Keksintö: Ensimmäinen laite, jonka avulla soittajat pystyivät yhdistämään puhelimensa muihin osapuoliin ilman operaattorin apua, kiertovalintapuhelin edelsi kosketusäänipuhelinta.

Henkilöt keksinnön takana:

Alexander Graham Bell (1847-1922), yhdysvaltalainen keksijä Antoine Barnay (1883-1945), ranskalainen insinööri Elisha Gray (1835-1901), yhdysvaltalainen keksijä

Kiertopuhelimet Kiertopuhelimen valintakiekko tekee puhelinyhteyden muodostamisesta automaattista

Puhelimessa ääniviestien kuljettamiseen pitkien etäisyyksien päähän käytetään sähköä. Kun puhelu soitetaan puhelimesta, soittaja puhuu puhelimen lähettimeen, ja syntyvät ääniaallot muunnetaan sähköisiksi signaaleiksi. Sähköiset signaalit siirretään sitten puhelinlinjaa pitkin toisen puhelinlaitteen vastaanottimeen, joka oli nimetty puhelua aloitettaessa. Vastaanotin kääntää prosessin päinvastaiseksi ja muuntaa sähköiset signaalit ääniksi, jotka puhelun vastaanottaja kuulee. Prosessi jatkuu, kun osapuolet keskustelevat keskenään.
Puhelimen keksi 1870-luvulla ja patentoi Alexander Graham Bell vuonna 1876. Bellin patenttihakemus ehti juuri ja juuri edeltää hänen kilpailijansa Elisha Grayn jättämää hakemusta. Bellin ja Grayn välisen kiivaan patenttitaistelun jälkeen, jonka Bell voitti, Bell perusti Bell Telephone Companyn, josta myöhemmin tuli American Telephone and Telegraph Company.
Aluksi soittajien ja vastaanottajien väliset puhelut välitettiin manuaalisesti, puhelinvaihteenhoitajien toimesta. Vuonna 1923 alkoi kuitenkin automatisointi, kun Antoine Barnay kehitti pyörivän puhelinpyörän. Valitsin aiheutti vaihtelevia sähköimpulsseja, jotka voitiin purkaa automaattisesti ja joita voitiin käyttää soittajien ja vastaanottajien puhelinlaitteiden yhdistämiseen. Ajan myötä kiertovalintajärjestelmä väistyi painonappivalinnan ja muiden nykyaikaisempien verkkotekniikoiden tieltä.

Rotaatiopuhelin. (Image Club Graphics)

Puhelimet, puhelinvaihteet ja automaatio

Hiililähetin, jota käytetään edelleen monissa nykyaikaisissa puhelinlaitteissa, oli avainasemassa Alexander Graham Bellin puhelimen kehittämisessä. Tämäntyyppinen lähetin – ja sen nykyaikaisemmat korvaajat – toimii kuin sähköinen versio ihmiskorvasta. Kun henkilö puhuu hiililähettimellä varustetussa puhelimessa olevaan puhelimeen, syntyvät ääniaallot osuvat sähköisesti kytkettyyn metallikalvoon ja saavat sen värähtelemään. Tämän sähköisen tärykalvon värähtelynopeus vaihtelee puhujan äänen vaihtuvien sävyjen aiheuttamien ilmanpaineen muutosten mukaan.
Hiililähettimen kalvon takana on jauhemaisella hiilellä täytetty kuppi. Kun värähtelyt saavat kalvon painumaan hiiltä vasten, sähköiset signaalit – vaihtelevan vahvuiset sähkövirrat – lähtevät laitteesta puhelinjohdon kautta. Kun sähköiset signaalit saavuttavat soitettavan puhelimen vastaanottimen, ne aktivoivat vastaanottimessa olevat sähkömagneetit, jotka saavat toisen kalvon värähtelemään. Tämä värähtely muuntaa sähkösignaalit ääniksi, jotka ovat hyvin samankaltaisia kuin puhujan äänet. Näin ollen puhelimen vastaanotinta voidaan pitää sähköisenä suuna.
Nykyaikaisissa puhelinjärjestelmissä sähköisten signaalien kuljettaminen minkä tahansa kahden puhelimen välillä edellyttää näiden signaalien kulkua laajojen puhelinverkkojen läpi, jotka koostuvat valtavasta määrästä johtoja, radiojärjestelmiä ja muita välineitä. Minkä tahansa kahden

Alexander Graham Bell

Alexander Graham Bellin hautajaisten aikana vuonna 1922 puhelinliikenne keskeytettiin koko Yhdysvalloissa yhdeksi minuutiksi hänen kunniakseen. Useimmille ihmisille hän oli puhelimen keksijä. Itse asiassa hänen neroutensa ulottui paljon pidemmälle.
Bell syntyi Skotlannin Edinburghissa vuonna 1847. Hänen isänsä, joka oli puhetaiteilija ja keksi foneettiset aakkoset, ja hänen äitinsä, joka oli kuuro, herättivät hänessä syvää uteliaisuutta, erityisesti ääntä kohtaan. Poikana Bellistä tuli poikkeuksellinen pianisti, ja ensimmäisen keksintönsä vehnän puhdistamiseen hän teki neljätoistavuotiaana. Edinburghin Royal High Schoolin jälkeen hän opiskeli Edinburghin yliopistossa ja University Collegessa Lontoossa, mutta 23-vuotiaana hän jätti koulun kesken ja muutti vanhempiensa kanssa Kanadan Ontarioon toipumaan tuberkuloosista. Sillä välin hän työsti ideaansa lennättimestä, jolla pystyi lähettämään useita viestejä kerralla. Siitä syntyi puhelimen peruskonsepti. Hän kehitti sen opettaessaan näkyvää puhetta Bostonin kuuromykkäkoulussa vuoden 1871 jälkeen. Thomas Watsonin avustamana hän onnistui lähettämään puhetta langan yli ja sai laitteelleen patentin, joka oli yksi arvokkaimmista koskaan myönnetyistä, vuonna 1876. Puhelimen esittely myöhemmin samana vuonna Philadelphian satavuotisnäyttelyssä ja sen myöhempi kehittäminen kodinkoneeksi toivat hänelle vaurautta ja mainetta.
Hän muutti Kanadan Nova Scotiaan ja jatkoi keksintöjä. Hän loi fotofonin, tetraedrimoduulit rakentamiseen ja lentokoneen, Hopeatikan, joka lensi vuonna 1909. Vaikka olemassa oleva tekniikka teki niistä epäkäytännöllisiä, jotkut hänen ideoistaan ennakoivat tietokoneita ja magneettista äänitallennusta. Hänen viimeinen patentoitu keksintönsä, jota testattiin kolme vuotta ennen hänen kuolemaansa, oli kantosiipi. HD-4, joka kykeni saavuttamaan seitsemänkymmentäyksi mailia tunnissa ja rahtasi neljätoistatuhatta kiloa, oli tuolloin maailman nopein vesikulkuneuvo.
Bell oli myös mukana perustamassa National Geographic Society -järjestöä vuonna 1888, ja hänestä tuli sen puheenjohtaja vuonna 1898. Hän palkkasi Gilbert Gros-venorin toimittamaan seuran kuuluisaa aikakauslehteä, National Geographicia, ja yhdessä he suunnittelivat formaatin – henkeäsalpaavat valokuvat ja eloisat kirjoitukset – joka teki siitä yhden maailman tunnetuimmista aikakauslehdistä.
Puhelinlaitokset toteutettiin alun perin kuitenkin manuaalisesti – suhteellisen pienessä mittakaavassa – puhelinvaihteenhoitajan toimesta, joka teki tarvittavat yhteydet käsin. Tällaisissa puhelinkeskusjärjestelmissä kukin verkon puhelinlaite liitettiin puhelinkeskuksessa olevaan pistorasiaan. Operaattori tarkkaili kaikkia saapuvia puheluita, tunnisti puhelimet, joille puhelut oli tarkoitettu, ja yhdisti ne sitten johtojen avulla asianmukaisiin liittimiin. Puhelun päätyttyä liittimet irrotettiin.
Tämä hankala menetelmä rajoitti puhelinverkkojen kokoa ja tehokkuutta ja loukkasi soittajien yksityisyyttä. Automaattisten kytkentäjärjestelmien kehittäminen ratkaisi pian nämä ongelmat ja teki puhelinvaihteenhoitajista tarpeettomia. Tässä yhteydessä otettiin käyttöön Antoine Barnayn kiertovalitsin, joka mahdollisti keskuksen, joka yhdisti soittajien ja puhelun vastaanottajien puhelimet automaattisesti seuraavalla tavalla.
Soittaja nosti ensin puhelimen ”luurista”, jolloin nykypuhelimissa käytettävien kaltainen kytkinluukku sulki virtapiirin, joka yhdisti puhelimen puhelinverkkoon. Välittömästi kuului (soittajille edelleen tuttu) valintaääni, joka osoitti, että automaattinen kytkentäjärjestelmä pystyi käsittelemään suunnitellun puhelun. Kun puhelinvalitsinta käytettiin, jokainen valittava numero tai kirjain tuotti kiinteän määrän naksahduksia. Jokainen naksahdus osoitti, että verkon automaattiseen kytkentäjärjestelmään oli lähetetty sähköimpulssi, joka sai kytkimet muuttamaan hieman asentoaan. Välittömästi sen jälkeen, kun kokonainen puhelinnumero oli valittu, automaattisten kytkinten yleinen toiminta yhdisti kaksi puhelinlaitetta. Tämä kytkentä toteutettiin paljon nopeammin ja tarkemmin kuin se oli ollut mahdollista, kun puhelinoperaattorit manuaalisilla kytkinlaitoksilla olivat tehneet kytkennän.

Impact

Puhelimesta on tullut maailman tärkein viestintälaite. Useimmat aikuiset käyttävät sitä kuudesta kahdeksaan kertaa päivässä henkilökohtaisiin ja työpuheluihin. Tämä laaja käyttö on kehittynyt, koska puhelimissa ja puhelinverkoissa on tapahtunut valtavia muutoksia. Esimerkiksi automaattinen kytkentä ja kiertovalintajärjestelmä olivat vasta alkua puhelinsoittoa koskeville muutoksille.
Kosketusäänivalinta korvasi Barnayn sähköiset pulssit ihmispuheen taajuuden ulkopuolisilla äänimerkillä. Tällä paljon parannetulla järjestelmällä voidaan lähettää puheluita paljon pidemmille etäisyyksille kuin kiertovalintajärjestelmällä oli mahdollista, ja se toimii myös hyvin vuorovaikutuksessa sekä puhelinvastaajien että tietokoneiden kanssa.
Toinen edistysaskel nykyaikaisessa puhelinliikenteessä on radiolähetystekniikoiden käyttö matkapuhelimissa, mikä tekee puhelinjohdoista tarpeettomia. Matkapuhelin kommunikoi tukiasemien kanssa, jotka on sijoitettu ”soluiksi” koko palvelualueella. Kun käyttäjä vaihtaa sijaintia, puhelinyhteys siirtyy automaattisesti solusta toiseen soluverkossa.
Mikroaalto-, laser- ja valokuitutekniikoiden käyttö on lisäksi auttanut pidentämään etäisyyttä, jonka yli puheluita voidaan välittää. Nämä tekniikat ovat myös lisänneet niiden viestien määrää, joita puhelinverkot voivat käsitellä samanaikaisesti, ja mahdollistaneet radio- ja televisio-ohjelmien (kuten kaapelitelevisio), tieteellisen tiedon (modeemien kautta) ja kirjallisten viestien (faksilaitteiden kautta) lähettämisen puhelinlinjojen kautta. Puhelintekniikassa on odotettavissa monia muitakin edistysaskeleita, kun yhteiskunnan tarpeet muuttuvat ja uutta tekniikkaa kehitetään.
Vrt. myös matkapuhelin; Internet; kaukopuhelin; puhelinvaihde; puhelinvaihde; kosketusäänipuhelin.