諾基亞3210、摩托羅拉RAZR、蘋果4、華為Mate30,這些手機(jī)人們耳熟能詳,或者曾經(jīng)使用過。
按鍵式電話,雖然已經(jīng)很少使用,但至少司空見慣。那么更早的撥盤式電話、磁石式電話又是什么樣子,是如何發(fā)展變遷的呢?
圖片拍攝于中國(guó)電信博物館一層展廳
電話的發(fā)明一般以1876年貝爾提交電話專利為標(biāo)志,其實(shí)在同一時(shí)期甚至更早,有不少類似的發(fā)明、專利,比如曾被美國(guó)國(guó)會(huì)判定為電話發(fā)明人的梅烏齊,提交專利僅比貝爾晚數(shù)小時(shí)的格雷,大名鼎鼎的愛迪生等等。
貝爾的電話專利,也不是一種確定的電話機(jī)型,而是電話這種通信方式的概念化設(shè)計(jì),包含了受話器、線路中繼、送話器等主要功能部件。貝爾能在史上留名,更主要的成就是建立了貝爾電話公司,并進(jìn)行了一系列成功的商業(yè)運(yùn)作,比如和西聯(lián)公司關(guān)于電話專利的協(xié)議,真正奠定了其電話專利的歷史地位。
圖片拍攝于中國(guó)電信博物館一層展廳
電話作為一種通信工具,主要包含兩個(gè)功用部分,一是信令系統(tǒng),二是通信系統(tǒng),前者負(fù)責(zé)關(guān)聯(lián)傳遞信息的對(duì)象,后者負(fù)責(zé)傳遞信息的方式,電話機(jī)的發(fā)展變遷也可以歸納在這兩個(gè)方面。
早期的電話機(jī),憨粗笨重,其體量和重量都來自兩個(gè)部件,一是信令系統(tǒng)的磁石發(fā)電機(jī),二是通信系統(tǒng)的電池。這個(gè)時(shí)候的電話機(jī),大多是壁掛式,臺(tái)式電話基本都采用分體結(jié)構(gòu)。
壁掛式磁石電話機(jī)
電話機(jī)第一次大發(fā)展,是通話線路采用電力線供電。
使用電池作為通話電源,通話質(zhì)量、距離、持續(xù)時(shí)間都受到限制,不過是富貴人家的大玩具而已。采取電力線供電,電話才真正開始走進(jìn)千家萬戶,成為普及的通信工具。
從外形上看,原來長(zhǎng)長(zhǎng)的機(jī)體,下半截完全沒有了,重量也減輕大半,臺(tái)式座機(jī)開始增多。
那么電話的另一個(gè)沉重的部件,信令系統(tǒng)電源——磁石發(fā)電機(jī)是否可以替代呢?答案是可以,但通話線路平時(shí)是斷路狀態(tài),控制開關(guān)在交換局端,另建一個(gè)控制開關(guān)在用戶端的閉合線路完全沒有必要,因?yàn)樾帕钕到y(tǒng)只需發(fā)送一組信號(hào),所以選擇在交換局設(shè)置一個(gè)低壓電源。
1878年投入使用的磁石式電話機(jī)和1880年出現(xiàn)的共電式電話機(jī)在技術(shù)層面上沒有什么區(qū)別,兩者各有優(yōu)點(diǎn),磁石式投入使用比較靈活,共電式輕便,但依賴交換端。兩者長(zhǎng)期并存,甚至出現(xiàn)了少量的磁石共電兩用機(jī)型。
電話機(jī)第二次大發(fā)展,是真正意義上信令系統(tǒng)的出現(xiàn)。
早期電話的磁石發(fā)電機(jī),并不是真正意義上的信令系統(tǒng),因?yàn)槠溥B接方式,仍是直連,也就是1對(duì)1模式,當(dāng)用戶接通局端接線員時(shí),這次信號(hào)連接實(shí)質(zhì)上已經(jīng)完成了,接線員連接被叫用戶,實(shí)質(zhì)上是另一次信號(hào)連接。這種連接方式下,電話號(hào)碼不過是用戶登記的序號(hào),并不具有信令系統(tǒng)“地址”的意義。從很多老交換機(jī)藏品可以發(fā)現(xiàn),很多插塞端口本身就標(biāo)注著人名、單位、地址,而非電話號(hào)碼,對(duì)一個(gè)熟練的接線員來說,人名、單位、地址和電話號(hào)碼往往是一回事。這就好像看電話的大爺、大媽喊某某接電話一樣,是信號(hào),但并非信令。
我們打電話,經(jīng)常會(huì)遇到占線、對(duì)方不接聽、對(duì)方不在服務(wù)區(qū)等等問題,但正常情況下,呼損在可以接受的范圍內(nèi)。隨著電話數(shù)量和通話距離的增加,人們發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)或者說人工電話連接方式變得難以容忍了。尤其是長(zhǎng)途電話,以最簡(jiǎn)單環(huán)節(jié)為例,用戶首先要撥叫本市的長(zhǎng)途局,叫通后長(zhǎng)途局接線員會(huì)撥叫通話對(duì)象所在城市的長(zhǎng)途局,再叫通后,對(duì)方接線員撥叫通話對(duì)象電話,每次撥叫假設(shè)5次會(huì)有1次失敗,這是一個(gè)可以接受的概率,經(jīng)3次轉(zhuǎn)接就只剩下一半的成功率。這還是理想的狀態(tài),實(shí)際上用戶所在的地點(diǎn),不見得能直接連接長(zhǎng)途局,通話對(duì)象也是如此,還剩多少撥叫成功率可想而知。所以現(xiàn)實(shí)中,人們不在家或單位,寧可跑到長(zhǎng)途局排隊(duì)等候撥打長(zhǎng)途電話。
這種情況下,誕生了機(jī)械式自動(dòng)電話交換機(jī)。1891年,斯特羅格(舊譯史端喬)發(fā)明了步進(jìn)制交換機(jī),以及匹配的旋轉(zhuǎn)撥號(hào)盤電話,1892年在美國(guó)印第安納州拉波特城投入使用,從此每一部電話開始擁有自己的名字,不再是固定的1對(duì)1連接,而是自動(dòng)在通信網(wǎng)中尋找目標(biāo)。
1963年出現(xiàn)了脈沖式按鍵電話機(jī),用數(shù)字鍵盤代替旋轉(zhuǎn)式撥號(hào)盤,但并沒有實(shí)質(zhì)性的技術(shù)進(jìn)步,同樣適用于自動(dòng)電話交換機(jī)。
之后,直到發(fā)明程控交換機(jī),出現(xiàn)了與之匹配的雙音多頻按鍵電話機(jī),采用2個(gè)不同頻段信號(hào)發(fā)送電話號(hào)碼,提高了呼叫接續(xù)速度,成為固定電話的主流。
電話機(jī)第三次大發(fā)展,是固定電話逐漸被移動(dòng)電話取代。
早期的移動(dòng)電話,和早期電話一樣,電池占去了大部分的體量。如果沒有高性能電池的出現(xiàn),諸如音樂手機(jī)、攝像手機(jī)之類根本不可能出現(xiàn),就更不用提智能手機(jī)了,沒有人會(huì)把這些附加功能集成在一個(gè)重量以公斤為單位的通信工具上。
隨著時(shí)代發(fā)展,移動(dòng)電話已經(jīng)變成一種多功能的媒體工具,傳統(tǒng)電話的功用——即時(shí)語(yǔ)音通信所占的比例越來越少,“手機(jī)”這個(gè)俗稱變得比移動(dòng)電話更恰如其分。
在未來,電話也許會(huì)和留聲機(jī)、收音機(jī)一樣,僅僅存在于博物館的收藏之中。
原載中國(guó)電信博物館微信公眾號(hào)2021年10月25日