Как работает телефон

Далёкий голос

Слово «телефон» — греческое: tele — «далеко», phone — «голос, звук»^[1]. Это аппарат, который передаёт речь с помощью электрических сигналов — по проводам или по радио^[1].

Голос → ток → голос

Принцип телефона^[2][1]:

1. Вы говорите в микрофон. Звук — это колебания воздуха; микрофон превращает их в электрический сигнал.
2. Электрический сигнал идёт по линии — по проводам или, в мобильном телефоне, радиоволнами.
3. У собеседника динамик превращает сигнал обратно в звуковые волны.

«Барышня, соедините!»

Первые телефоны соединяли напрямую: один аппарат проводом с другим. Это неудобно, если абонентов больше нескольких, и вскоре появились телефонные станции с ручными коммутаторами^[1][2].

Номеронабирателя у первых аппаратов не было. Вместо него была рукоятка индуктора: её крутили, чтобы вызвать телефонистку на станции, и просили: «Барышня, соедините, пожалуйста, меня с…» — сначала называли человека, потом номер^[1].

• 1889 — изобретена автоматическая телефонная станция (АТС), а в 1892 году — дисковый номеронабиратель^[1].
• В СССР АТС появились в 1920-е годы; диски оставались в ходу до 1990-х^[1].
• Кнопочные номеронабиратели впервые появились в США в 1950-х, а тоновый набор кнопками компания AT&T ввела в 1963 году^[1][2].

Как работает сотовая связь

Мобильный, или сотовый, телефон — это по сути радиотелефон. Сотовая сеть состоит из множества базовых станций — вышек, — связанных между собой центральными коммутаторами^[1]:

1. Включённый телефон регистрируется на ближайшей базовой станции.
2. Когда на номер звонят, коммутатор находит телефон и переводит вызов через эту станцию.
3. Если вы едете, разговор передаётся от одной вышки к другой — это называется хэндовер (handover).

Вышки бывают разные: микровышки работают в радиусе 60–100 метров, средние — до 2 километров, большие — до 10 километров^[1].

Ручные мобильные телефоны для личного пользования появились в 1973 году^[1][2].

А спутниковый телефон связывается напрямую со спутником и работает там, где сотовой связи нет ^[1]. О радиоволнах — в статье «Как работает радио».

Кто изобрёл телефон

Изобретателей у телефона несколько^[1]:

• 1860 — итальянец Антонио Меуччи в Нью-Йорке описал аппарат, передающий звуки по проводам, — Teletrofono. В 1871 году он подал предварительную заявку на патент, но не нашёл денег и в 1874 году перестал её продлевать.
• 1861 — немецкий физик Филипп Рейс показал аппарат, передававший по проводам музыку и речь, и назвал его Telephon.
• 14 февраля 1876 — заявку на телефон подал поверенный Александра Белла. В тот же день поверенный изобретателя Элиши Грея подал предварительную заявку на похожее устройство — отсюда многолетние споры.
• 7 марта 1876 — Белл получил патент. Позже его назовут «самым дорогим патентом в истории». А 10 марта Белл и его помощник Томас Ватсон успешно испытали аппарат.

Русские изобретатели

• В 1878 году электротехник П. М. Голубицкий разработал первый русский телефон оригинальной конструкции, а в 1885 году — систему центральной батареи, питавшей микрофоны абонентов со станции^[1].
• В 1879–1880 годах военный связист Г. Г. Игнатьев первым в мире придумал, как одновременно телеграфировать и телефонировать по одному проводу, разделяя сигналы по частоте. Так для телефона можно было использовать уже готовые телеграфные линии^[1].

О телеграфе и азбуке Морзе — в статье «Азбука Морзе».