Uppfinning och utveckling av telefonen

På 1870-talet Elisha Gray och Alexander Graham Bell oberoende utformade enheter som kan överföra tal elektriskt. Båda männen skyndade på sina respektive mönster för dessa prototyptelefoner till patentkontoret inom några timmar från varandra. Bell patenterade först sin telefon och kom senare fram som segraren i en juridisk tvist med Gray.

Idag är Bells namn synonymt med telefonen, medan Grey till stor del är glömt. Men berättelsen om vem som uppfann telefonen går utöver dessa två män.

Alexander Graham Bell föddes den 3 mars 1847 i Edinburgh, Skottland. Han var nedsänkt i studiet av ljud från början. Hans far, farbror och farfar var myndigheter på elokution och taleterapi för döva. Det förstods att Bell skulle följa familjens fotspår efter att ha avslutat college. Men efter Bells två andra bröder dog av tuberkulos, beslutade Bell och hans föräldrar att immigrera till Kanada 1870.

Efter en kort tid i Ontario flyttade klockorna till Boston där de etablerade taleterapipraxis som specialiserat sig på att lära döva barn att tala. En av Alexander Graham Bells elever var en ung Helen Keller, som när de träffades inte bara var blind och döv utan också oförmögen att tala.

Trots att arbeta med döva skulle förbli Bells huvudsakliga inkomstkälla, fortsatte han att fortsätta sina egna studier av ljud på sidan. Bells oavbrutna vetenskapliga nyfikenhet ledde till uppfinningen av photophone, betydande kommersiella förbättringar i Thomas Edisons fonograf, och utvecklingen av sin egen flygmaskin bara sex år efter att Wright Brothers lanserade deras flygplan vid Kitty Hawk. När president James Garfield låg döende för en mördares kula 1881, uppfann Bell snabbt en metalldetektor i ett misslyckat försök att hitta den dödliga snigeln.

De telegraf och telefon är båda trådbaserade elektriska system, och Alexander Graham Bells framgång med telefonen kom som ett direkt resultat av hans försök att förbättra telegrafen. När han började experimentera med elektriska signaler hade telegrafen varit ett etablerat kommunikationsmedel i cirka 30 år. Även om ett mycket framgångsrikt system var telegrafen i princip begränsad till att ta emot och skicka ett meddelande åt gången.

Bells omfattande kunskap om ljudets natur och hans förståelse för musik gjorde att han kunde överväga möjligheten att överföra flera meddelanden över samma tråd samtidigt. Även om idén om en "multipel telegraf" hade funnits under en längre tid, var det rent antagande eftersom ingen hade kunnat tillverka en - förrän Bell. Hans "harmoniska telegraf" var baserad på principen att flera anteckningar kunde sändas samtidigt längs samma tråd om anteckningarna eller signalerna skilde sig åt tonhöjden.

I oktober 1874 hade Bells forskning kommit fram till den grad att han kunde informera sin framtida svärfar, Boston advokat Gardiner Greene Hubbard, om möjligheten till ett flertal telegraf. Hubbard, som motsatte sig den absoluta kontrollen som sedan utövades av Western Union Telegraph Company, såg direkt potentialen för att bryta ett sådant monopol och gav Bell det ekonomiska stöd som han behövde.

Bell fortsatte med sitt arbete med multipla telegraf men berättade inte för Hubbard att han och Thomas Watson, en ung elektriker vars tjänster han hade valt, utvecklade också en enhet som skulle sända tal elektriskt. Medan Watson arbetade med den harmoniska telegrafen på Hubbards och andra stödjare, träffade Bell hemligt i mars 1875 med Joseph Henry, den respekterade direktören för Smithsonian Institution, som lyssnade på Bells idéer för en telefon och erbjöd uppmuntrande ord. Med anledning av Henrys positiva åsikt fortsatte Bell och Watson sitt arbete.

I juni 1875 var målet att skapa en enhet som skulle sända tal elektriskt på väg att realiseras. De hade bevisat att olika toner skulle variera styrkan hos en elektrisk ström i en tråd. För att uppnå framgång behövde de därför bara bygga en fungerande sändare med ett membran som kan varierande elektroniska strömmar och en mottagare som skulle återge dessa variationer i hörbart frekvenser.

Den 2 juni 1875, medan de experimenterade med den harmoniska telegrafen, upptäckte männen att ljudet kunde överföras över en tråd helt av misstag. Watson försökte lossa ett vass som hade lindats runt en sändare när han plockade det av misstag. Vibrationen som producerades av den gesten färdades längs tråden till en andra enhet i det andra rummet där Bell arbetade.

"Twang" Bell hörde var all inspiration som han och Watson behövde för att påskynda deras arbete. De fortsatte att arbeta in nästa år. Bell berättade om det kritiska ögonblicket i sin dagbok: "Jag ropade sedan in i M [munstycket] följande mening:" Mr. Watson, kom hit - jag vill träffa dig. Till min glädje kom han och förklarade att han hade hört och förstått vad jag sa. "

Det första telefonsamtalet hade just gjorts.

Bell patenterade sin enhet den 7 mars 1876 och enheten började snabbt spridas. År 1877 hade byggandet av den första ordinarie telefonlinjen från Boston till Somerville, Massachusetts, slutförts. I slutet av 1880 fanns det över 49 000 telefoner i USA.Året efter hade telefonitjänst mellan Boston och Providence, Rhode Island, upprättats. Tjänsten mellan New York och Chicago startade 1892 och mellan New York och Boston 1894. Transkontinentalservice började 1915.

Bell grundade sitt Bell Phone Company 1877. När branschen snabbt expanderade köpte Bell snabbt ut konkurrenter. Efter en serie sammanslagningar införlivades American Phone and Telegraph Co. - föregångaren till dagens AT & T - 1880. Eftersom Bell kontrollerade immateriella rättigheter och patent bakom telefonsystemet hade AT&T ett de facto monopol över den unga industrin. Det skulle behålla sin kontroll över den amerikanska telefonmarknaden fram till 1984 då en uppgörelse med U.S. Department of Justice tvingade AT&T att avsluta sin kontroll över statliga marknader.

Det första ordinarie telefonutbytet etablerades i New Haven, Connecticut, 1878. Tidiga telefoner hyrdes parvis till prenumeranter. Abonnenten var skyldig att sätta upp sin egen linje för att ansluta till en annan. 1889 tog Kansas City-företagaren Almon B. Strowger uppfann en switch som kunde ansluta en linje till någon av 100 linjer med hjälp av reläer och reglage. Strowger-omkopplaren användes, som det blev känt, fortfarande i vissa telefonkontor över 100 år senare.

Strowger beviljades ett patent den 11 mars 1891 för den första automatiska telefonväxeln. Det första utbytet med Strowger-omkopplaren öppnades i La Porte, Indiana, 1892. Ursprungligen hade abonnenterna en knapp på sin telefon för att producera det erforderliga antalet pulser genom att knacka. Sedan uppfann en medarbetare av Strowgers 'rotationsratten 1896 och ersatte knappen. 1943 var Philadelphia det sista stora området som gav upp dubbel service (rotation och knapp).

1889 patenterades den myntstyrda telefonen av William Gray från Hartford, Connecticut. Greys löstelefon installerades och användes först i Hartford Bank. Till skillnad från betaltelefoner idag betalade användare av Greys telefon efter att de hade slutat sitt samtal.

Betalningstelefoner spriddes tillsammans med Bell-systemet. När de första telefonkioskerna installerades 1905 fanns det cirka 2,2 miljoner telefoner; år 1980 fanns det mer än 175 miljoner.Men med tillkomsten av mobilteknologi minskade den offentliga efterfrågan på telefoner snabbt, och idag är det färre än 500 000 som fortfarande är verksamma i USA.

Forskare vid Western Electric, AT & T: s tillverkningsdotterbolag, hade experimenterat med att använda toner snarare än pulser för att utlösa telefonanslutningar sedan början av 1940-talet, men det var inte förrän 1963 som multifrekvenssignal med två ton, som använder samma frekvens som tal, kom kommersiellt genomförbar, livskraftig. AT&T introducerade det som Touch-Tone-uppringning och det blev snabbt nästa standard inom telefonteknik. År 1990 var tryckknappstelefoner vanligare än modeller med roterande rat i amerikanska hem.

På 1970-talet introducerades de allra första trådlösa telefonerna. 1986 beviljade Federal Communications Commission frekvensområdet 47 till 49 MHz för trådlösa telefoner. Genom att ge ett större frekvensområde gjorde det möjligt för trådlösa telefoner att ha mindre störningar och behöver mindre ström för att köra. 1990 beviljade FCC frekvensområdet 900 MHz för trådlösa telefoner.

1994 introducerades digitala trådlösa telefoner följt av DSS (Digital spread spectrum) 1995. Båda utvecklingen var avsedda att öka säkerheten för trådlösa telefoner och minska oönskad avlyssning genom att möjliggöra att telefonsamtalet sprids digitalt. 1998 beviljade FCC frekvensområdet 2,4 GHz för trådlösa telefoner; uppåtområdet är nu 5,8 GHz.

De tidigaste mobiltelefonerna var radiostyrda enheter designade för fordon. De var dyra och klumpiga och hade extremt begränsat intervall. Första lanseringen av AT&T 1946 skulle nätverket långsamt expandera och bli mer sofistikerat, men det antogs aldrig i stor utsträckning. År 1980 hade den ersatts av de första mobilnäten.

År 1947 började forskningen om vad som skulle bli det mobiltelefonnät som användes i Bell Labs, AT&T: s forskningsflygel. Även om de radiofrekvenser som behövdes ännu inte var kommersiellt tillgängliga, konceptet att ansluta telefoner trådlöst genom ett nätverk av "celler" eller sändare var en livskraftig. Motorola introducerade den första handhållna mobiltelefonen 1973.

Den första telefonboken publicerades i New Haven, Connecticut, av New Haven District Phone Company i februari 1878. Den var en sida lång och innehöll 50 namn; inga nummer anges, eftersom en operatör skulle ansluta dig. Sidan var uppdelad i fyra avsnitt: bostäder, professionella tjänster, viktiga tjänster och diverse.

1886 Reuben H. Donnelly producerade den första katalogen med märken med gula sidor med företagsnamn och telefonnummer, kategoriserade efter de typer av produkter och tjänster som tillhandahålls. På 1980-talet fanns telefonböcker, antingen utgivna av Bell System eller privata förlag, i nästan alla hem och företag. Men med tillkomsten av Internet och mobiltelefoner har telefonböcker i stort sett blivit föråldrade.

Före 1968 fanns inget särskilt telefonnummer för att nå de första svararna i en nödsituation. Det förändrades efter en kongressutredning ledde till uppmaningar till att inrätta ett sådant system över hela landet. Federal Communications Commission och AT&T meddelade snart att de skulle starta sitt nödnätverk i Indiana med siffrorna 9-1-1 (valt för sin enkelhet och för att vara lätt att komma ihåg).

Men ett litet oberoende telefonföretag på landsbygden Alabama beslutade att slå AT&T i sitt eget spel. Den februari 16, 1968, den första 9-1-1 samtal placerades i Hayleyville, Alabama, på kontoret för Alabama telefonföretag. Nätverket 9-1-1 skulle långsamt introduceras till andra städer och städer; det var först 1987 att åtminstone hälften av alla amerikanska hem hade tillgång till ett 9-1-1 nödnätverk.

Flera forskare skapade enheter för att identifiera antalet inkommande samtal, inklusive forskare i Brasilien, Japan och Grekland, från slutet av 1960-talet. I USA offentliggjorde AT&T först sin varumärkade TouchStar-anropstjänst tillgänglig i Orlando, Florida, 1984. Under de närmaste åren skulle de regionala Bell Systems introducera nummerpresentationstjänster i nordöstra och sydöstra. Även om tjänsten ursprungligen såldes som en dyr tilläggstjänst, är numret för idag en standardfunktion som finns på varje mobiltelefon och finns på nästan alla fast telefoner.

• Casson, Herbert N. Telefonens historia. Chicago: A. C. McClurg & Co., 1910.