Fernsprecher: Prinzip und Anwendung
Das Prinzip des Telefons beruht auf der Umwandlung von Sprachschwingungen in elektrische Signale und umgekehrt und wurde erstmals 1852 von dem deutschen Lehrer Johann Philipp Reis demonstriert. Aber erst 1876 wurde das Telefon von Alexander Graham Bell, der als Erster einen Fernsprecher für den praktischen Telefonverkehr entwickelte, auf der Weltausstellung in Philadelphia der Öffentlichkeit vorgestellt. Heute gehört das Telefon zum Alltag. In der westlichen Welt verfügen bis zu 90 % aller Haushalte über einen Telefonanschluss.
Funktionsweise
Standardtelefone bestehen im Wesentlichen aus einem Mikrofon, das als Signalgeber dient, und einem als Signalempfänger arbeitenden Hörer. In älteren Telefonen findet man eine Nummernscheibe, bestehend aus einer Wählscheibe, einem Fliehkraftregler, der nach dem Aufzug der Scheibe für einen gleichmäßigen Rücklauf sorgt, und einem Nummernschalterimpulskontakt nsi. Dieser unterbricht beim Rücklauf den Stromkreis der Teilnehmerleitung je nach gewählter Ziffer ein- bis zehnmal für jeweils 40 ms und betätigt dabei ebenso oft das Relais der Vermittlungsstelle.
Der Hörer und das Mikrofon werden während des Wahlvorgangs zur Vermeidung störender Knackgeräusche über den Nummernschalterarbeitskontakt kurzgeschlossen. Bei aufgelegtem Handgerät fließt der ankommende Wechselstrom über: Leitung - Kondensator - Wecker - Leitung. Beim Abnehmen des Handgerätes wird der Gabelumschalter geschlossen und der Kontakt zur Vermittlungsstelle hergestellt. Über eine Induktionsspule wird gleichzeitig der Hörer mit dem Mikrofonstromkreis gekoppelt. Der Mikrofonspeisestrom fließt über: Leitung - Impulskontakt - Gabelumschalter - Übertragungswicklung - Mikrofon - Leitung.
Der Tastenwahlblock moderner Telefongeräte bildet die der gedrückten Zifferntaste entsprechenden Unterbrechungen elektronisch nach (Pulswahl). Fernsprecher, die an neue elektronische Wählvermittlungen mit digitaler Technik angeschlossen sind, enthalten eine Tastatur, die die gewählten Ziffern als Frequenzkombination (Tonwahl bzw. Mehrfrequenzwahl) aussendet.
Vermittlung
Beim Abnehmen des Handgerätes wird durch eine Gleichstromschleife in der Vermittlungsstelle ein Vorwähler oder Anrufsucher in Tätigkeit gesetzt. Dieser schaltet einen Drehwähler an die Leitung des anrufenden Teilnehmers, von dem der Anrufer durch den Wählton die Aufforderung zur Ziffernwahl erhält. Grundbaustein der elektromagnetischen Vermittlungstechnik ist der Edelmetallmotordrehwähler (EMD). Er wird von den Wahlimpulsen, die von der Tastatur des Telefons ausgehen, gesteuert. Mit 175 Schritten in der Sekunde sucht er aus der Vielzahl von Abnehmerleitungen eine freie aus und schaltet sie mit der Eingangsleitung zusammen.
Heute werden die Verbindungen an den Knotenpunkten zunehmend mit elektronischen Schaltern hergestellt. Für die Vermittlung dienen Halbleiterbauelemente, die im Zeitmultiplex genutzt werden, d. h. für mehrere gleichzeitige Verbindungen. Als Übertragungsleitungen werden zunehmend Glasfaserkabel eingesetzt. Dies ermöglicht eine rein digitale Vermittlung und Übertragung sowie eine Analog-digital-Wandlung direkt beim Teilnehmer. Die Entwicklung der optischen Nachrichtentechnik ermöglicht hohe Übertragungsgeschwindigkeiten und den Aufbau eines universellen Breitbandkommunikationssystems (z.B. ISDN).
Die Vermittlungsstellen bilden die Knoten des hierarchisch gegliederte Telefonnetzes. In Deutschland besteht die höchste Netzebene aus Zentralvermittlungsstellen (ZVSt), die durch starke Leitungsbündel maschenförmig miteinander verbunden sind. Von hier gehen auch die Verbindungen ins Ausland. An die Zentralvermittlungsstellen sind Hauptvermittlungen (HVSt) sternförmig angeschlossen, daran die Knotenvermittlungen (KVSt) und die Endvermittlungen (EVSt) zu den Teilnehmern. Die Ortskennnummern setzen sich aus den Nummern der Vermittlungsstellen zusammen: 1. Ziffer = ZVSt, 2. Ziffer = HVSt, 3. Ziffer = KVSt und 4. Ziffer = EVSt.
Neuerungen
In den letzten Jahren wurde das Telefonnetz immer mehr auf Digitaltechnik umgestellt, womit z.B. Datenübertragungsdienste mittels Modem möglich wurden. Leistungsmerkmale wie Anklopfen, Dreierkonferenz oder Anrufweiterschaltung oder auch das Bildtelefon mit farbigen Stand- und Bewegtbildern sind dadurch zur Realität geworden. Parallel zur digitalen Umstellung des Netzes wurde das mobile Telefonieren mittels schnurlosem Telefon in Heim und Büro, der Mobilfunk, sowie Pager zum Empfang kurzer Nachrichten auf den Markt gebracht.