Telefon

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Modernes Telefon

Modernes Schnurlos-Telefon der Deutschen Telekom

Ein Telefon oder Telephon (v. griech.: têle = fern, weit + phoné = Stimme), auch Fernsprecher genannt, ist ein Kommunikationsmittel zur Übermittlung von Tönen und speziell von Sprache mittels elektrischer Signale.

Umgangssprachlich wird meist nicht genau unterschieden zwischen dem "Telefon" als Gesamtsystem und dem "Telefon" als Endgerät des Telefonnetzes. In der Schweiz wird mit "Telefon" auch oft ein Telefongespräch (Telefonat) gemeint: "Geben Sie mir ein Telefon" bedeutet dann auch "Rufen Sie mich an".

Das Telefon als System betrachtet, wobei nicht das Endgerät gemeint ist, enthält drei Hauptkomponenten:

die Apparatur zur Umsetzung von Schall in elektrische Signale und zurück sowie Komponenten zur Steuerung der Verbindung, den eigentlichen Telefonapparat (auch Endgerät),
die Fernsprech-Vermittlungsanlage (Ortsvermittlungsstelle),
den Übertragungskanal - ursprünglich eine mit Gleichstrom gespeiste Doppelader, heute auch Zeitschlitze oder Funkkanäle.

(Die Aufzählung ist nicht vollständig.)

Telefonapparat

In Telefonapparaten wird der Schall durch ein Mikrofon in elektrische Signale gewandelt und beim Empfänger wieder als Schallwelle ausgegeben. Die Schallumwandlung auf der Senderseite kann unter Ausnutzung verschiedener physikalischer Effekte erfolgen. So ändert sich bei einem Kohlemikrofon der elektrische Widerstand unter der Einwirkung von Schallwellen. Ein Piezo-Mikrofon erzeugt unter der gleichen Einwirkung elektrische Spannungen, die in der Mikrofonkapsel gleich verstärkt werden. Mikrofone nach dem elektrostatischen Prinzip werden unter anderem von der Fa. Ericsson verwendet. Schließlich erzeugt eine Membran - Spulen - Anordnung unter Ausnutzung der elektromagnetischen Induktion eine Signalspannung.

Auf der Empfangsseite sind Bauteile nach dem Membran-Spule-Prinzip, heute oft auch Lautsprecher (elektrodynamisches Prinzip) eingesetzt. Piezoelektrische Hörkapseln finden ebenso Anwendung. Welche Wandler wo zum Einsatz kommen, hängt vom Baujahr und der Preisklasse des Gerätes ab. Der Frequenzbereich des übertragenen Schalls entspricht nicht dem Bereich, der vom Menschen gehört werden kann, er ist aus Gründen der Wirtschaftlichkeit der Signalübertragung eingeschränkt. Eine ausreichende Silbenverständlichkeit ist trotzdem gegeben. Hierzu wurden in den Anfangszeiten der Fernmeldetechnik umfangreiche Untersuchungen durchgeführt.

Weitere Komponenten steuern den Verbindungsablauf. Dies sind Gabelumschalter, Nummernschalter für den automatischen oder halbautomatischen Verbindungsaufbau, der Kurbelinduktor beim manuellen Verbindungsaufbau, Erdtaste und besonders im Bereich der Nebenstellenanlagen zahlreiche weitere Bedienelemente.

Die wichtigsten und bekanntesten Telefonapparate in der Geschichte der deutschen Telekommunikationstechnik waren die Modelle W28 (ab 1928), W38 und W48 (ab 1938 bzw. 1948), sowie der FeTAp 611 (ab 1961). Für spezielle Einsatzgebiete wurden besondere Fernsprechapparate entwickelt: Grubentelefon, Feldtelefon, Einbautelefon. In der Schweiz wurde nach dem Modell 29 (1929) das weit verbreitete Modell 50 (1950, über 2 Millionen Exemplare) als schwarzes Wand- und Tischmodell, letzteres später auch in grau eingeführt. Das Modell 70 (1970) hat etwas moderneres Aussehen und gab es vorerst nur in grau, später gegen Aufpreis in anderen Farben und ab den 1980er-Jahren auch mit Tasten (jedoch weiterhin Impulswahl). Es waren nur die PTT-geprüften Apparate erlaubt, welche man bei der Fermeldedirektion mieten konnte (respektive musste). Quasi unerreichbarer Luxus waren die vorne im Telefonbuch abgebildeten Modelle von Nachbauten aus den Anfängen der Telefonie sowie zwei Modelle mit Namen amerikanischer Städte, welche rund fünf bis zehn mal teurer zu mieten waren, jedoch alle die gleiche Impulstechnik und Wählscheibe aufwiesen.

Übertragungsmedium

Bis heute werden Telefone hauptsächlich über die Kabelnetze der Telefongesellschaften an die Ortsvermittlungsstellen angeschaltet. Vor allem durch die Autotelefone und Mobiltelefone werden zunehmend auch kabellose Funkkanäle für die Telefonie benutzt. Zu Anfang liefen von jedem Telefon zwei Drähte an Telegraphenmasten zu einer Zentralstelle, wo sie auf Glühlampen - oder Klappenschränken abgeschlossen wurden. Bei diesem Prinzip gab es bald die von historischen Fotos bekannten unübersehbaren Gewirre von Leitungen und Telegraphenmasten an den Straßen, 50 Leitungen an Doppel- und Dreifachgestängen waren nichts ungewöhnliches.

Wegen der hohen Störanfälligkeit begann man in Deutschland im Frühjahr 1876 damit, das gesamte Telegrafen-Fernliniennetz als Kabelnetz unterirdisch zu verlegen. Das Vorhaben wurde 1881 vorläufig abgeschlossen, es waren 30 Mio. Mark verbaut worden. Den Anfang des Europäischen Kabelnetzes im Fernsprech-Weitverkehr machte 1913/14 die Verlegung des sog. Rheinlandkabels von Berlin bis Hannover, das wegen Ausbruch des Krieges zunächst nicht weiter geführt wurde.

Ab 1982 war mit Satellitentelefonen ein System verfügbar, mit dem ohne flächendeckende erdgebundene Infrastruktur weltweit telefoniert werden konnte.

Geschichte

siehe: Geschichte des Telefonnetzes

Frühe Telefone hatten keine Wählscheibe, sondern einen Kurbelinduktor um sich beim Fräulein vom Amt bemerkbar zu machen

W48, 1950er Jahre

Fernsprechtischapparat, 1970er Jahre

Telefonzelle (öffentlicher Fernsprecher)

Bevor sich die Sprachübertragung mittels elektrischer Signale durchsetzte, gab es mehr oder weniger erfolgreiche Versuche für nicht elektrisches Fernsprechen. Um 1670 stellte Samuel Moreland in London Versuche an, Sprache mit Instrumenten zu übertragen, die einer Trompete ähnelten. Die Idee wurde etwa 100 Jahre später von Johann Heinrich Lambert nochmals aufgegriffen. 1783 erschien in Paris anonym ein Prospekt unter dem Titel Über die Fortpflanzung des Schalls und der Stimme in Röhren [..]. Hiermit sollten Mittel für einen Großversuch eingeworben werden. Das Projekt kam bei einem geschätzten Stationsabstand von 4 km und wegen der damit verbundenen hohen Störanfälligkeit nicht zum Tragen. Im 19. Jahrhundert wurden Sprechrohrleitungen dann für lange Zeit in der Dampfschifffahrt eingesetzt.

Die Geschichte des Telefons beginnt eigentlich 1837, als der US-Amerikaner Samuel Finley Morse den Morsetelegraphen konstruierte. Damit wurde die für das Telefon wichtige Vorbedingung der Übermittlung von Signalen durch elektrische Stromleitungen bereits in die Praxis umgesetzt. 1854 legte der Pariser Telegraphenbeamte Charles Bourseul (1829-1912) ein Referat über mögliche Techniken der elektrischen Sprachübertragung vor. Dem folgten praktische Entwicklungen von prinzipiell funktionierenden Telefonapparaten unter anderem von Tivadar Puskás, Antonio Meucci, Philipp Reis, Elisha Gray und Alexander Graham Bell. Von diesen frühen Erfindern hatte jedoch nur Bell die organisatorischen Fähigkeiten, das Telefon über die Labor-Versuchsapparatur hinaus als Gesamtsystem zur Marktreife zu bringen. So brachte Bell 1876 in Boston (Massachusetts) das Telefon erstmals zur praktischen Anwendung; Siehe auch: Erfindung des Telefons.

Bells Gerät bestand aus einem Wandler, der abwechselnd als Mikrofon und als Fernhörer benutzt wurde. Es besaß eine biegsame Metallmembran, einen Stabmagneten und eine den Magneten umschließende Drahtspule. Die beim Besprechen erzeugten unterschiedlich starken Schallwellen versetzten die Membran in Schwingung. Durch den geänderten Magnetfluss wurden in der Spule elektrische Spannungen induziert. Die auf diese Weise in elektrische Signale umgewandelten Schallwellen wurden über eine Drahtverbindung zum Empfängertelefon weitergeleitet. In dessen Wandler fand nun der umgekehrte Prozess statt. Der ankommende modulierte Strom erzeugte ein veränderliches magnetisches Feld, das die Membran in Schwingungen versetzte, wodurch wieder Schallwellen entstanden.

Mit Geräten dieser Art wurden am 26. Oktober 1877 in Berlin unter der Regie von Generalpostmeister Heinrich von Stephan und Generaltelegraphendirektor Budde erfolgreiche Übertragungsversuche über zunächst 6 km, dann 26 km und zuletzt 61 km durchgeführt. Stephan lässt nach diesen ersten Versuchen weitere Bell-Telephone von der Firma Siemens & Halske anfertigen. Diese Ereignisse markieren den Beginn der einsatzfähigen Telefonie in Deutschland.

Mit der Erfindung des Kohlemikrofones 1878 durch David Edward Hughes in Verbindung mit der Verbesserung des Hörers durch Werner von Siemens wurde eine wesentlich lautere Übertragung und damit ein Gespräch über größere Entfernungen ermöglicht.

Für den Aufbau von Telefonverbindungen wurde zunächst die sogenannte Handvermittlung eingesetzt. Um dem Anwender die Möglichkeit zu geben, selber seine Verbindung aufzubauen (Selbstwähldienst), begann Almon Strowger 1888 mit der Entwicklung eines automatischen Telefonvermittlungssystems. Am 10. März 1891 patentierte Almon Strowger dieses Vermittlungssystem (Automatic Telephone Exchange) unter der US Patent Nr. 447,918 [1] . Bei diesem System waren im Telefon für die Einer, Zehner und Hunderter der zu wählenden Rufnummer je eine Taste montiert, die der Ziffer entsprechend oft gedrückt werden musste. Die Bedienung war entsprechend umständlich und fehleranfällig und der Installationsaufwand hoch, da jede Taste über eine eigene Leitung mit der Vermittlungsstelle verbunden war.
Weitere Selbstwahleinrichtungen für das Telefon folgten, wie der am 11. Januar 1898 von A. E. Keith und die Brüder John and Charles J. Erickson, die Mitarbeiter der Strowger Automatic Telephone Exchange Company waren, unter der US patent No. 597,062 [2] patentierte Strowger finger-wheel sub station dial. Durch dieses Gerät wurde die Anzahl an Leitungsadern zur Übertragung der Wahlinformationen auf zwei reduziert.

Am 18. Mai 1923 patentierte der Franzose Antoine Barnay den über lange Zeit in Telefonen gebräuchlichen Nummernschalter, der nach dem Impulswahlverfahren arbeitete. Der Einsatz von Nummernschaltern in Telefonen ist in Deutschland für das Jahr 1908 und in den USA mindestens ab 1907 dokumentiert.

1955 wurde von den Bell Telephone Laboratories das Mehrfrequenzwahlverfahren (MFV) entwickelt. Diese Art der Telefonwahl über Tasten ist heute die gebräuchlichste bei analogen Telefonen.

Mit der modernen Elektronik und Computertechnologie konnten die elektromechanischen Elemente durch Halbleiter-Bauteile ersetzt werden, die wesentliche Verkleinerungen des Gerätes und Ausstattungen mit immer mehr zusätzlichen Funktionen erlaubten und sowohl die Bedienung vereinfachen als auch andere Nutzungsmöglichkeiten - beispielsweise die akustische Raumüberwachung - bieten.

Während beispielsweise die Anrufsignalisierung zunächst über einen elektromechanischen Wecker erfolgte, ist diese jetzt durch einen elektronischen, meist einstellbaren Signalton ersetzt. Zusätzliche Merkmale sind unter anderem Rufnummernübermittlung abgehender und ankommender Rufe, Nummernspeicher (Telefonbuch, Kurz- oder Direktwahl), Anrufweiterleitung, Konferenzschaltungen, Anrufliste und Freisprechen. Darüber hinaus ist das Telefon selbst mittlerweile gelegentlich als Geräteeinheit mit weiteren Endgeräten wie Anrufbeantworter (meist mit Fernabfrage) und Fax-Gerät kombiniert.

Neben seiner primären Funktion für die Sprachkommunikation ist das Telefon mitsamt der hierfür notwendigen Übertragungs- und Vermittlungstechnik wesentlicher Bestandteil eines weltweiten Nachrichtennetzes, über das neben der Sprache Informationen jeder Art übertragen werden können.

Kunst

Das Telefon ist ein äußerst beliebtes Motiv in der Kunst, Musik, Literatur oder im Film (Hier allerdings nur eine kleine Aufzählung, in der das Telefon eine Art Hauptrolle spielt).

Telephon-Polka-Française von Eduard Strauß
Fräulein vom Amt (1954)
E. T. – Der Außerirdische (1983), will nach Hause telefonieren
Das Telefon oder Die Liebe zu dritt, eine Oper von Gian Carlo Menotti.
Nicht Auflegen (2002), spielt hauptsächlich in einer Telefonzelle

Rund ums Telefon

Der erste Satz, der angeblich jemals über das Telefon gesprochen wurde, lautet: "Das Pferd frisst keinen Gurkensalat."
Nach ISDN in den 1980er Jahren beginnt mit IP-Telefonie derzeit ein weiterer technischer Umbruch.
Computer Telephony Integration (CTI) verknüpft Computer und Telekommunikation.
Ein Telefongespräch kann aus technischer und sozialer Sicht betrachtet werden.
Das Telefonalphabet und Funkalphabet findet sich im Telefonbuch.
AVON ist die Kurzform für Amtliches Verzeichnis der Ortsnetzkennzahlen, umgangssprachlich Telefonvorwahl.
Bei Auslandsgesprächen muss die Internationale Telefonvorwahl berücksichtigt werden.
Bei Telefontastaturen sind die Ziffern von 1 bis 9 im Gegensatz zu Taschenrechnern und Computern von oben nach unten angeordnet.
Bildtelefone und Schreibtelefon mit unterschiedlichen Techniken haben sich meist nur für Gehörlose durchgesetzt.
Eine Computerverbindung über das normale Telefonnetz erfolgte früher mit einem Akustikkoppler, heute mit einem Modem.
Die Telefonsteckdose TAE nennt sich in Österreich TDO. Die beiden Systeme sind mechanisch nicht kompatibel.
Bei einen analogen Telefon werden nur 2 (Amts)-Adern zur Übertragung eines Gespräches benötigt. Die Erdtaste auch Flash-Taste genannt ist bei analogen Selbstwähltelefonen eine zusätzliche elektrische Masseleitung (Verbindung zur Erde) und dient bei Telefonanlagen als zusätzliches Schaltsignal für Sonderfunktionen wie z.B. der Übernahme von Gesprächen vom Amt zur Weitervermittlung von Amtsgesprächen.

Literatur

Collard, J. (1928/29): Theoretische Studie über Artikulation und Verständlichkeit in Telefonstromkreisen
Fletcher, H.; Steinberg H.C.(1929): Articulation testing methods
Kaszynski/Schönhoff (1991): Fernsprechendgeräte, Berlin: Verlag Technik GmbH. Mit sehr umfangreicher Bibliographie.
Telefone 1863-2000: aus den Sammlungen der Museen für Kommunikation, hrsg. von Christel Jörges, Heidelberg: Edition Braus, 2001 (Kataloge der Museumsstiftung Post und Telekommunikation, 9)
Mensch Telefon. Aspekte telefonischer Kommunikation, hrsg. von Margret Baumann und Helmut Gold. Mit Beiträgen von Eva Apraku..., Heidelberg: Umschau/Braus, 2000 (Kataloge der Museumsstiftung Post und Telekommunikation, 8)
Schwender, Clemens: "Wie benutze ich den Fernsprecher?" Die Anleitung zum Telefonieren im Berliner Telefonbuch 1881-1996/97, Berlin, Bern, New York 1997