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1.3.4 贝尔其人
贝尔是出生在语言教育世家,虽然贝尔的最大的成就是发明了电话,创建了后来最大电话公司,但是回顾贝尔的一生,贝尔更多的精力是放在发明,语言教育,慈善上。
贝尔的祖父是个慈善家,一直都很同情聋哑的残障者,他常把一些残障的人聚集起来,亲切地教育他们。因此聋子和哑巴,简直视他为救世主一样崇拜着。在祖父过世后,他的父亲继承遗志,除了教育聋哑人,还研究说话和发音的方法,希望能对这些不幸的人有所帮助,而贝尔的母亲也是一个聋哑人。贝尔就在这种环境下耳濡目染的长大,所以心中一直期望将来对这方面能有所建树,并一直影响贝尔。
由于家庭教育的关系,贝尔19岁时就在担任萨默塞特郡学院的教师,1870年由于贝尔三兄弟一起得了肺结核,随着两个哥哥的去世,贝尔的父亲决定找一个空气比较清新的地方,因此贝尔一家移居加拿大。
贝尔后来独自到美国之后,一直担任聋哑人语教师。在此期间,贝尔和美国盲聋女作家、教育家、慈善家、社会活动家海伦·凯勒认识,也时间最为长久、感情最好的朋友。虽然在1877年创建了贝尔电话公司,但是公司建立后没几年,贝尔抛售了自己的股票,退出了贝尔公司。但是贝尔持有者电话的专利,因此每年在专利上还是会有大笔的经济收入。
在发明上,贝尔发明了测量听力的仪器,第一台助听器,改进了爱迪生发明的留声机;。1881年,他为了发现美国总统詹姆士·加菲尔德体内的子弹设计了一个检验金属的装置,成为X光机的前身。发明了载人的巨型风筝,为加拿大海军发明了水翼船。他发明了“真空服”,人工呼吸器的前身。
在慈善上,贝尔在华盛顿建立起沃尔塔办事处,其目的就是为医治耳聋提供资金。今天这—机构称作“亚历山大·格拉汉姆·贝尔协会”,它的作用已改为,向全世界的聋人提供如何最有效地对付耳聋的最新资料。
在聋哑人语言教育上,贝尔在华盛顿开设他自己的聋人学校,在苏格兰的格里诺克建立了一所聋人学校,同时也为聋哑人语言教育捐款或写有关聋哑教育的书,并为聋哑教育创设了名叫伏特协会的组织,还担任过各种学会的会长。直到逝世前,他仍抱著高度的研究热忱参与到聋哑人的教育上。
先不管贝尔在电话专利上面的争议,贝尔在发明,聋哑人语言教育以及慈善上都取得了很大成绩。
1.3.5 电话技术的发展
贝尔电话公司以出租电话机和电话线,收取使用费的方式,开始为一些最早接受电话的家庭装设电话。慢慢地,大家逐渐认识了电话的价值,装设的家庭也越来越多,点到点的通话方式明显就不满足需求了。
因为通话可能是需要不特定用户之间,而不是固定的线路两段的电话用户,因此很快电话总机(电话交换机)就应运而生,这个也就是电话交换机发展的起点。
最原始电话总机
由于初期的技术发展很快,下面就主要介绍模拟电话交换机的三代产品。
人工接线电话总机
人工总机
磁石电话交换机上装有用户塞孔、用户号牌、话终回铃牌以及接线用塞绳、应答振铃用的电键和手摇发电机等。磁石电话交换机总机必须有总机服务人员手工接线(以下简称总机)。
手摇电话机
用户要发起呼叫时须先摇动电话机上的发电机,使交换机上的号牌“跌落”。话务员则取该一个塞绳(电线),以一端的答应塞子插入跌落号牌的那个用户的塞孔,并扳动相应电键应答;总机问明用户所要号码后,将塞绳另一端的呼叫塞子插入被叫用户的塞孔。然后将电键扳至振铃位置,摇动发电机使被叫用户话机铃响。被叫用户听到铃响,摘机应答后,话务员将电键复原,双方即可通话。用户通话完毕,必须摇动发电机,使交换机上的回铃牌跌落,以此通知话务员拆线。
这种总机的特点是必须要有人工服务,接续都是由人工完成,并且一般容量都比较小,因此这类总机很快就被自动交换机所替换。
步进制自动电话交换机
随着电话容量的增长,人工总机在效率和容量上逐渐就不能满足业务发展的需求。1889年美国人A.B.史端乔发明步进制电话交换机的关键部件三磁铁上升旋转型选择器。1892年第一个史端乔步进制电话局投入使用。1909年德国西门子公司对史端乔步进制电话交换机作了改进,主要是将三磁铁上升旋转型选择器改为二磁铁的选择器,制成西门子步进制电话交换机。
步进制交换机
步进制电话交换机利用选择器完成通话接续过程。最简单的上升旋转型选择器(图2) 有一个轴,轴的周围有10层弧线,每层弧线含有10个接点。轴上装有弧刷,能在各层弧线间上下移动,同时也能沿弧线水平旋转,与各接点相连接。例如,当主叫电话用户拨叫25号时,弧刷即上升两步到第二层弧线上,再旋转5步,停在25号接点的位置,使主叫用户同25号用户(被叫用户)的电话接通。为了做更大容量的交换局,根据需要一般将多个选择器组成若干级,以分担选择出线和选择用户号码的任务。比如1000以内的号码,则需要增加一组选择器,呼叫时,选组器先选被叫用户所在的组,然后再经终接器从该组中选接被叫用户。同理,用户数大于1000时,须采用四位制,再增加一组选号器,由第一级选组器选千位号,第二级选组器选百位号,终接器选被叫用户的十位和个位号码。
步进制交换机的特点是已经可以自动化接续,但是缺点也比较明显,因为是机械运动才能完成接续,因此整个呼叫过程比较长,并且交换机的可靠性也相对比较低。
纵横制自动电话交换机
1913年美国首先提出纵横制原理。1923年瑞典首先制成可供实用的纵横接线器。1926年瑞典开始制出大容量纵横制电话交换机。1938年,美国开通了1号纵横制自动电话交换机,采用集中控制原理,比早期采用类似步进制控制原理的纵横制有很大的改进。以后又相继研制了新型的市内电话和长途电话的纵横制交换机。
纵横制电话交换机由于它的通话接续设备是由纵横接线器组成的,因此叫做纵横制交换机,如图表示10条纵线(入线)和10条横线(出线)组成的一个坐标网,叫做10*10矩阵,这个矩阵公用100个交叉点,这些交叉点平时是断开的,到那个我们要想实现把10条纵线中的一条同10条横线中的一条接通时,只要闭合该纵线和横线相交的交叉点即可。譬如要想做到2号纵线同3号横线接通的话,只要闭合2号纵线和3号横线的交叉点M。同样3号纵线可以通过交叉点N的闭合同5号横线接通。这样10*10的矩阵就是一个具有10条纵线和10条横线构成的交换矩阵。当然10*10只是一个举例,还可以设计成更高的交换矩阵。
纵横制交换机
纵横制交换机核心就是中心的交换网板,由于采用电和磁控制,可靠性及接续的速度是远远快于步进制交换机。并且纵横制交换机是实现控制与交换分离的,简化了交换机的设计。控制就是负责接收用户的拨号信息,而交换就是真正的通话线路。通过控制与交换的分离,可以实现核心的交换部件的复用,提高了交换机的集成度。比如1000门的交换机,在一定时间里面同时通话的用户数都是有一定的概率的,比如按照1:10去收敛,也就是说,最高峰只有100个用户会同时通话,也就只需要有100路交换线路就可以了。
纵横制交换机相对来说,接续速度快,集成度比较高,并且控制和交换的分离会带来更加灵活的组网,也能组成更大交换端局,因此纵横制交换机是在程控交换机之前应用最广泛的交换机。
电话业务的发展
1878年,美国开通第一市内电话交换系统,用户数只有20户。1878年-1879年,贝尔电话公司架设了波士顿至纽约的300千米长途电话线路,但电话的通话音量较低。在爱迪生在1879年利用电磁效应,制成炭精送话器后,送话效果显著提高。电话就开始快速发展。1881年,意大利罗马、法国巴黎、德国柏林先后开通了各自的第一个电话网络。
到了1881年,上海十六铺沿街架起一对露天电话,付36文制钱可通话一次。这是中国的第一部电话。1882年2月,丹麦大北电报公司在上海外滩扬于天路办起我国第一个电话局,用户25家。1949年以前,中国电信系统发展缓慢,到1949年,中国电话的普及率仅为0.05%,电话用户只有26万。
1949年以后,虽然中央人民政府迅速恢复和发展通信,但是由于经济及技术能力有限,到1978年,中国电话容量359万门,用户214万,普及率0.43%。交换机自动化比重低,大部分县城、农村仍在使用第一代手摇式电话机,长途传输主要靠明线和模拟微波,干线容量受限,长途电话接通率不高。
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