และตัวปรับความต้านทานของสาย(B1)เพื่อเติมเต็มสัญญาณไฟฟ้าสำหรับความยาวของสายโทรศัพท์, B1 ทำการการปรับเปลี่ยนที่คล้ายกันกับ A8 สำหรับความยาวสายภายใน แรงดันไฟฟ้าที่สายเป็นลบเมื่อเทียบกับดิน เพื่อลดการกัดกร่อนแบบ galvanic corrosion เพราะไฟฟ้าแรงดันลบจะดึงดูดไอออนบวกของโลหะเข้ามาที่สายไฟ

เครื่องโทรศัพท์แบบ landline เชื่อมต่อด้วยสายไฟหนึ่งคู่เข้าโครงข่ายโทรศัพท์ ในขณะที่โทรศัพท์เคลื่อนที่สามารถพกพาและติดต่อสื่อสารกับโครงข่ายโทรศัพท์โดยการส่งสัญญาณวิทยุ โทรศัพท์แบบ cordless ใช้ handset แบบพกพาที่ติดต่อสื่อสารโดยการส่งวิทยุกับสถานีฐาน แล้วสถานีฐานจะติดต่อกับโครงข่ายโทรศัพท์ด้วยสายอีกที

## โทรศัพท์ดิจิทัลและ Voice over IP

การประดิษฐ์ทรานซิสเตอร์ในปี ค.ศ. 1947 ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในเทคโนโลยีที่ใช้ในระบบโทรศัพท์ และในเครือข่ายการส่งข้อมูลทางไกล ด้วยการพัฒนาระบบ สวิตชิ่งแบบอิเล็กทรอนิกส์ในปี ค.ศ. 1960, โทรศัพท์ค่อย ๆ พัฒนาไปสู่​​โทรศัพท์ดิจิทัลที่ มีความสามารถสูงขึ้น คุณภาพดีขึ้น และค่าใช้จ่ายของเครือข่ายที่น้อยลง

การพัฒนาวิธีการสื่อสารข้อมูลดิจิทัลเช่น โพรโทคอลต่าง ๆ ที่ใช้สำหรับอินเทอร์เน็ตทำให้สามารถแปลงเสียงให้อยู่ในรูปดิจิทัล และส่งมันเป็นข้อมูลแบบเรียลไทม์ผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ซึ่งทำให้เกิด Internet Protocol (IP) ของโทรศัพท์หรือที่รู้จักกันว่าเป็น voice over Internet Protocol (VoIP) ซึ่งได้พิสูจน์แล้วว่า VoIP เป็นเทคโนโลยีที่มาแทนที่โครงสร้างพื้นฐานของเครือข่ายโทรศัพท์แบบดั้งเดิมได้อย่างรวดเร็ว

เมื่อมกราคม 2005, ผู้ใช้บริการโทรศัพท์ในประเทศญี่ปุ่นและเกาหลีใต้จำนวนสูงถึง 10% ได้ เปลี่ยนมาใช้บริการโทรศัพท์แบบดิจิทัลนี้ ในเดือนเดียวกัน บทความของนิวสวีคชี้ให้เห็นว่า โทรศัพท์ผ่านอินเทอร์เน็ตอาจจะ "สิ่งที่ยิ่งใหญ่ต่อไป" ในปี 2006 บริษัทหลายแห่งให้บริการ VoIP กับผู้บริโภคและธุรกิจ
thumb|เครื่องโทรศัพท์ IP ทำงานด้วยฮาร์ดแวร์แป้นโทรออกแบบกดปุ่ม

จากมุมมองของลูกค้า, ระบบโทรศัพท์ IP ใช้การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตแบนด์วิธสูง และต้องการอุปกรณ์สถานที่ลูกค้า () หรือ CPE ที่มีลักษณะพิเศษในการส่งผ่านสัญญาณโทรศัพท์ผ่านทางอินเทอร์เน็ต หรือผ่านเครือข่าย​​ข้อมูลส่วนตัวอื่น ๆ ที่ทันสมัย จริง ๆ แล้ว อุปกรณ์ของลูกค้าอาจจะเป็นเพียง อะแดปเตอร์โทรศัพท์แอนะล็อก (ATA) ซึ่งใช้เชื่อมต่อเครื่องโทรศัพท์แบบอนาล็อกแบบเก่าเข้ากับอุปกรณ์เครือข่าย IP หรืออาจเป็นเครื่องโทรศัพท์ไอพีที่มีเทคโนโลยีเครือข่ายและอินเตอร์เฟซที่สร้างขึ้นในชุดตั้งโต๊ะ ที่ทำงานเหมือนโทรศัพท์ที่คุ้นเคยแบบเดิม 

นอกจากนี้ ผู้ผลิตซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์จำนวนมาก และผู้ประกอบการโทรศัพท์ ได้จัดหาซอฟต์แวร์แอปพลิเคชัน softphone ที่จำลองคอมพิวเตอร์ให้เป็นเครื่องโทรศัพท์โดยการใช้ ไมโครโฟนและหูฟังเสียงหรือลำโพงที่แนบมากับซอฟต์แวร์ด้วย

แม้จะมีคุณสมบัติและสิ่งอำนวยความสะดวกใหม่ ๆ ของโทรศัพท์ไอพี บางอย่างอาจจะเป็นข้อเสีย ที่โดดเด่นเมื่อเทียบกับระบบโทรศัพท์แบบดั้งเดิม ยกเว้นในกรณีที่ของชิ้นส่วนเครื่องโทรศัพท์ IP ได้รับการสนับสนุนจากแหล่งจ่ายไฟสำรองฉุกเฉินหรือแหล่งพลังงานอื่น ๆ ในสถานที่ลูกค้า, โทรศัพท์ IP จะสิ้นสุดสภาพการทำงานในระหว่างไฟฟ้าดับซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้ในกรณีฉุกเฉินหรือภัยพิบัติ เครื่องโทรศัพท์แบบดั้งเดิมที่เชื่อมต่อกับเครือข่าย PSTN เก่าจะไม่พบปัญหานี้ เนื่องจากพวกมันจะถูกขับเคลื่อนด้วยแบตเตอรี่ของบริษัทโทรศัพท์ที่มีไฟสำรองฉุกเฉินติดตั้งอยู่ในเกือบทุกชุมสาย  ซึ่งจะทำงานต่อไปแม้ว่าจะมีปัญหาไฟฟ้าดับเป็นเวลานาน 

อีกปัญหาหนึ่งของการให้บริการแบบอินเทอร์เน็ตก็คือ การขาดสถานที่ติดตั้งอุปกรณ์ทางกายภาพที่แน่นอน ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อการจัดเตรียมการให้ความช่วยเหลือในกรณีฉุกเฉิน เช่น ตำรวจดับเพลิงหรือรถพยาบาลเมื่อมีคนเรียกใช้ เว้นแต่จะได้ปรับปรุงสถานที่ตั้งทางกายภาพของโทรศัพท์ IP ที่ผู้ใช้ได้ลงทะเบียนเอาไว้  หลังจากที่ย้ายไปอยู่อาศัยในที่แห่งใหม่ บริการฉุกเฉินจะสามารถส่งความช่วยเหลือไปยังสถานที่ที่ถูกต้อง

thumb|สายโทรศัพท์แบบอยู่กับที่ต่อประชากร 100 คนระหว่าง 1997-2007

## การใช้

เมื่อสิ้นปี 2009 ผู้ใช้บริการโทรศัพท์มือถือและโทรศัพท์พื้นฐานทั่วโลกมียอดรวมเกือบ 6 พันล้าน เป็นโทรศัพท์พื้นฐาน 1.26 พันล้าน และ 4.6 พันล้าน สำหรับโทรศัพท์เคลื่อนที่ 

## ดูเพิ่ม

*Bell System
*Bell Telephone Memorial
*Cordless telephone
*Dual-tone multi-frequency signaling
*Harvard sentences
*Satellite phone
*Sidetone
*Telephone keypad
*Telephone plug
*Telephone related articles
*Telephone switchboard
*Telephone tapping
*Timeline of the telephone
*Tip and ring (Wiring terminology)
*Videophone
*โทรศัพท์มือถือ
*โทรสาร

## อ้างอิง

* Coe, Lewis (1995), ''The Telephone and Its Several Inventors: A History''. Jefferson, North Carolina: McFarland & Co., Inc. ISBN 0-7864-0138-9
* Evenson, A. Edward (2000), ''The Telephone Patent Conspiracy of 1876: The Elisha Gray - Alexander Bell Controversy''. Jefferson, North Carolina: McFarland & Co., Inc. ISBN 0-7864-0883-9
* Baker, Burton H. (2000), *The Gray Matter: The Forgotten Story of the Telephone*. St. Joseph, Michigan: Telepress. ISBN 0-615-11329-X
* Huurdeman, Anton A. (2003), ''The Worldwide History of Telecommunications''. Hoboken: New Jersey: Wiley-IEEE Press . ISBN 978-0-471-20505-0
* John, Richard R. *Network Nation: Inventing American Telecommunications* (Harvard University Press; 2010) 520 pages; traces the evolution of the country's telegraph and telephone networks.
* Josephson, Matthew (1992), *Edison: A Biography*. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc. ISBN 0-471-54806-5
* Bruce, Robert V. (1990), ''Bell: Alexander Graham Bell and the Conquest of Solitude''. Ithaca, New York: Cornell University Press. ISBN 0-8014-9691-8.

## หนังสืออ่านเพิ่ม
* 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).

## แหล่งข้อมูลอื่น
* ne" article
* Virtual museum of early telephones
* The Telephone, 1877 
* Modelling Telephone hybrids as 2 x 2 matrices

หมวดหมู่:ระบบโทรศัพท์
หมวดหมู่:โทรศัพท์
หมวดหมู่:อุปกรณ์สำนักงาน
หมวดหมู่:อุปกรณ์ทางโทรคมนาคม
หมวดหมู่:สิ่งประดิษฐ์ของสหรัฐ
หมวดหมู่:สิ่งประดิษฐ์ของสกอตแลนด์
หมวดหมู่:สิ่งประดิษฐ์ของแคนาดา