Redigerer Telefon (avsnitt)

== Telefonteknikk, apparater og sentraler ==

=== Elektromagnetiske telefoner ===
Enkelt fortalt fungerer elektromagnetiske telefoner ved at en [[mikrofon]] omdanner [[lyd]]bølger til strømvariasjoner på senderstedet. Strømmen overføres til mottakerstedet, der strømvariasjonene omdannes til lydbølger ved hjelp av en [[høyttaler]]. Systemet kan knyttes til bildet øverst på siden, og systemet benyttes delvis i nødtelefonsystemer på skip, delvis i gruver, og er basis for et lett felttelefonapparat benyttet av [[US Marines]] (TA-1). 

=== Den analoge telefonlinjen ===
Den analoge telefonlinjen som faktisk fremdeles er i bruk i mange norske hjem, og i verden forøvrig har vært uforandret i flere tiår. Spenningen på linjen er normalt -48 VDC, og grunnen til at tallet er oppgitt med et minus er at chassis og rammen i de første elektromekaniske sentralene faktisk var den positive polen fra strømforsyningen og eventuelt batteriene. Spenningen på -48 VDC kan bare måles når en telefon ikke er koblet til linjen, eller når røret er lagt på. Grunnen til dette er at telefonlinjen er konstruert som en strømsløyfe på 18-50 mA. Når røret løftes av telefonapparatet synker [[impedans]]en i apparatet, og spenningen på linjen går ned slik at strømmen gjennom apparatet er ca. 18-50 mA.

Normalt vil telefonsentralene bestrebe å holde linestrømmen opp mot 30 mA for å sikre nok energi til elektronikk i telefonene.

=== Telefonens oppbygging og virkemåte ===
[[Fil:telefonprinsipp.jpg|thumb]]
[[Fil:Solid back-n.jpg|thumb]]
[[Fil:Telefon lb.jpg|thumb]]
Den enkleste telefonen er bygd slik at samme del virker som sender og mottaker. I en elektrisk telefon blir mikrofon[[membran]]ens bevegelser til elektrisitet som sendes gjennom ledningen og gjenskapes til bevegelse i den andre enden.

Kullkornsmikrofonen ([[Mikrofon]] ([[Latin|lat.]]: «liten lyd»)) baserer seg på at når en membran er i kontakt med [[kull]]partikler vil bevegelsene i membranen endre motstanden i kullet noenlunde likt med lydens bevegelse av membranen. Allerede i [[1892]] fikk White{{klargjør}} patent på en mikrofon som knapt kan sies å ha endret seg senere. Mikrofonen benyttes fortsatt i enkle dørtelefonanlegg.

Ved å koble disse to elementene sammen med et [[elektrisk batteri|batteri]] fikk man en talekrets med bra lyd over avstander på noen kilometer. Man fant omtrent samtidig ut at ved å isolere mikrofonen og batteriet fra telefonkretsen ved hjelp av en liten [[transformator]] så kunne man opprettholde god lydkvalitet på lange strekninger. Derfor kom taletransformatoren eller «induksjonsrullen» inn som en del av apparatet. (Dette er utelatt på for eksempel dørtelefoner fortsatt, da disse kun fungerer over korte avstander.) Induksjonsrullen var i all enkelhet en «trådsnelle» med to forskjellige tråder viklet på, ofte et par hundre omdreininger med litt tykkere tråd til mikrofonviklingen (diameter ca. 0,2 mm) og 3 – 8 ganger så mange viklinger med tynnere tråd til høretelefonsiden. For å øke den magnetiske virkningen var hullet i trådsnellen fylt med en bunt glødet jerntåd.

Siden telefonlinjen i prinsippet er en strømsløyfe hvor telefonapparatet varierer impedansen i takt med lyden som påvirker mikrofonen, så vil spenningen variere på linjen for å opprettholde den konstante strømmen. Disse variasjonene ble hentet ut ved hjelp av teletransformatorene.

=== Forenklet koblingsskjema ===
Vi ser et forenklet koblingsskjema for tale-kretsen i en typisk telefon for manuelle sentraler eller felttelefoner. Disse hadde et enkelt engangs-batteri for å få strøm til å sende lyden ut til den andre enden av forbindelsen, samtidig hørte man også seg selv. 

Batteriet sender strøm gjennom en krets som har en kullkornsmikrofon (eget bilde), dette er en primitiv mikrofon hvor lydtrykket når man snakker vill få en membran (tynn plate) til å vibrere. Når membranen vibrere så vil en liten mengde kull-korn bli mer eller mindre komprimert, og strømmen vil øke og minke i takt med lyden. Når strømmen varierer vil man samtidig kunne skape et varierende magnetfelt i resten av kretsen, dette elektrisk overførte magnetfeltet blir sendt i gjennom en transformator for at det skal ha en gunstig tilpassing til de svært lange telefonlinjene som kan forekomme. På den andre siden av transformatoren er det en krets med høretelefonen  (en liten høytaler) og telefonlinja til et telefonapparat i den andre enden. Begge ender vil da ha en høretelefon som får omtrent like høyt lydsignal forårsaket av elektromagnetisk påvirkning av høretelefonen. 

=== Vekselstrømsklokka ===
Magneten sender hele tiden ut magnetfelt slik at ankeret vil ha en polarisering i forhold til elektromagnetene. Når vekselstrømmen går den ene veien, trekkes ankeret til den ene siden; så fort strømmen snur, trekker ankeret til den andre siden. Dette får ikke skje fortere enn at vi rekker å flytte på ankeret og hammeren, derfor har ringestrømmen vanligvis en frekvens på 15-30 Hz. Normalt i Norge er 25 Hz ringefrekvens, mens i [[USA]] er det mer vanlig med 20 Hz. Frankrike benytter 50 Hz det benyttes også i enkelte hussentraler.

(Når vi kaller dette for klokke er det fordi hammeren ofte er montert slik at den slår på en eller to klokker/bjeller.) De fleste europeiske telefoner er laget for å fungere under alle disse forholdene.

For å unngå å slippe likestrøm gjennom ringeklokka har moderne telefoner en [[Kondensator (elektrisk)|kondensator]] koblet inn i ledningen til klokka. Kondensatoren har relativt liten motstand for vekselstrøm, men slipper ikke igjennom likestrøm.

=== Ringestrøm ===
For at telefonen skal gi fra seg en ringelyd, sendes det en vekselstrøm ut til telefonen. Normalt er dette 25 Hz og ca. 90 V. Avvik kan forekomme i ulike systemer. Siden denne spenningen er så høy at det kan være skadelig, sendes det normalt ikke lengre intervaller enn 1 sekund. På felttelefoner og andre manuelle telefonsystemer genereres ofte denne ringestrømmen ved at man manuelt sveiver en liten generator. Den elektriske effekt som leveres ut er oftest lav (under 5 W).

Telefoner med ikke-mekanisk ringeanordning kan ofte akseptere frekvenser mellom 15 og 50 Hz og spenninger fra 35-100 V De fleste europeiske telefoner med mekaniske ringeanordninger vil også gi fra seg lyd under disse forholdene. 

=== Automatisering ===
De aller tidligste apparatene hadde ingen taster, men ved hjelp av en sveiv ble elektrisk strøm generert i apparatet og som videre utløste et ringesignal på den manuelle telefonsentralen apparatet var tilknyttet. Apparater var tilknyttet bemannede lokalsentraler, og selv langt utpå [[1980-tallet]] var det mange norske bygder som hadde slike telefonsentraler, blant annet [[Nord-Lenangen|Nordlenangen]] sentral i [[Troms]]. Abonnenten, for eksempel Nordlenangen 17c måtte sveive på apparatet for å komme i kontakt med sin lokalsentral og muntlig bestille sin telefonsamtale. Dette prinsippet ble også brukt på [[felttelefon]]er i [[Forsvaret]] som har vært i bruk til [[1990-tallet]]. Automatiseringen av telesentraler ble en prioritert oppgave av [[Televerket]] fra ca 1966. Samme året som systematisk linjedigitalisering ble påbegynt ([[PCM]]) hvor i all hovedsak en [[koaksialkabel]] ble brukt (transportnettet mellom fjernsentralentralene). Store deler av Norge hadde på denne tiden svært lange telefonkøer og mange ønsket telefon, Televerket satte da igang en storstilt overgang fra manuelle sentraler til de automatiske. I løpet av 1970-tallet ble store deler av Norge automatisert. Men [[Televerket]] var ikke ferdig med automatiseringen i Norge før i [[1985]] da siste sentral i [[Balsfjord]] fikk [[summetone]]. 1985 var også året da Televerket begynte digitaliseringen av telenettet i Norge. Men ingen regel uten unntak, en liten telefonsentral i [[Karasjok]] med tolketjeneste for norsk og [[samisk]] forble manuell til den ble nedlagt i [[1993]].<ref>{{Kilde www|url=https://digitaltmuseum.no/021055847586/telefonsentral-manuell|tittel=Den samiske sentralen|besøksdato=2022-09-17|språk=nb|verk=digitaltmuseum.no}}</ref>

Etter sveiveapparatene kom nummerskiveapparatene som genererte et [[analog informasjon|analogt]] nummersignal til automatiske telefonsentraler.

=== Digitalisering ===
[[Fil:Mobile Switching Centre-Ericsson AXE.jpg|thumb| Ericsson AXE-sentral]]
Digitaliseringen av telesentralene ble påbegynt i 1985 og den første digitale sentralen ble installert på [[Frogner (strøk)|Frogner]] i [[Oslo]] i 1986 etter en større brann i den gamle analoge sentralen. Telefonsentralene ble så fortløpende oppgradert fra de gamle analoge sentralene til de digitale. Det første året ble over 300.000 linjer digitalisert og selv om arbeidet med digitalisering først gikk relativt fort, ble dette arbeidet først fullført den 1. desember 1997. Da var alle de forskjellige typer analoge sentraler som hadde eksistert byttet ut med Ericssons AXE-sentral og STK/ITTs system 12. [[Ericsson]] hadde også levert en stor del av de analoge sentralene (ARK/ARF/ARM) sammen med [[STK]] (8a/8b/10c) og en hovedregel før 1970-tallet var at STK hadde leveransen av sentralene i de store byene mens [[Ericsson]]/[[Elektrisk Bureau]] hadde leveransen av sentraler til distriktene. Utover 70-tallet ble STKs system 10 (10c) og Ericssons AKE13 som begge var halvdigitale sentraler en viktig overgang til de heldigitale sentralene og Televerket høstet mange erfaringer fra disse sentralene, slik som daglig drift og programmeringsspråk. De ble også en viktig kilde til læring innad i Televerket før full digitalisering ble påbegynt. Disse sentraltypene hadde digital styring men analog gjennomkobling av samtaler og den første av denne sentraltypen ble idriftsatt i [[Oslo]] i 1975 på sentral Nord 4. Dette gav abonnentene mulighet for å lagre kortnummer, viderekobling og flere tjenester slik som automatisk bestilling av vekking. Utfasingen av de gamle analoge sentralene ble en stor ressursinnsparing for [[Televerket]]/[[Telenor]] men dette førte til at en stor del av arbeidsstokken som var tilknyttet de gamle analoge sentralene ble overflødig. Nå trengtes det ikke lenger bemanning på de store modersentralene og alt kunne driftes fra et sentralt sted, eksempelvis gjaldt dette konfigurering av nye abonnenter og feilregistrering i nettet. Fremkommeligheten i nettet ble også vesentlig bedre, fra å kunne ha problemer med å få summetone i belastede perioder, slik som på formiddagen og ettermiddagen. Dette var et stort problem for [[Televerket]], og dette problemet kulminerte i 1969, da det var like før store deler av telesambandet i Norge brøt sammen på grunn av problemer med STKs fjernsentral 8b. Dette skapte diverse krisemøter innad i Televerket og denne problematikken varte et godt stykke ut på 1970-tallet, før en fikk øket kapasiteten og styrket sambandslinjene. Telefonkøer var også et stort problem, og så sent som i [[1980]] stod over 80.000 i kø for og få telefon. Med de digitale sentralene ble disse problemene så godt som borte, og i 1997 hadde Norge da et av verdens mest moderne telenett.

=== Eldre automatapparater ===
[[Fil:Alt Telefon.jpg|thumb|En eldre telefonmodell med nummerskive.]]
Systemet med automatisk nummervalg ble funnet opp allerede i 1888 ([[patent]] i 1891) av [[Almon Strowger]] (1839–1902). Første automatiserte telefonsentral i Norge ble [[Skien]] i 1920. Det siste serieproduserte norske telefonapparatet med nummerskive ble produsert av [[Elektrisk Bureau]] modell 1967 og avløst av tastetelefoner på begynnelsen av 1980-tallet, blant annet av den såkalte «Tastafonen», Televerkets siste telefon før oppløsningen av apparatmonopolet. Noen av disse apparatene brukte de samme impulsene som den gamle nummerskiva, men toneknappvalg overtok etterhvert som sentralene ble modernisert. I [[1997]] var telenettet i Norge helt digitalisert og alle kunne fra da av bruke moderne telefoner.

=== Toneknappvalg (DTMF) ===
[[Fil:Modern telephone.jpg|thumb|En trådløs telefon]]
Etter hvert tok tonesignaleringen over, og dette systemet er bygget opp slik at det ved hvert tastetrykk sendes ut to toner samtidig (derav begrept DTMF, det vil si Dual Tone Multiple Frequency).

Tonene er ordnet slik

{| border="1" cellpadding="4" cellspacing="0" style="margin: 0 0 1em 1em; background: #f9f9f9; border: 1px #aaaaaa solid; border-collapse: collapse; text-align:right;"
|-
|  || 1209 Hz || 1336 Hz || 1477Hz || 1633 Hz
|-
|697 Hz || 1 || 2 || 3 || A
|-
|770 Hz || 4 || 5 || 6 || B
|-
|852 Hz || 7 || 8 || 9 || C
|-
|941 Hz || * ||0 || # || D
|}
Bokstavene har ikke kommet i vanlig bruk, men ble i en periode benyttet blant annet av det amerikanske forsvaret. Dette er regulert av [[Den internasjonale telekommunikasjonsunion]] ( ITU).{{tr}}

=== Telefonrøret ===
Telefonrøret, som er kommet med på de avbildede telefonene, ble funnet opp da en svenske festet høyttaleren og mikrofonen til en pinne slik at han kunne ha en hånd ledig mens han pratet.{{tr}} Telefonrøret (mikrotelefonen) fikk raskt utbredelse i Skandinavia, og var vanlig allerede før 1905. Spesielt i USA var motstanden mot telefonrøret stor, fordi man da vanskelig kunne regulere avstanden til mikrofonen. Offentlige telefoner fikk der telefonrør først utpå 1930-tallet.{{tr}}

=== Lyd begge veier i et ledningspar ===
Analoge apparater sender og mottar gjennom samme ledningspar. Dette medfører at man hører seg selv i egen telefon. Dette kalles sidetone. Ved spesielt lange eller dårlige forbindelser kan det oppstå [[ekko]]. For å dempe sidetonen ble det innført sidetonedemping i telefoner fra 1930-tallet. For å oppnå dette, ble det laget såkalte antisidetonekoblinger utført som brukobling eller kompensasjonskobling <ref>{{Kilde bok|tittel=Lærebok i telefonteknikk|etternavn=Harnæs|fornavn=O. G.|utgiver=Telegrafstyret|år=1961|isbn=|utgivelsessted=Oslo|side=38|sider=|kapittel=II|sitat=}}</ref> 

[[Fil:Lydkort_til_telefon.jpg|thumb]]
Ved telefoni over datanettet, såkalt VOIP- og [[IP-telefoni]], blir sidetonen mindre fordi man kan sende data begge veier uten at de forstyrrer hverandre. Når man likevel opplever ekko og dårlig lyd, skyldes dette ofte mangler ved programvare og/eller utstyr.

=== Telefonstikkontakt og propp (støpsel) ===
[[Fil:Telephone_plugs_Norway.jpg|thumb|De vanligste i Norge var 3 pins for automattelefoner og 6 pins for manuelle telefoner med eksternt lokalbatteri.]]
Hvert land har stort sett sin egen standard for propp og telefonstikkontakt.

Disse er i dag erstattet med '''såkalte''' [[RJ-45]]-kontakter (8P8S), som ligner på kontakter brukt for datanettverk. Tilkoblingene kan variere, men i de senere år har de to midterste blitt brukt til analoge telefoner. Analoge telefoner vil normalt fungere om ledningene blir byttet om, men i en standard tilkobling er venstre leder positiv i forhold til høyre leder. Lederne blir omtalt som La, L2, eller Tip for den positive, og Lb,L1 eller Ring for den negative. Målt i forhold til jord er Lb mest positiv. Linjespenningen kan variere, men er normalt ca. 48V (24-60V) når telefonen ikke er i bruk. Når telefonen ringer sendes det ut vekselspenning som kan være over 100V. Normal ringefrekvens i Norge er 25Hz.

I forbindelse med analoge telefonadaptere (ATA) benyttes i stor grad amerikansk standard, det vil si RJ-11 som er en smalere kontakt enn RJ-45. Her forbindes kun de to midterste lederne.

For RJ45 og 3 pins kontakter brukes tilkoblinger med adapter. Erfaringsmessig brukes ikke den nederste kontakten lenger, og polaritet er normalt ikke av betydning. 

Det benyttes også adaptere med simkort, eller bluetooth slik at telefonen egentlig er en mobiltelefon. Dette kan være gunstig for eldre som har vanskelig for å tilpasse seg ny teknologi, det brukes også av samlere og nostalgikere. [[Fil:RJ45 3pin.jpg|thumb|Telefonadapter pinout RJ45 til 3 pins kontakt]]

=== Lenker til koblingsskjema ===
[[:Fil:Symboler.jpg]]
[[:Fil:Lokalbatteritelefon talekrets.jpg]]
[[:Fil:Sentralbatteritelefon talekrets.jpg]]