تاریخچه تلفن و چگونگی اختراع آن

در دهه ۱۸۷۰، الیشا گری و الکساندر گراهام بل به طور مستقل اقدام به طراحی دستگاه هایی کردند که می توانستند صدا را به صورت الکتریکی منتقل کنند. هر دو مرد به سرعت طرح های مربوط به تلفن های پروتوتایپ خود را به اداره ثبت اختراعات ارسال کردند. بل زودتر از گری اختراع خود را ثبت کرد و در ادامه در یک اختلاف قانونی با گری به پیروزی رسید.

امروز نام بل با تاریخچه تلفن گره خورده است، در حالی که گری عمدتاً فراموش شده است. اما داستان اختراع تلفن فراتر از این دو مرد است.

زندگینامه بل

الکساندر گراهام بل در تاریخ ۳ مارس ۱۸۴۷ در ادینبرو، اسکاتلند به دنیا آمد. او از سنین پایین به مطالعه صدا پرداخته بود. پدر، دایی و پدربزرگ او از متخصصان فن بیان و درمان گفتار برای ناشنوایان بودند. تصور می شد که بل پس از فارغ التحصیلی به دنبال ادامه کار خانواده اش برود. اما پس از اینکه دو برادر دیگر بل بر اثر سل درگذشتند، بل و خانواده اش تصمیم به مهاجرت به کانادا در سال ۱۸۷۰ گرفتند.

پس از مدت کوتاهی زندگی در انتاریو، خانواده بل به بوستون نقل مکان کردند و در آنجا تمرین های درمان گفتار را برای آموزش به کودکان ناشنوا راه اندازی کردند. یکی از دانش آموزان الکساندر گراهام بل، هلن کلر جوان بود که هنگام ملاقات، نه تنها نابینا و ناشنوا بود، بلکه قادر به صحبت کردن نیز نبود.

اگرچه کار با ناشنواها منبع اصلی درآمد بل باقی ماند، او ادامه به مطالعه شخصی خود در زمینه صدا پرداخت. کنجکاوی علمی بی پایان بل منجر به اختراع فوتوفون، بهبودهای تجاری قابل توجه در فونوگراف توماس ادیسون و توسعه دستگاه پروازی خود تنها شش سال پس از آن شد که برادران رایت هواپیمای خود را در کیتی هاوک پرواز دادند. در حالی که رئیس جمهور جیمز گارفیلد به دلیل گلوله یک قاتل در سال ۱۸۸۱ در حال مرگ بود، بل به سرعت یک فلزیاب اختراع کرد تا گلوله مرگبار را پیدا کند که تلاشش موفق نبود.

تاریخچه تلفن

تلگراف و تلفن هر دو سیستم های الکتریکی مبتنی بر سیم هستند. موفقیت الکساندر گراهام بل با تلفن به طور مستقیم نتیجه تلاش های او برای بهبود تلگراف بود. هنگامی که او شروع به آزمایش با سیگنال های الکتریکی کرد، تلگراف به عنوان یک روش ارتباطی برای حدود ۳۰ سال شناخته شده بود. اگرچه این سیستم بسیار موفق بود، تلگراف اساساً محدود به دریافت و ارسال یک پیام در هر بار بود.

دانش گسترده بل در مورد طبیعت صدا و درک او از موسیقی به او کمک کرد تا امکان ارسال چندین پیام را به صورت همزمان از طریق یک سیم در همان زمان بررسی کند. اگرچه ایده "تلگراف چندگانه" مدت ها وجود داشت، اما صرفاً حدس و گمان بود چرا که هیچ کس قادر به ساخت یک دستگاه از این نوع نشده بود — تا اینکه بل این کار را انجام داد. تلگراف هارمونیک او بر اصل این پایه گذاری شده بود که چندین نت می توانند به طور همزمان در همان سیم ارسال شوند اگر نت ها یا سیگنال ها در ارتفاع متفاوت باشند.

گفتگو با الکتریسیته

در اکتبر 1874، تحقیقات بل به مرحله ای پیشرفت کرد که توانست به آینده ی پدرزنش، وکیل بوسطن گاردینر گرین هابارد، درباره ی امکان ساخت تلگراف چندگانه اطلاع دهد. هابارد که از کنترل کامل شرکت تلگراف وسترن یونیون ناراضی بود، بلافاصله توانایی شکستن این انحصار را مشاهده کرد و حمایت مالی لازم را به بل ارائه داد.

بل به کار خود روی تلگراف چندگانه ادامه داد اما به هابارد نگفت که او و توماس واتسون، یک برق کار جوان که خدماتش را جذب کرده بود، همچنین در حال توسعه دستگاهی برای انتقال گفتار به صورت الکتریکی بودند. در حالی که واتسون به اصرار هابارد و دیگر حامیان روی تلگراف هارمونیک کار می کرد، بل در مارس 1875 به طور مخفیانه با جوزف هنری، مدیر محترم مؤسسه اسمیتسونیان، دیدار کرد که به ایده های بل برای تلفن گوش داد و تشویق هایی به او ارائه داد. با الهام از نظر مثبت هنری، بل و واتسون به کار خود ادامه دادند.

تا ژوئن 1875، هدف ایجاد دستگاهی که بتواند گفتار را به صورت الکتریکی منتقل کند در حال تحقق بود. آن ها ثابت کردند که نت های مختلف می توانند شدت جریان الکتریکی را در یک سیم تغییر دهند. برای موفقیت، تنها باید یک فرستنده عملکردی با غشاء قابلیت تغییر جریان های الکتریکی و یک گیرنده بسازند که این تغییرات را در فرکانس های قابل شنیدن بازتولید کند.

"آقای واتسون، بیایید اینجا"

در تاریخ 2 ژوئن 1875، هنگام آزمایش با تلگراف هارمونیک، آن ها به طور تصادفی کشف کردند که صدا می تواند به طور کامل از طریق یک سیم منتقل شود. واتسون در تلاش بود تا یک نی را که دور یک فرستنده پیچیده شده بود آزاد کند که ناگهان آن را کشید. لرزش ناشی از این عمل از طریق سیم به دستگاه دوم در اتاق دیگری که بل آنجا کار می کرد منتقل شد.

"تُن" بل که شنید، همه الهام لازم را برای او و واتسون فراهم کرد تا کار خود را تسریع دهند. آن ها به کار خود در سال بعد ادامه دادند. بل در دفترچه خاطراتش این لحظه حساس را ثبت کرد: "سپس من به M [دهانه میکروفون] فریاد زدم: 'آقای واتسون، بیایید اینجا—می خواهم شما را ببینم.' به خوشحالی من، او آمد و اعلام کرد که شنیده و متوجه شده است چه گفته ام."

اولین تماس برقرار شده بود که لحظه ای حیاتی در تاریخ تلفن بود.

تولد شبکه تلفن

بل دستگاه خود را در 7 مارس 1876 ثبت اختراع کرد و به سرعت گسترش پیدا کرد. تا سال 1877، ساخت اولین خط تلفن معمولی از بوسطن به سالیویل، ماساچوست به پایان رسیده بود. تا پایان سال 1880، بیش از 49,000 تلفن در ایالات متحده وجود داشت. سال بعد، خدمات تلفنی بین بوسطن و پروویدنس، رود آیلند برقرار شد. خدمات بین نیویورک و شیکاگو در سال 1892 و بین نیویورک و بوسطن در سال 1894 آغاز شد. خدمات بین قاره ای از سال 1915 شروع شد.

بل شرکت بل تلفن را در سال 1877 تأسیس کرد. با گسترش سریع صنعت، بل به سرعت رقبای خود را خرید. پس از یک سری ادغام ها، شرکت تلفن و تلگراف آمریکایی—پیشگام AT&T امروز—در سال 1880 تأسیس شد. از آنجا که بل مالکیت معنوی و اختراعات مرتبط به سیستم تلفن را کنترل می کرد، AT&T به طور غیررسمی بر صنعت جوان تسلط داشت. این تسلط تا سال 1984 ادامه پیدا کرد، زمانی که توافقی با وزارت دادگستری ایالات متحده به AT&T مجبور به پایان دادن تسلطش بر بازارهای ایالتی شد.

مراکز و شماره گیری چرخشی

اولین مرکز تبادل تلفن منظم در شهر نیوهیون ایالت کنتیکت در سال ۱۸۷۸ تأسیس شد. در آغاز، تلفن ها به صورت جفت به مشترکان اجاره داده می شد و مشترک باید خط خود را برای اتصال به خط دیگر فراهم می کرد. در سال ۱۸۸۹، یک مرد کفن دار به نام آلمان بی. استروجر در کانزاس سیتی، سوییچ جدیدی اختراع کرد که می توانست یک خط را به هر یک از ۱۰۰ خط دیگر متصل کند. سوییچ استروجر، که به همین نام شناخته شد، هنوز هم در برخی مراکز تلفن بیش از ۱۰۰ سال بعد مورد استفاده قرار می گرفت.

استروجر در تاریخ ۱۱ مارس ۱۸۹۱، برای اولین مرکز تلفن اتوماتیک حق ثبت اختراع گرفت. اولین مرکز تلفن با استفاده از سوییچ استروجر در سال ۱۸۹۲ در لاپورت ایندیا افتتاح شد. در ابتدا، مشترکان دکمه ای بر روی تلفن خود داشتند تا با ضربه زدن، تعداد پالس های مورد نیاز را تولید کنند. سپس یکی از همکاران استروجر در سال ۱۸۹۶ دکمه چرخشی را اختراع کرد که جایگزین دکمه قبلی شد. در سال ۱۹۴۳، فیلادلفیا آخرین منطقه عمده ای بود که خدمت دوگانه (چرخشی و دکمه ای) را کنار گذاشت.

تلفن های عمومی

در سال ۱۸۸۹، تلفن های پرداخت شونده توسط ویلیام گری از هارتفورد، کنتیکت ثبت اختراع شد. تلفن عمومی گری اولین بار در بانک هارتفورد نصب و استفاده شد. بر خلاف تلفن های عمومی امروز، کاربران تلفن گری پس از اتمام تماس خود هزینه را پرداخت می کردند.

تلفن های عمومی به همراه سیستم بل توسعه یافتند. تا زمانی که اولین دکه های تلفن در سال ۱۹۰۵ نصب شدند، حدود ۲.۲ میلیون تلفن وجود داشت و تا ۱۹۸۰ بیش از ۱۷۵ میلیون تلفن عمومی در دسترس بود. اما با ظهور تکنولوژی موبایل، تقاضا برای تلفن های عمومی به سرعت کاهش یافت و امروزه کمتر از ۵۰۰,۰۰۰ تلفن عمومی در ایالات متحده همچنان فعال هستند.

تلفن های لمسی

محققان در شرکت وسترن الکتریک، که زیرمجموعه ای از AT&T بود، از اوایل دهه ۱۹۴۰، آزمایش هایی برای استفاده از صداها به جای پالس ها برای اتصال تلفن ها انجام دادند، اما تا سال ۱۹۶۳ سیگنال دهی چندفرکانسه دوگانه که از همان فرکانس گفتار استفاده می کند، از لحاظ تجاری قابل استفاده شد. AT&T آن را به عنوان شماره گیری لمسی معرفی کرد و به سرعت به استاندارد بعدی در تکنولوژی تلفن تبدیل شد. تا سال ۱۹۹۰، تلفن های دکمه ای بیشتر از مدل های چرخشی در خانه های آمریکایی رایج شدند.

تلفن های بی سیم

در دهه ۱۹۷۰، اولین تلفن های بی سیم معرفی شدند، که لحظه ای کلیدی در تاریخ تلفن ها به شمار می رود. در سال ۱۹۸۶، کمیسیون ارتباطات فدرال فرکانس های ۴۷ تا ۴۹ مگاهرتز را برای تلفن های بی سیم صادر کرد. صدور این محدوده فرکانس بیشتر امکان تداخل کمتر و نیاز به قدرت کمتری برای عملکرد تلفن های بی سیم را فراهم کرد. در سال ۱۹۹۰، FCC محدوده فرکانس ۹۰۰ مگاهرتز را برای تلفن های بی سیم صادر کرد.

در سال ۱۹۹۴، تلفن های بی سیم دیجیتال معرفی شدند، و در سال ۱۹۹۵، طیف دیجیتال پراکنده (DSS) ارائه شد. هر دو توسعه به منظور افزایش امنیت تلفن های بی سیم و کاهش گوش زدهای ناخواسته با کمک به پخش دیجیتالی مکالمه تلفنی طراحی شدند. در سال ۱۹۹۸، FCC محدوده فرکانس ۲.۴ گیگاهرتز را برای تلفن های بی سیم صادر کرد و محدوده بالاتر اکنون ۵.۸ گیگاهرتز است.

تلفن های همراه

نخستین تلفن های همراه واحدهای کنترلی از راه دور بودند که برای وسایل نقلیه طراحی شده بودند. آن ها گران و سنگین بودند و دامنه بسیار محدودی داشتند. اولین بار در سال ۱۹۴۶ توسط AT&T راه اندازی شدند و شبکه به آرامی گسترش یافته و پیشرفته تر شد، اما هرگز به طور گسترده ای مورد پذیرش قرار نگرفت. تا سال ۱۹۸۰، این شبکه به اولین شبکه های تلفن همراه تبدیل شده بود.

تحقیقات درباره آنچه که به شبکه تلفن همراه امروزی تبدیل می شود، از سال ۱۹۴۷ در آزمایشگاه های بل، بخش پژوهشی AT&T آغاز شد. اگرچه فرکانس های رادیویی مورد نیاز هنوز به طور تجاری در دسترس نبودند، مفهوم اتصال تلفن ها به صورت بی سیم از طریق شبکه ای از "سلول ها" یا فرستنده ها یک ایده قابل اجرا بود. موتورولا اولین تلفن همراه دستی را در سال ۱۹۷۳ معرفی کرد.

کتاب های تلفن

اولین راهنمای تلفن در فوریه 1878 و در شهر نیوهاون ایالت کنتیکت توسط شرکت تلفن منطقه ای نیوهاون منتشر شد. این کتاب تنها یک صفحه داشت و شامل 50 نام بود؛ شماره تلفن ها وجود نداشت زیرا یک اپراتور شما را متصل می کرد. صفحه به چهار بخش تقسیم شده بود: مسکونی، حرفه ای، خدمات ضروری و متفرقه.

در سال 1886، روبن اچ. دانیلی اولین دایرکتوری با برند صفحات زرد را تولید کرد که شامل نام های تجاری و شماره های تلفن بود و بر اساس نوع محصولات و خدمات موجود دسته بندی شده بود. تا دهه 1980، راهنمای تلفن ها، خواه توسط سیستم بل صادر شده باشد یا ناشران خصوصی، در تقریباً هر خانه و کسب و کاری وجود داشت. اما با ظهور اینترنت و تلفن های همراه، راهنمای تلفن به طور عمده بی استفاده شده و به تاریخ تلفن سپرده شد.

9-1-1

قبل از سال 1968، شماره تلفن مخصوصی برای دسترسی به امدادرسانان در مواقع اضطراری وجود نداشت. این موضوع پس از تحقیق کنگره که منجر به درخواست برای ایجاد چنین سیستمی در سطح ملی شد، تغییر کرد. کمیسیون ارتباطات فدرال و AT&T به زودی اعلام کردند که شبکه اضطراری خود را در ایندیانا راه اندازی خواهند کرد و از شماره 9-1-1 استفاده کردند (که به دلیل سادگی و سهولت در به خاطر سپردن انتخاب شده بود).

اما یک شرکت تلفن کوچک مستقل در آلاباما تصمیم گرفت که AT&T را در بازی خود شکست دهد. در تاریخ 16 فوریه 1968، اولین تماس 9-1-1 در هایلی ویل، آلاباما، در دفتر شرکت تلفن آلاباما برقرار شد. شبکه 9-1-1 به آرامی به سایر شهرها و شهرستان ها معرفی شد؛ تا سال 1987، حداقل نیمی از خانواده های آمریکایی به شبکه اضطراری 9-1-1 دسترسی داشتند.

شناسایی تماس گیرنده

چندین محقق دستگاه هایی را برای شناسایی شماره های تماس های ورودی ایجاد کردند، از جمله دانشمندان در برزیل، ژاپن و یونان، که از اواخر دهه 1960 شروع شد. در ایالات متحده، AT&T اولین خدمات شناسایی تماس گیرنده با نام تجاری TouchStar را در اورلاندو، فلوریدا، در سال 1984 ارائه کرد. در چند سال بعد، سیستم های منطقه ای بل خدمات شناسایی تماس گیرنده را در شمال شرق و جنوب شرق معرفی کردند. اگرچه این خدمت در ابتدا به عنوان یک خدمات اضافی پرهزینه به فروش می رسید، اما امروز شناسایی تماس گیرنده به عنوان یک عملکرد استاندارد در هر تلفن همراه و تقریباً هر خط تلفن ثابت موجود است.