现代通信网概论作业电话机的工作原理班级：通信1204
学号：20124410
姓名：唐曼玲
一、电话机的起源与分类
1.1电话机的起源
作为通信网上应用最广、数量最多的电信终端设备，电话机已成为人们生活和工作中不可缺少的一部分。电话机行业由小到大，1996年左右发展到了鼎盛时期，当时电话机生产厂家达到400家左右。由于竞争加剧，一些小企业难以立足，逐渐倒闭或转行，近几年电话机生产企业的数量呈下降趋势，目前进入国内市场的生产企业有近200家。随着技术的发展和新业务的不断出现，电话机的品种不断更新，功能越来越丰富。到目前为止，约有400多个品种和款式的电话机产品在市场上销售，全国电话机的年内销量约为4000多万台。近几年来，电话机的总体质量在稳步提高，但由于市场供过于求，竞争激烈，且缺乏有序的管理，致使个别生产企业为降低成本，选用低价元器件，简化设计和生产工艺，放松对质量的严格要求，使部分电话机的质量下降。
1.2电话机的分类
电话机产品按其功能可以分为普通按键电话机、主叫号码显示电话机、录音电话机、免提电话机、短信电话机、无绳电话机等。电话机所具备的的功能是以其型号来区分的，用户可以根据自己的要求和爱好在市场上选购。电话机的发号方式有两种，即脉冲发号方式和双音频发号方式，它是配合相应交换机而设计的。为兼顾两种制式，脉冲、音频兼容电话机很普遍，可以通过一个开关来选择，用P／／表示。
不同的电话机功能不同，以下是电话机的种类和功能介绍：
1. 普通话机：没有附加功能的电话机，如HA238P／T。
2. 带存储功能的电话机：具有可事先存储多个号码功能的电话机，如HA881P／TS，其中“S”表示具有存储功能。
3. 半免提话机具有不拿起手柄就可以拨号并能听到信号音及对方讲话功能的话机，若要通话，必须拿起手柄。如HA238P／TSd，其中“d”表示半免提话机。
4. 全免提话机具有不拿起手柄就可以拨号、讲话与听话功能的话机。由于目前技术采取的都是半双工制式，在免提状态下往往感觉不十分舒服，这是因为传输是单向的，即听的时候不能讲，讲的时候不能听，如果都讲，必定有一方听不到。
5. 带长途锁话机具有长途电话有权限制功能的话机，如HA238P／TL，其中“L”表示具有长途加锁功能LOCK。
6. 自动应答话机主人有事外出，当电话打来时需要告诉对方到哪里去或什么时间回来等简单信息。使用该种话机只能自动应答，不能将对方的讲话录下来。如HA828P／TA，其中“A”表示具有应答功能ANSWER。
二、电话机通信系统
电话机通信系统一般由电话机，线路设施及交换机等三部分组成。下面是电话系统拓扑图：
图1 电话系统拓扑图
三、电话机的基本通信原理
3.1呼叫方的基本工作原理
声波使振动膜振动，振动改变碳粒密度，进而改变导电性。电话基本原理示意图如下：
3.1.1 步进制电话呼叫原理
步进制电话交换机靠电话用户拨号脉冲直接控制交换机的机械作动作。
举例说明：
若用户拨号“1”，发出一个脉冲，这个脉冲使接线器中的电磁铁吸动一次，接线器就向前动作一步；类似地拨号“2”。
3.1.2 纵横制电话呼叫原理
纵横制电话由一些纵棒、横棒和电磁装置构成，通过控制经过电磁装置的电流可吸动相关的纵棒和横棒动作，使得纵棒和横棒在某个交叉点接触，从而实现接线的工作。
3.2 交换机的基本工作原理
n个用户，只需n对线，使线路费用大大降低。设备根据发话者的要求，完成与另外一个用户之间交换信息的任务。其工作示意图如下：
3.2.1人工交换机工作原理
用手摇发电机发出呼叫信号，使相应的用户接口电路上的指示灯亮。
话务员发现后，将自己的话路与呼叫者话路接通，问明被叫者的姓名后，选定一条空闲线路，然后将铃流发生器与被叫话路接通。
被叫方摘机，指示灯亮后，话务员拆断铃流发生器，接通线路，使发、受话双方通话。通信结束后，用户挂机，接口指示灯灭，话务员拆除线路，完成一次通话。
3.2.2自动交换机工作原理
控制过程通过通信设备自动完成。步进制交换机和纵横制交换机都是利用电话机拨盘产生的信号与交换机产生关系，由交换机自动完成呼叫方和被叫方之间的线路接续工作。
四、电话系统工作原理
1、电话交换过程 步骤1：
要打一个电话，呼叫方必须通过拨号或者按键来输入一串数字，每一个数字发送一个代码到当地的交换中心，在那里代码序列被加以解释，并判断出目的地。 步骤2：
存在一条路径，发两个信号。第一个发给目标电话使它响铃。第二个发给呼叫电话，以通知呼叫者。
音频拨号：每个数字发送一个由一对独特频率组成的音频。
脉冲拨号：每个数字产生一到十个脉冲。每个脉冲实际上相当于开关一次电路，也就是压下和放开吊钩一次。
2、呼叫路由选择
本地回路：它由电话机以及将电话机连接到本地交换局的电缆线组成。交换逻辑电路，负责为电话呼叫选择路由。
非本地电话：路由策略将取决于该呼叫的目的地。 电话通信网示意图：
一级电话分局
二级地区中心
三级基层中心
四级长话中心
五级本地交换局一级电话分局
二级地区中心
三级基层中心
四级长话中心
五级本地交换局
其他地区中心
其他基层中心
其他要地交换
局
其他长话中心
高负荷的主干线路
其他地区中心
其他基层中心
其他长话中心
其他要地交换
局
路线1
路线2
呼叫电话被叫电话
3、电话局之间的关系
层次关系：一级分局连接许多二级中心，依次类推。在最高层上，高容量的主干线将一级中心连接起来，它们能够同时传送很多个电话通话。
电话连接：任意两电话要实现连接，都必须从本地交换局开始逐个层次向上传送，一
直到电话分局，接着穿过一条主干线到达另一个电话分局，然后再向下传送到达适当的本地交换局；。
五、电话机简单通信模型举例
关于两部电话机最简单的通信模型。最简单的能正常工作的电话内部结构如下图所示：
图一电话机最简单的通信模型
该通信模型里面只有三个部分，而且都非常简单：a)一个决定与网络连接和断开的开关，一般称为压簧开关。当您拿起听筒时，它与网络开始连接。b)一个扬声器，这是一种普通的50美分、8欧姆的小型扬声器。c)一个扩音器，在过去，电话扩音器的构造非常简单，就是两块薄的金属板中间夹着碳粒。使用者说话时的声波对碳粒不断施压和减压，改变了碳粒的阻抗，从而调节流过扩音器的电流。
使用者通过快速轻叩压簧开关来拨打这部简单的电话，所有电话开关转换器仍会识别出这种“脉冲拨号”。如果拿起话筒，对着压簧开关快速轻叩四下，电话公司的开关转换器就会知道拨了号码“4”。
最简单的电话实现存在的唯一问题是说话时，通过扬声器还能听见自己的声音。多数人都觉得这种回声很讨厌，因此任何“真正的”电话都包含一种称为双层线圈的设备或者其他具有等效功能的设备，以阻隔使用者的声音进入到耳中。现代电话还包括可以让电话发出响声的电话铃、按钮式小键盘以及频率发生器。现代电话中有一个电子扩音器放大器和替代碳粒和负载线圈的电路。原有的机械铃声通常为扬声器和能产生悦耳音调的电路所代替。