Telefon

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Tento článek pojednává o telekomunikačním přístroji. O opeře G. C. Menottiho pojednává článek Telefon aneb Láska ve třech.
Telefon Siemens s tlačítkovou volbou (po 2000)

Telefon (řecky: téle = vzdálený a fóné = hlas) je telekomunikační zařízení, které přenáší hovor prostřednictvím elektrických signálů. Existují ale i telefony založené na neelektrických principech.

Historie[editovat | editovat zdroj]

Obvykle je vynález telefonu přisuzován vynálezci jménem Alexander Graham Bell. Jeho první telefon byl sestrojen v Bostonu (USA) v roce 1876.[1] Podle novějších údajů vynalezl telefon italský vynálezce Antonio Meucci už v roce 1849. Jeho prvenství bylo v červnu roku 2002 oficiálně potvrzeno například i kongresem Spojených států (Rezoluce 269). Podle dalších zdrojů vynalezl telefon i Philip Reis v roce 1860, ale jeho vynález pracoval na principu doteku velmi jemného kontaktu. Vysílač (mikrofon) byl vyroben z pivní bečky a tvarem připomínal lidské ucho. Přijímač (reproduktor) byl vyroben z pletací jehlice a krabice od doutníků. Tento telefon mohl skutečně přenášet lidský hlas, ale velice zkresleně a muselo se do něj mluvit správnou hlasitostí, aby kontakt pracoval správně. Telefon lépe než hlas přenášel hudbu. První rozhovor učinil Reis z fyzikálního sálu školy, kde vyučoval fyziku, do blízkého bytu svého přítele učitele zpěvu. Údajně měl mít tento obsah. „Koně nežerou okurkový salát“, zvolal Reis. „To vím už dávno, vy hňupe“, odpověděl kolega.

O prvenství vynálezu k jednotlivým částem vynálezu bylo vedeno mnoho soudních sporů. Zvláště společnost Bell Telephone se snažila agresivně chránit své patenty. Výsledkem byly ale spíše další nejasnosti. Věc komplikuje i to, že vynálezci spíše předváděli své objevy novinářům a průmyslníkům, místo publikace ve vědeckých časopisech.

Je nutno poznamenat, že současný telefon nemá jednoho vynálezce, ale je výsledkem postupného vylepšování a vynálezů velkého množství lidí.

Telefon na jiném než elektrickém principu[editovat | editovat zdroj]

Pokud budeme za telefon považovat každé zařízení, schopné přenést hlas na velkou vzdálenost, je historie telefonu mnohem starší. První telefony pak byly čistě mechanickým zařízením.

Nejobvyklejší byl trubkový telefon. První známý popis je z roku 968, podle něhož čínský vynálezce Kung-Foo-Whing využil roury k hovoru na dálku. Trubkové telefony se dožily velkého rozšíření v lodní dopravě, kde umožnily relativně spolehlivé zvukové spojení oddělených částí lodi.

Dalším, byť spíše kratochvilným typem telefonu, je lankový telefon. Je tvořen dvěma membránami, spojenými napnutým provazem, nití nebo strunou. Chvění jedné membrány je strunou přenášeno na druhou membránu. Tento telefon si můžete vyrobit ze dvou plastových kelímků, když jejich dna propojíte několika metry niti.

Elektrické telefony[editovat | editovat zdroj]

Antonio Meucci[editovat | editovat zdroj]

V současné době je za objevitele telefonu považován Antonio Meucci. Jeho telefon byl poprvé předveden v New Yorku v roce 1860 a zpráva o něm byla publikována v místním italsky psaném tisku. V principu se jednalo o elektromagnetický mikrofon/sluchátko. Zvuk rozkmital membránu s permanentním magnetem v cívce, která převedla pohyb na elektrický proud. Ten pak byl přenesen dráty do stejného zařízení, které jej přeměnilo zpět na zvuk. Výhodou tohoto systému byla lepší kvalita přenášeného zvuku, nevýhodou naopak nízká hlasitost a malý dosah.

Neznalost angličtiny a nedostatek obchodního talentu zapříčinily, že Meucci nebyl schopen svůj vynález dovést do komerčně úspěšné podoby. Spor o prvenství vynálezu s Bellem byl odkládán až do Meucciho smrti, kdy byla kauza zrušena.

Meucci byl uznán prvním vynálezcem telefonu kongresem USA až po více než sto letech, a to rezolucí 269 datovanou 11. června 2002.

Největším problémem dalšího vývoje telefonu byl vhodný mikrofon.

Charles Bourseul[editovat | editovat zdroj]

V roce 1854 v časopise „L'Illustration de Paris“ publikoval francouzský telegrafista Charles Bourseul návrh přístroje pro elektrický přenos zvuku. Přístroj se skládal z pružného kotouče, přerušujícího proud a druhého podobného, který byl tímto proudem rozechvíván. Jeho pokusy ale nevedly k praktickému využití.

Johann Philipp Reis[editovat | editovat zdroj]

Podobný přístroj předváděl v roce 1860 německý učitel Johann Philipp Reis. Byl založen na přerušovacím principu. Jehla, připojená k pružné membráně, přerušovala proud podle pohybu membrány. Tento přenos byl pouze nedokonalý dvoustavový (proud teče/neteče - dnes bychom řekli jednobitový neboli binární přenos) a nikoliv analogový, jako u pozdějších telefonů. Proto bylo možné přenášet pouze tóny nebo nezřetelný šepot, nikoliv složitěji strukturovaný zvuk, jako například lidský hlas. Navíc byl tento přístroj velmi citlivý na pečlivé nastavení tohoto kontaktu.

Cromwell Varley[editovat | editovat zdroj]

Variaci na Reisovu práci si v roce 1870 nechal patentovat známý anglický elektrotechnik Cromwell Fleetwood Varley. Šlo ale opět jen o přenos tónů.

Poul la Cour[editovat | editovat zdroj]

Dánský vynálezce Poul la Cour experimentoval s audio telegrafií na telegrafní lince mezi Kodaní a Fredericiou v Jutlandu kolem roku 1874. Využíval vibrující vidlicovou ladičku, která přerušovala proud. Na druhém konci linky elektromagnet přitahoval rameno druhé stejné ladičky a ta vydávala stejný tón. Zároveň probíhal i zápis tohoto tónu na papír pomocí telegrafního přístroje. Opět: ani la Cour nepřenášel hlas, ale pouhé tóny.

Elisha Gray[editovat | editovat zdroj]

Elisha Gray z Chicaga vynalezl ve stejné době jako la Cour podobný tónový telegraf.

V Greyově původním přístroji vibrující ocelový jazýček přerušoval proud, který na druhém konci linky pomocí elektromagnetu rozvibroval stejně naladěný jazýček u jeho pólů. Grayův harmonický (tónový) telegraf, s vibrujícími jazýčky, byl použit Western Union Telegraph Company. Protože jedním drátem může být poslán zároveň více než jeden kmitočet, harmonický telegraf může být použit v multiplexním režimu a přenášet po jednom vedení více zpráv naráz. Grayův harmonický telegraf pokračoval ve šlépějích Reise a Bourseula, tedy v přerušování proudu vibrujícím kontaktem.

Gray zjistil, že hlavním nedostatkem je přerušovaný - dnes bychom řekli digitální - charakter přenášeného signálu. Inspiroval se mechanickým lankovým telefonem. V něm je pohyb membrány mikrofonu přenášen analogově. Gray sestrojil a nechal si patentovat kapalinový mikrofon, v němž byla na membráně mikrofonu jehla umístěná do kapalného vodiče. Když membrána vibrovala, jehla se potápěla více nebo méně do kapaliny a tím regulovala procházející proud.

Grayův kapalinový mikrofon použil i Bell pro mnoho svých raných veřejných produkcí. Kapalinový vysílač měl ale velké problémy s interferencí vlnek, vznikajících na hladině pohybem jehly.

Uhlíkový mikrofon[editovat | editovat zdroj]

Uhlíkový mikrofon vynalezl Thomas Alva Edison. Edison objevil, že uhlíková zrnka, stlačená mezi kovové desky mají elektrický odpor nepřímo úměrný tlaku. Pokud na jednu z desek působí zvukové vlnění, mění se patřičně i proud, protékající zrnky mezi deskami. Kvalita přeneseného zvuku je dostačující pro hovor a hlavně takový mikrofon funguje jako elektromechanický zesilovač (energie proudových změn může být podstatně větší, než energie dopadajících zvukových vln). Objev vedl k vývoji uhlíkových mikrofonů, které byly základem telefonů po více než 100 let a které se (byť v menší míře) používají dodnes. Uhlíkový mikrofon velmi zjednodušil konstrukci telefonního přístroje. Telefonní přístroje s uhlíkovým mikrofonem se dále dělí podle principu funkce a zapojení na Telefon MB (Místní Baterie) a Telefon ÚB (Ústřední Baterie) podle toho, zda je mikrofon napájen elektrochemickým článkem u přístroje (či v přístroji) nebo společným akumulátorem v telefonní ústředně

Graham Bell[editovat | editovat zdroj]

Bellovo zázemí[editovat | editovat zdroj]

Jako profesor vokální fyziologie na bostonské univerzitě se Bell zabýval školením učitelů,[1] kteří učili hluchoněmé mluvit. Experimentoval s fonografem Leona Scotta, který zaznamenával chvění vzduchu, způsobené hovorem. Tento přístroj obsahoval tenkou membránu vibrující podle hlasu a nesoucí rydlo, které rylo zvlněnou linku na desku sazemi pokrytého skla. Tato práce jej připravila na zkoumání zvuku a elektřiny.

Svůj výzkum započal v roce 1874. Použil tónový telegraf podobný vynálezům Bourseula, Reise a Graye. Při jednom z pokusů zařízení selhalo. Bell požádal asistenta, který byl na druhém konci linky, aby poklepal na kovový jazýček, který podle něj uvázl na pólu magnetu. Asistent Watson souhlasil, a překvapený Bell zjistil, jazýček na jeho straně linky se začal pohybovat a vydávat stejný zvuk. Po několika dalších experimentech objevil, že pohyb je způsoben proudem, indukovaným pouhým pohybem vzdáleného jazýčku v blízkosti magnetu. Tento objev ho vedl k odpojení napájení a začal se spoléhat pouze na indukční proudy vlastních jazýčků. Navíc zjistil, že zvuk hovoru mohl být přenášen na značnou vzdálenost i bez přerušování elektrického obvodu.

Bell s asistentem Watsonem objevili, že samotné pohyby jazýčku v magnetickém poli mohly přenášet zvukovou modulaci. Bell na základě analogie s fonautografem vymyslel přijímač, sestávající z napnuté membrány nebo bubínku ze speciální kůže s kotvou ze zmagnetovaného železa, připevněnou na střed membrány. Kotva mohla volně kmitat před pólem elektromagnetu, jehož vinutí bylo zapojeno do linkového obvodu.

Rozšíření[editovat | editovat zdroj]

Roku 1892 byla v USA uvedena do provozu první automatická ústředna pro 99 účastníků a Edison patentoval uhlíkový mikrofon, roku 1913 si firma Siemens patentovala číselnici pro pulzní volbu a roku 1955 zavedla firma Bell tónovou volbu. Roku 1978 zavedla tatáž firma mobilní síť v Chicagu.

V roce 1938 bylo v tehdejším Česku 92 tisíc hlavních a 18 tisíc vedlejších telefonních stanic, z toho 62 tisíc bylo připojeno na automatické, 30 tisíc na manuální ústředny.[2] Koncem roku 2009 bylo na světě instalováno 1,3 miliardy pevných a 4,6 miliardy mobilních linek, ve vyspělých zemích připadalo asi 50 pevných linek na 100 obyvatel, na celém světě asi 20.

Popis[editovat | editovat zdroj]

Švédský telefon pro manuální ústředny (1896)
Telefon W28 s číselnicí a pulzní volbou (Siemens 1925)
Hlavní součásti telefonu pro pulzní volbu (1972)

Místní baterie, manuální ústředny[editovat | editovat zdroj]

V systému s místní baterií obsahoval telefon baterii, sluchátko s mikrofonem a ruční induktor s kličkou, kterým se generoval signál vyzvánění u druhého účastníka nebo v manuální ústředně. Žádané číslo sdělil volající účastník operátorce v ústředně, která ručně na panelu propojila oba účastníky kablíkem. Tento systém se dlouho používal na železnici a v armádách.

Ústřední baterie, pulzní volba[editovat | editovat zdroj]

Elektromechanický telefon pro pevnou síť s ústředním napájením a automatickou pulzní volbou se k ústředně připojuje dvojicí vodičů. Hlavní části přístroje jsou uhlíkový mikrofon a elektromagnetické sluchátko, obvykle uložené ve společné rukojeti a spojené s přístrojem vícežilovým kabelem („šňúrou“). Vlastní přístroj obsahuje několik přepínačů, zvonek a otočnou číselnici pro automatickou volbu.

Je-li sluchátko zavěšeno ve vidlici, je do vnějšího obvodu zapojen zvonek, který signalizuje příchozí hovor. Jakmile se sluchátko zvedne, je do obvodu zapojeno sluchátko a mikrofon, takže účastníci mohou hovořit. Pro výchozí hovor uživatel na otočné číselnici postupně volí žádané číslo účastníka. Při zpětném pohybu číselnice, který je stejnoměrný, se obvod přerušuje, čímž se přímo ovládá volič v ústředně: každý pulz posune raménko voliče o jeden kontakt dále. Při doběhu číselnice do výchozí polohy se v ústředně aktivuje další, podřazený volič pro následující číslici voleného čísla, případně vyzváněcí signál k volanému účastníkovi. Jakmile je spojení navázáno, zapojí se do obvodu sluchátko a mikrofon, který byl během volby blokován. Zařízení je neobyčejně důmyslné, jednoduché a spolehlivé a nevyužívá žádné aktivní elektronické prvky.

Elektronický telefon, tónová volba[editovat | editovat zdroj]

Od konce 20. století se v telefonech začaly používat digitální elektronické prvky, což umožnilo řadu dalších zdokonalení. Pulzní volbu mohla nahradit tónová volba a otočnou číselnici nahradila tlačítka. Volené číslice se ukládají do paměti přístroje a teprve celá volba se najednou odvysílá jako posloupnost krátkých pulzů o různém kmitočtu. To je jednak spolehlivější, jednak se tím zvýšila průchodnost ústředny. Po drátech se tak přenášejí pouze akustické signály a přístroj nemusí být s ústřednou galvanicky propojen, což umožnilo dálkové přenosy bezdrátovou cestou. Hlasitost telefonu lze regulovat, různé údaje se zobrazují na displeji, často používaná čísla si přístroj může pamatovat atd. Protože se však přechod milionů stanic na tónovou volbu musel dělat postupně, bylo zařízení zkonstruováno tak, aby bylo i se staršími ústřednami kompatibilní. Celkové schéma telefonního přístroje se silně zkomplikovalo, ale v principu nezměnilo.

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Logo Wikimedia Commons
Wikimedia Commons nabízí obrázky, zvuky či videa k tématu

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. a b Alexander Graham Bell Laboratory Notebook, 1875-1876 [online]. 1875-1876, [cit. 2013-07-23]. Dostupné online. (anglicky) 
  2. Ottův slovník naučný nové doby, sv. 12, str. 1016

Literatura[editovat | editovat zdroj]

  • J. Boldiš, Telefonie. Praha: Nadas 1981
  • K. Mašek, Telefonie pro střední školy. Praha: Nadas 1981
  • Ottův slovník naučný, heslo Telefon. Sv. 25, str. 159
  • Ottův slovník naučný nové doby, heslo Telefon. Sv. 12, str. 1016
  • ZÁBĚHLICKÝ, Václav. Dějiny pošty, telegrafu a telefonu v československých zemích (Od nejstarších dob až do převratu). Praha : vl. n., [1928]. 422 s.  

Související články[editovat | editovat zdroj]

  • Telefonie - technologie používané pro telefonování
  • Telefonní ústředna - zařízení pro spojování účastníků
  • Telefonní síť
  • Telefonní číslo
  • ISDN - digitální technika, zahrnující kromě telefonie i přenos faxů, obrazu, dat
  • Modem - zařízení pro přenos dat přes telefonní linku
  • Mobilní telefon - přenosný telefon, využívající bezdrátového přenosu
  • IP telefon - telefonní přístroj pro přímou komunikaci pomocí VoIP
  • VoIP - přenos hlasu protokolem IP přes datové sítě
  • RSU - vzdálená účastnická jednotka

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]