Телефония — вид связи¶
Телефония — это вид электросвязи, основанный на передаче речевой (и иной звуковой) информации с помощью электрических сигналов по каналам связи между абонентами, разделёнными расстоянием. Термин происходит от греческих слов «теле» (далеко) и «фонос» (звук). Классическая телефония предполагает двустороннее взаимодействие в реальном времени, что отличает её от радиовещания и записи звука. Сегодня под телефонией понимают как традиционную телефонную связь по медным проводам, так и передачу голоса по цифровым и IP-сетям.
¶История
¶Изобретение телефона
Первый рабочий телефон создал американский изобретатель Александр Грэм Белл, который 7 февраля 1876 года получил патент на изобретение. В России независимо от Белла аналогичные исследования вёл инженер Александр Степанович Попов: в 1878 году он продемонстрировал работающий телефон собственной конструкции, а в 1879 году разработал теорию телефонии и предложил первые русские термины — «телефон», «телефонирование», «звуковой ток». Попов также создал учебник «Телефония без батарей» (1880).
¶Развитие телефонной сети
Первая коммерческая телефонная станция открылась в Нью-Йорке в 1877 году. В России первые телефонные станции появились в 1882 году в Санкт-Петербурге и Москве. К началу XX века телефония распространилась по крупным городам Европы и Северной Америки. Развитие сети шло поэтапно:
- Ручные станции — операторы соединяли абонентов вручную.
- Автоматические станции (АТС) — с 1890-х годов, на основе изобретения Алмонда Строуджера, позволили абонентам набирать номера самостоятельно.
- Координатные и электронные станции — появились в середине XX века, повысили ёмкость и надёжность сети.
- Цифровые коммутаторы — с 1970-х годов начали вытеснять аналоговое оборудование.
В СССР телефонная сеть развивалась с 1920-х годов. К концу 1980-х в стране работало свыше 20 млн телефонных линий, однако из-за дефицита номерного ресурса в крупных городах действовали очереди на подключение.
¶Виды телефонии
¶Аналоговая телефония
Классическая телефонная связь, в которой голосовой сигнал передаётся непрерывным электрическим током переменной амплитуды по медным жилам (витой паре). Основной стандарт — POTS (Plain Old Telephone Service). Аналоговая телефония долгое время была основным способом телефонной связи, но постепенно вытесняется цифровыми технологиями.
¶Цифровая телефония
Голосовой сигнал преобразуется в цифровой поток (дискретизацию выполняют по стандарту PCM с частотой 8 кГц и разрядностью 8 бит, что даёт скорость 64 кбит/с на канал). К цифровой телефонии относят:
- ISDN — интегрированная сеть с коммутацией каналов и пакетов, позволяющая передавать по одной линии два голосовых канала и данные;
- E1/T1 — цифровые первичные потоки, используемые в магистральных и городских сетях.
¶IP-телефония (VoIP)
Передача голоса в виде цифровых пакетов по сетям с коммутацией пакетов, прежде всего по протоколу IP. Технология появилась в конце 1990-х годов и получила широкое распространение благодаря низкой стоимости. Основные протоколы: SIP, H.323, MGCP. IP-телефония позволяет объединять голос и данные в единой сети, использовать видеосвязь, конференции и другие дополнительные сервисы.
¶Мобильная телефония
Беспроводная телефония, основанная на радиосвязи между мобильным телефоном и базовой станцией. Первые поколения (1G) использовали аналоговые технологии (AMPS, NMT), начиная со второго поколения (2G, стандарт GSM) связь стала цифровой. Последующие поколения — 3G (UMTS), 4G (LTE), 5G — увеличивали пропускную способность и снижали задержки. В России мобильная телефония развивается с 1991 года, когда сеть «Дельта» запустила первую коммерческую GSM-услугу в Санкт-Петербурге.
¶Устройство и принцип работы
Телефонная система состоит из трёх основных элементов:
| Элемент | Назначение |
|---|---|
| Телефонный аппарат | Преобразует звук в электрический сигнал и обратно |
| Линия связи | Переносит сигнал между абонентом и станцией |
| Телефонная станция (АТС) | Коммутирует вызовы между абонентами |
Принцип работы классического телефона основан на электродинамическом микрофоне (угольном капсульном или электретном) и телефонном наушнике с динамиком. При разговоре звуковые колебания изменяют сопротивление микрофона, что приводит к изменению силы тока в линии; на другом конце линии этот ток управляет мембраной наушника.
Для набора номера использовались два метода: импульсный (последовательность коротких разрывов цепи) и тональный DTMF (пара синусоидальных сигналов на каждую клавишу). Современные АТС работают только с тональным набором.
¶Применение
Телефония применяется в следующих областях:
- Фиксированная связь — абонентские линии в жилых домах, офисах, на предприятиях;
- Мобильная связь — сотовые сети общего пользования;
- Корпоративная телефония — АТС организаций, виртуальные АТС (IP-АТС, облачные АТС);
- Международная телефония — междугородные и международные соединения через магистральные сети;
- Специализированные сети — железнодорожная, морская, авиационная связь.
В России услуги телефонной связи регулируются Федеральным законом «О связи» (№ 126-ФЗ от 7 июля 2003 года). Услуги местной, междугородной и международной телефонной связи относятся к универсальным услугам связи.
¶Телефония в России
Крупнейшие операторы фиксированной телефонии в России — «Ростелеком» и его региональные дочерние компании. Мобильный рынок контролируют четыре оператора: МТС, «МегаФон», «Tele2 Россия» и «билайн». По данным Роскомнадзора, плотность телефонных линий в России к началу 2020-х годов превышает 200 линий на 1000 жителей.
¶См. также
- Телефонный аппарат
- Телефонная станция
- IP-телефония
- Сотовая связь
¶Источники
- Попов А. С. «Телефония без батарей» — СПб., 1880.
- ГОСТ Р 53884-2010 «Услуги электросвязи. Термины и определения».
- Федеральный закон от 07.07.2003 № 126-ФЗ «О связи».
- Классификация и развитие телефонных сетей — учебные материалы по телекоммуникациям.
- Статья «Телефон» — Большая российская энциклопедия.