Telefonie

Telefonie, ook wel telefoon (Grieks: τῆλε (tèle, ver) en φωνή (phónè, geluid). In het Nederlands "ver geluid, geluid op afstand"), is een telecommunicatiesysteem waarmee gesprekken mogelijk zijn tussen personen die zich buiten gehoorbereik van elkaar bevinden. Hiervoor hebben alle gesprekspartners een telefoontoestel nodig, en verder moet tussen die toestellen een verbinding zijn. Die verbinding kan een directe draadverbinding zijn (voor een eenvoudige huistelefoon) maar tegenwoordig zijn de meeste telefoontoestellen aangesloten op het wereldwijde netwerk van telefooncentrales en zijn veel verbindingen draadloos.

Geschiedenis van de telefoon

Men kon met elektrische telegrafie berichten over lange afstand versturen, maar er was tijdverlies tussen de telegrafische boodschap en het antwoord daarop. Bovendien was er een opgeleide telegrafist nodig. Het lag dus voor de hand dat men zocht naar mogelijkheden om de boodschap mondeling over te brengen.

Het eerste uitgewerkte voorstel voor telefonie wordt gedaan door de Franse telegrafiebeambte Charles Bourseul. In het tijdschrift l'Illustration van 26 augustus 1854 beschreef hij hoe spraak over een telegrafielijn geleid zou kunnen worden. Hoewel hij ook probeerde om zijn theorie in de praktijk te brengen, lukte het hem niet om een duidelijk verstaanbaar gesprek ten gehore te brengen.

De Duitse natuurkundeleraar Philipp Reis kwam in 1860 met het eerste concept van telefonie. Zijn telefoontoestel – de naam Telephon is van hem afkomstig – bestaat uit een opnemer en een weergever die via twee draden met elkaar verbonden zijn. Echter de door Reis gemaakte toestellen waren niet geschikt voor praktisch gebruik. Hierdoor raakt zijn uitvinding in de vergetelheid.

Eerste patent

Op 14 februari 1876 werd door Alexander Graham Bell een patent aangevraagd op de uitvinding voor improvement of telegraphy ("verbetering van de telegrafie"). Enkele jaren daarvoor was het de Italiaans immigrant Antonio Meucci al gelukt om een telefoonverbinding tot stand te brengen. In 1871 wilde hij zijn teletrophone patenteren, maar omdat hij het benodigde geld niet had bleef het bij een patentaanvraag die al na drie jaar afliep en wegens verder geldgebrek ook niet door hem werd verlengd. Hierdoor was het Bell die op 7 maart het eerste patent verkreeg op de telefoon.

Ondanks het patent wilde het apparaat van Bell maar niet functioneren totdat hij drie dagen later, op 10 maart 1876, per ongeluk een flesje met zuur omstootte. In een reflex riep hij zijn assistent te hulp: "Mr. Watson, come here. I want to see you". Thomas Watson, die in een andere kamer van het huis verbleef en daardoor buiten gehoorafstand, kwam direct. Door het apparaat had hij duidelijk de stem van Bell gehoord.

Onafhankelijk van Bell werkte ook een andere Amerikaan aan de uitvinding van de telefoon. Twee uur na Bell diende Elisha Gray een patentaanvraag in voor instruments for transmitting vocal sounds telegraphically ("instrumenten om stemgeluiden telegrafisch over te brengen"). Aanvankelijk betwiste Gray het patent van Bell niet omdat hij dacht dat de telefoon een onbelangrijke zijsprong was van het oorspronkelijke doel: de telegraaf verbeteren. Dit veranderde nadat de betekenis van de telefoon duidelijk werd. Het gevolg was een jarenlange juridische strijd tussen de beide uitvinders, waar ze elkaar over en weer van plagiaat en diefstal beschuldigden. Meer dan 600 (verloren) rechtszaken werden er tegen Bell aangespannen, waaronder vele van Meucci en Gray.

Verbeteringen

Omdat de Western Union Telegraph Company zijn patentrechten niet wilde kopen richtte Bell samen met zijn schoonvader Hubbard in 1877 de Bell Telegraph Company op, wat later één van de 's werelds grootste telefoniebedrijven zou worden.

De telefoon van Bell werd door Thomas Edison verbeterd. Hij paste de koolmicrofoon toe; deze microfoon zorgt direct voor versterking van het geluid en hierdoor werd de verstaanbaarheid beter. Vergroting van de telefonische reikwijdte werd verkregen door het toepassen van verbeterde kabeltechniek en door de invoering van versterkers.

De eerste telefoons werkten nog zonder centrale, er kon alleen gebeld worden naar een ander toestel op een andere locatie. Bij het toenemen van het aantal telefoontoestellen werkte dit niet meer en gingen de verbindingen lopen via een telefooncentrale met een telefoniste, een principe dat afkomstige was uit de telegrafie.

De eerste telefoon waarbij de abonnee zelf zijn nummer kon draaien dateert uit 1879. De Amerikaanse begrafenisondernemer Almon Strowger verdacht de telefoniste ervan dat ze haar positie misbruikte omdat ze getrouwd was met een concurrende doodgraver. Op 3 november 1892 kwam in LaPorte de eerste automatische telefooncentrale in bedrijf.

De introductie van elektronica in telefooncentrales zorgde er later voor dat kiesschijftelefoons vervangen konden worden door moderne druktoetstelefoons met kiestonen.

Telefonie in Nederland

Op 1 juni 1881 opende de Nederlandsche Bell Telephoon Maatschappij in Amsterdam op de hoek van de Kalverstraat en de Dam het eerste Nederlandse openbare telefoonnetwerk, met 49 vaste abonneeaansluitingen. Een telefoniste in de telefooncentrale verbond de beller met het gewenste nummer door beide nummers met een koord te verbinden.

In 1915 waren er 75 000 abonnees op het net aangesloten. De Naamlijst voor den Telefoondienst stond in een boek van 754 pagina's.

In 1962 waren alle telefooncentrales in Nederland geautomatiseerd. Na Zwitserland was Nederland het eerste land dat volledig geautomatiseerd was.

In het midden van de jaren negentig van de twintigste eeuw waren er zeven miljoen vaste aansluitingen in Nederland. Daarna nam het aantal vaste aansluitingen sterk af, onder andere door de komst van de mobiele telefonie en de internettelefonie (VoIP).

Werking van de telefoon

In het telefoontoestel wordt het geluid (luchttrillingen) door middel van een microfoon omgezet in een elektrische stroom (elektrisch signaal). Het signaal wordt door kabels of een radioverbinding naar een telefooncentrale overgebracht. Van daaruit wordt een verbinding gemaakt met het toestel van de gebelde persoon, of met een volgende telefooncentrale als het een interlokaal gesprek betreft. De telefoon van de ontvanger geeft een signaal, en als de ontvanger de oproep beantwoordt, wordt in de centrale een verbinding gelegd waardoor beide partijen met elkaar kunnen spreken. Deze verbinding wordt verbroken als men op een van beide telefoons de hoorn op de haak legt, of als de telefoon geen haak heeft, op de afsluittoets drukt.

Digitalisering

Oorspronkelijk moest voor elke telefoonaansluiting een apart kabelpaar naar de centrale gelegd worden. Voor interlokale gesprekken was het aantal verbindingen beperkt tot het aantal aderparen dat tussen deze twee centrales lag. Door de opkomst van de elektronica werd het mogelijk om de interlokale verbindingen (tussen twee centrales) uit te breiden zonder het aantal kabels te vermeerderen. Oorspronkelijk gebeurde dit door middel van het multiplexen van meerdere frequentiebanden op een kabel, later door het digitaliseren van de verbindingen. Vervolgens werd ook de verbinding van de telefooncentrale naar de wijkcentrale gedigitaliseerd.

Bij gebruik van ADSL door de afnemer is alleen het dataverkeer (internet) digitaal; het audiosignaal is nog steeds analoog. In nieuwbouwwijken wordt er een glasvezelkabel gelegd tot in de meterkast. Deze verbinding is geheel digitaal. Bij gebruik van ISDN door de afnemer (heeft beperkt ingang gevonden) is de verbinding tussen de wijkcentrale en het telefoontoestel ook digitaal. De enige analoge schakel in de verbinding is het stuk van de microfoon in de hoorn tot de DA-converter in het telefoontoestel zelf.

De grote voordelen van digitale boven analoge signalen in het telefoonsysteem zijn dat het veel gemakkelijker wordt om de verbinding te schakelen, dat er minder kwaliteitsverlies optreedt, en dat meer verbindingen over één kabel gevoerd kunnen worden.

Een belangrijk element in het geheel vormt dus de telefooncentrale waar de verbinding tot stand wordt gebracht. In de beginjaren van de telefonie gebeurde dit met de hand door een telefonist(e) maar in de jaren twintig van de twintigste eeuw deed de elektromechanische schakelaar (ook wel "kiezer" genoemd) zijn intrede in de telefooncentrale. Vanaf dat moment spreekt men van "automatische centrales"; de abonnee brengt de gewenste verbinding tot stand met behulp van een kiesschijf, die stroomimpulsen naar de kiezer in de centrale stuurt. In Nederland werd de eerste automatische centrale in 1925 in gebruik genomen in Haarlem. Tegenwoordig wordt nagenoeg elke telefoonverbinding door een (computergestuurde) elektronische telefooncentrale tot stand gebracht. Gelijktijdig met de overgang van de elektromechanische naar de elektronische centrale heeft de overgang van de draaiende kiesschijf naar het drukknopkiezen plaatsgevonden. Bij drukknopkiezen stuurt een telefoontoestel verschillende toontjes naar de centrale. Elke aansluiting op het telefoonnet krijgt een uniek telefoonnummer. De telefooncentrale kan daardoor een aansluiting met elke willekeurige andere aansluiting verbinden.

Diverse mogelijkheden tot telefoneren via het internet zoals Voice over IP en Skype zijn in opkomst. Een deel van deze diensten brengt geen kosten bovenop het Internet abonnement met zich mee, voor een deel van de diensten wordt uitsluitend een vast maandbedrag in rekening gebracht, sommige providers rekenen ook wel degelijk verbindingskosten per gesprek en/of een tarief per seconde of minuut.

De intensiteit van het telefoonverkeer in de centrale of het telefoonnet wordt uitgedrukt in erlang.

Telefoonkabels

Vroeger waren de telefoondraden opgehangen aan palen boven de grond of aan de daken van de huizen. Doordat ze zo hoog hingen, sloeg de bliksem er vaak in. Dat veroorzaakte storingen. De kabels werden ook vroeger al van koper gemaakt. Dat koper was zwaar en duur. De kabels waren bovendien erg dik; dat moest in die tijd wel, doordat er in dunnere kabels meer verlies optrad. Een telefoonkabel bestaat meestal uit verschillende paren; dit wil zeggen dat de twee geleiders van een kabelpaar getwist (om elkaar gedraaid) zijn om overspraak te voorkomen. De paren kan men herkennen door een kleurencode. Deze is gevormd per vijf, bestaande uit telkens één kleur met de vijf basiskleuren (de eerste vijf paar zijn: wit/blauw, wit/oranje, wit/groen, wit/grijs en wit/bruin, vervolgens vijf maal rood, vijf maal zwart enzovoort).

Tegenwoordig worden glasvezelkabels veel gebruikt voor telefoonverkeer tussen telefooncentrales. Glasvezels zijn haardunne, buigzame vezeltjes van zeer zuiver en helder glas. Lichtflitsen kunnen met bijna de lichtsnelheid door glasvezel reizen, zonder dat ze veel verzwakken. De signalen zijn ongevoelig voor ruis, zodat ze onbeschadigd aankomen.

Er is ook een techniek ontwikkeld die gebruik maakt van het bestaande kabelnetwerk (coax) voor teledistributie. De telefoniesignalen worden digitaal verzonden, samen met de beeldinformatie van de televisiekanalen. Hoewel deze techniek digitaal is, is een nadeel ervan dat zij de ISDN-norm niet ondersteunt.

Draadloze straalverbindingen tussen centrales worden veel gebruikt in moeilijk bereikbare gebieden. Satellietverbindingen kunnen toegepast worden tussen individuele abonnees en de operator.

Pogingen om een wereldwijd netwerk via satellietverbinding op te zetten, zijn tot dusver met financiële verliezen mislukt (Iridium van Motorola).

Ook het internet biedt de mogelijkheid een gesprekskanaal op te bouwen, en de videotelefoon, waar men al jaren over spreekt, lijkt dichterbij dan ooit, bovendien erg betaalbaar en heel aanvaardbaar wat de kwaliteit betreft. (Zie VoIP, internettelefonie, Skype.)

Het begrip spraakoverdracht via telefoon is niet langer eenduidig: door de digitalisering is het overbrengen van spraak niet meer te onderscheiden van dataoverdracht. Beeld, data, spraak: het kan allemaal via hetzelfde medium.

De bandbreedte van traditionele telefoonkabels was uitsluitend toegespitst op het (soms amper) verstaanbaar doorgeven van menselijke spraak, waarbij het dan in de regel niet goed mogelijk was verschillende stemmen van elkaar te onderscheiden. Door het wegvallen van hoge tonen werden vrouwen al te vaak met "meneer"aangesproken. Het viel in het begin dan ook niet mee om een snellere datacommunicatie dan 300 bits per seconde (ruim typsnelheid) over dit netwerk op te zetten.

Verwante onderwerpen

• ADSL
• Analoge telefonie
• Antwoordapparaat
• Digitale telefonie
• Fax
• gsm
• Hosted Voice Services
• ISDN

• Modem
• Nummermelder
• Nummeroverdraagbaarheid
• Party line (telefonie)
• Pulskiezen
• sms
• Telefooncel
• Telefooncentrale

• Telefoongids
• Telefoonkaart
• Telefoonnetwerk
• Telefoonnummer
• Telefoontonen
• Telegraaf
• Toonkiezen (DTMF)
• Xokum

Externe links

• Geschiedenis van de Nederlandse telefonie in jaartallen
• De beginjaren van het Nederlandse telefoniesysteem
• Naamlijst voor den Nederlandschen Telefoondienst, 1915
• Telefoonhandleidingen
• Telecominformatie

  Vrije mediabestanden over Telephone op Wikimedia Commons