Telefonun İcadı (Alexander Graham BELL)

Telefonun İcadı (Alexander Graham BELL)

XIX. yüzyılın son çeyreğinde Morse telgrafı standart araçları, kuralları ve uzmanlarıyla tam örgütlenmiş bir kamu hizmeti durumuna gelmişti. Ve sayısız araştırmacılar daha da geliştirmek için harıl harıl çalışmaktaydılar. Çabaları özellikle iki yön izlemekteydi: En kısa zamanda masrafları karşılayacak azami hızı ulaşımda sağlamak; bir de Morse alfabesini bir yana bırakıp mesajları normal yazıyla alabilmek…

Birincisini duplex (çift taraflı haberleşme) tekniğiyle yani her iki yönden birden mesaj göndermek yoluyla sağladılar. Bu güzel icat iki kişinin eseri oldu: Wheatstone (1852) ve Amerikalı Stearns (1868). Ünlü Thomas Edison da bunu 1871′de guadruplex sistem haline soktu.

İkinci sorun için ilk çözüm bulan İngiliz Davit Hughes (1831-1900) oldu.1855′te alfabenin harflerine karşılık olan bir klavye teklif etti. Ama yine de en köklü çözüm yolunu basit bir telgraf teknisyeni olan Fransız Emile Baudot (1845-1903) gösterdi. 1874′te karma bir yol Hughes ile şirketinin kullandığı Morse makinelerinin birleştirilmesini teklif etti. Ve bunu gerçekleştirmeyi başardı. Böylece yazılı bir telgraf meydana getirmekle kalmadı, birkaç mesajı (5-6 taneyi) birden gönderme imkânını da sağlamış oldu.

Açıkgöz bir adam olan Baudot, icadının beratını almaya ve makinesini P.T.T.’ye kabul ettirmeyi başardı. Bunun kendisine paraca bir tatmin sağladığı söylenemezse de adının Morse’unki gibi gelecek kuşaklara bir cins isim olarak kaldığını görmek kıvancına erişti.

Telefon Baudot’nun ilk denenmesi sırasında icat edildi.

Bu icadın da uzun bir geçmişi olmuştur. İlkini, sicimi: telefonu (Hooke) bir yana bırakalım; 1782′de sesleri 800 m. uzağa götürmeyi deneyen Papaz Dom Gauthey’i de anıp geçtikten sonra, bu alanda ciddi ilk çalışmayı yapmış olan Amerikalı Charles Page’a (1812-1873) gelelim. Page yumuşak demir parçacıklarını hızla mıknatıslamak ve mıknatıslığını gidermek yoluyla sesleri almayı başarmıştı. Meslektaşı Cenevreli fizikçi Auguste de la Rive (1801-1873) bunu geliştirdi ve işi, telefonun gerçek ön-icatçısı olarak sayacağımız Alman fizikçi Philipp Reiss (1801-1873) ele aldı .

Reiss makinesi sesin titrediği bir zardı ve bu titremeler elektrik devresini kapatmaktaydı.

Reiss, uluslararası üne sahip bir bilgin değildi. Öyle ki, çalışmaları kendini aynı çalışmalara vermiş olan Amerikalı profesörün kulağına rastlantıyla çalındı. Bu bir diksiyon profesörünün oğlu olup 3 Mart 1847′de Edinburg’da doğan Graham Bell idi. Kendisi de babası gibi fonetikle konuşma mekanizması ve sağır dilsizlerle ilgilenmişti. Bu alandaki incelemeleri sırasında Holmholtz’un “İşitme Duyusu Açısından Müziğin Fizyolojik Teorisi” (1863) adlı eserinden, elektromıknatısın etkilediği bir diyapazon aracılığıyla nasıl sesler elde edilebileceği hakkında fikir edinmiş ve elektrik konusunda incelemeler yapmaya başlamıştı.

1872′de A.B.D.’ye göç eden ve Boston Üniversitesine ses fizyolojisi profesörü olarak atanan Bell, sağırlarla ilgili projelerini bir yana atmış değildi; hatta bir sağır kadınla evlenmişti. O kadar ki, 1875′te bir telgraf maniplesi aracılığıyla bir diyapazonu onlar için titreştirmişti. Günün birinde diyapazonun yerine mıknatıslı maden parçaları kullandı ve bunlardan birinin kuru bir ses çıkararak elektromıknatısa gidip yapıştığını gözlemledi. Ani bir esinlemeyle irkildi. Maden parçacıklarının yerine bir zar yerleştirdi ve zarı titreşimlerine göre direnci değişen bir elektrik devresine bağladı. Sonra telin öbür ucunda çalışmakta olan asistanına seslendi: “Bay Watson, gelin! size ihtiyacım var.” Watson şaşkın ve ürkek bir tavırla koşup geldi: Patronunun sesini telefondan duymuştu.

Bu olay 10 Mart 1876′da olmuştu. O zamanlar ilim adamları bu icadı Amerika’nın en olağanüstü buluşu olarak nitelemekteydiler, ama o haliyle çok olduğu da bir gerçekti. Bir elektrik jeneratörüyle çalışmıyordu. Elektrik akımını yaratan, vericideki manyetik alanın değişimleriydi ve bu telden geçerek alıcıdaki elektromıknatısı harekete getiriyordu. Bu durumda 10-12 metreyi aşamazdı. Aygıtı ilk geliştiren Edison oldu (1876). Vericiye bir pil bağlayarak gücünü artırdı. 1878′ de Hugnes mikrofon’u icat etti ve böylece zarların titreşimleri sonucu elde edilen sesleri büyük oranda yükseltmek mümkün oldu.

Böylesine olağanüstü bir buluş, sözgelişi, New York’ta iken Boston’daki arkadaşının sesini duymak görülmemiş bir heyecan yarattı; olaylara, kıskançlıklara, kinlere ve davalara konu oldu. ilk davayı açan Amerikalı değerli teknisyen Elisha Gray (1835-1901) idi. içine kapanık bir araştırmacı olan Gray telefonu Graham Bell’le aynı zamanda bulmuş, ama ne yazık ki beratını ondan iki saat sonra istemişti. Bu 120 dakikalık gecikme mahkemelerin, haklarını reddetmesi için yetti. Graham Bell’in, icadını telgraf şirketi Western Union’a teklif edip (1877) reddedilmesinden sonra kurulan Bell Telephone Şirketi aleyhine; sözde başka mucitler, geliştiriciler ve rakipler tarafından bir yığın davalar açılmaya başlanmış, bir yandan da berat meseleleri çevresinde tatsız didişmeler ve açgözlü çekişmeler almış yürümüştü.

Bütün davalar art arda gerçek mucidin lehine sona ermekteydi. Telefon da bir yandan durmadan yayılmakta, teller şehirlerden şehirlere uzanmaktaydı. 1880 yılında Amerika’nın 35 eyaleti telefon santralına kavuşmuş ve 70.000 abone kaydetmişti. Bell 4 Ağustos 1922′de Halifax’da öldüğünde A.B.D. ve Kanada’daki 17 milyon abonelik şebekede ulaşım bir dakika durduruldu.

1876′da telefonun icadı bunca hayranlık dolu bir şaşkınlık yarattıktan sonra fonografın etkisi ne oldu, bir gözünüzün önüne getirin. Oysa bu konu da ani olarak patlak vermemiş, çalışmalar az çok kulaktan kulağa duyulmuştu. Bilim adamları uzunca bir süreden beri uğraşmaktaydılar; hatta 1857′de yarı yola varmışlardı bile. O yıl mütevazı bir basın musahhihi olan Fransız Edouard-Leon Scott (1817-1879), gerçek bir kaydedici fonograf imal etti. Bu, altında bir silindirin döndüğü madeni bir sivri uç ve buna bağlı bir zardan oluşmuştu. Bu zarın önünde konuşulunca ya da şarkı söylenince sesler sivri madeni uç aracılığıyla silindirin üzerinde titreşimli izlet bırakıyordu.

Bu kaydetmenin tersinin olabileceği yani sivri ucu bu izlerden bir daha geçirmek yoluyla söz ya da müziği yeniden meydana getirmek bambaşka bir alandı elbet. Ve kolay kolay kimsenin aklına gelecek şey de değildi. Bunu ilk düşünen Charles Cros (1842-1888) adında bir Fransız oldu. Cros şair, mizahçı, hem de bilim adamıydı. Bir yandan şiirler yazıyor, bir yandan da teorik olarak renkli fotoğraf, gezegenlerarası ulaşım ve fonograf tasarlıyordu. Tasarıları gerçekleşti ve 1877′de Bilimler Akademisine, “paleophone” adını verdiği gerçekte bir fonograf olan bir aletin planını sundu.

Edison’un bu çalışmadan haberi oldu mu? Yoksa yalnızca bir rastlantı sonucu olarak mı bilmiyoruz; tıpatıp aynı ilkelere dayanan makinesi için berat istedi. Edison’u bu makinenin önünde çocukça bir şarkı olan “Mary had a little lamb -Mary’nin minik bir kuzusu var” şarkısını söylerken görenler, makinenin az sonra hımhım bir sesle bunu tekrarladığını duydular.

1878′in fonografı bir oyuncaktı, ama inanılmaz bir gelişme gösterdi ve günümüzün elektrofon ve mikrosiyon plaklarına bir yığın yeni buluş ve icatlara yol açtı…




------Telefon nasıl çalışır?

Bir elektrik devresi üzerinden bir telefon konuşmasının yapılması sırasında meydana gelen olaylar şöylece sıralanabilir:

1. Ses enerjisi mekanik enerjiye dönüşür.
2. Mekanik enerji elektrik enerjisine dönüşür.
3. Elektrik enerjisi nakledilir.
4. Karşı tarafta elektrik enerjisi manyetik enerjiye dönüşür.
5. Manyetik enerji mekanik enerjiye dönüşür.
6. Mekanik enerji ses enerjisine dönüşür.

Elektrik titreşimlerinin iletkenlerdeki yayılma hızı esas titreşimlerinin havadaki yayılma hızından birkaç yüz bin kere daha fazla olduğundan (200-300 bin km/sn mertebesinde) telefon ile konuşanlar, aradaki uzaklığa rağmen, karşı karşıya bulunuyorlarmış hissine sahiptirler. Telefon sistemi üç ana görev yapar. İki abone arasında konuşma irtibatını sağlar ve aboneler arasında çağırma, meşgul çevirme, ses sinyalleri üretir. Otomatik olmayan manyetolu telefonlarda bu işlemler elle yapılır.

Bir telefon aletinde bulunan belli başlı parçalar şunlardır:
1. Ses alıcı (mikrofon),
2. Mikrofon akım kaynağı,
3. Ses verici (kulaklık),
4. Çağırma ve çağrılma düzenleri,
5. Devre açıp kapayıcılar, anahtarlar,
6. Çağırma kadranı.

Manuel ve otomatik santrallara bağlı telefon aletleri birbirinden farklıdır. Herbirinde yukardaki parçaların bazıları bulunur. Telefonun ahizesi sesi elektrik enerjisine ve elektrik enerjisini de sese çevirir. Otomatik telefon cihazında ahize kaldırıldığında devreyi açan bir anahtar ve ön tarafta numaratörü mevcuttur. Telefon ahizesi kaldırılınca telefonla santral arasında elektrik devresi kurulur. Ahizeden ton sesi duyulur. Numaratörden, mesela 6 rakamı çevrilince elektrik devresi altı defa açılıp kapanmış olur. Elektrik devresindeki açılıp kapanmalar sinyal olarak santralda devreler vasıtasıyle sayılır.

Muhaberenin konuşma şeklinde olması şart değildir. Lokal santrallara konulan bilgisayarlar gönderilen sinyal cinsine göre seçim yaparak dağıtımı analog telefon, sayısal telefon, faksimile, teleks, televizyon bilgi işlem şekillerinde terminallere ulaştırır. Böylece telefon konuşmaları yanında televizyon, faksimil resim ve yazı, teleks, bilgisayar işlemleri de çok süratli ve kaliteli olarak yürütülür.

Muhabere hatları: Muhabere (haberleşme) imkanları çok çeşitlidir. Bunlar:

1. İki telli analog radyo sinyal hattı (1 konuşma).
2. Anolog radyo röle link hattı (30 konuşma).
3. Sayısal radyo röle link hattı (1920 konuşma).
4. Çok kollu koaksiyel kablo hattı (7680 konuşma).
5. Fiberoptik kablo hattı (10.000 konuşma ve üstü).
6. Muhabere uydular hattı (20.000 konuşma).

İki telli konuşma devreleri uzak mesafelerde kayıplar çok arttığı ve kanal sayısı sınırlı olduğu için şehir içi dağıtım sistemi dışında kullanılmaz. Muhabere sistemleri radyo yayınlarından istifadeyle kapasite ve kalite yönünden çok gelişmiştir. Telefon konuşmaları hem doğrudan analog sinyal olarak hem de bu analog sinyalin sayısal sinyal haline çevrilmesinden sonra yayınlanarak yapılabilmektedir. Analog sinyal de yankı problemi ve sinyal gürültü seviyesi yüksek olduğu için terk edilmiş sayısal sinyal sistemine geçilmiştir.

Sayısal sinyal sistemlerinde, analog sinyal dilimlere bölünerek düzgün palslara ayrılır. Bu palslar daha sonra kodlanarak verici anteninden ‘0′, ‘1′ sayısal yayın olarak gönderilir. Kodlanma işlemi her konuşma için ayrı ayrı yapılabildiği için bir antenden aynı anda binlerce sayıda konuşma palslar halinde yayınlanabilir. Alıcı telefon, istasyondan alınan bu binlerce yayın tekrar kod çözücüde çözümlenerek, odyo sinyal haline çevrilerek santral mantık devresinden geçerek abonelere ulaşır. Kodlanmış palslar antenden yayınlanabildiği gibi koaksiyel kablolardan da gönderilebilir. Koaksiyel kablolarda kayıplar çok azalır. Koaksiyel kablo yerine bundan daha süratli yüksek kapasiteli ve kayıp oranı çok düşük optik fiber kablolar da kullanılabilir. Optik fiber sisteminde kodlanmış sayısal sinyaller optik sinyallere çevrilerek gönderilir. Karşı santralde optik sinyaller önce elektronik sinyallere daha sonra da odyo analog sinyale çevrilerek lokal santral mantık devresinden abonelere ulaştırılır.

İki telli muhabere sisteminde aynı anda bir konuşma yapılır. Halbuki pals kod modüleli sayısal radyo link muhabere sisteminde 30 kanal mevcuttur. Koaks kablolu sayısal radyo link muhabere sistemiyse en az saniyede 30 megabit bilgi gönderme kapasitesine sahip olup, 1920 kanallıdır. 1985 senesinde F. Almanya’da hizmete girmiş olan böyle bir sistem saniyede 565 mbit kapasiteye; bir başka ifadeyle aynı anda 7680 konuşma veya bilgi aktarmaya müsaittir. Fiberoptik sistemler 140 mbit/saniye ve daha yukarı kapasitede görev yapmaktadır. Fiberoptik muhabere sistemi kapasite yüksekliği, montaj kolaylığı, bakım istememesi, yüksek kaliteli bilgi göndermesiyle mevcut sistemlerin en mükemmelidir.

Özet olarak telefon santrallarının isimleri şunlardır: Elektromekanik telefon santralı, elektronik telefon santralı, otomatik telefon santralı, şehirlerarası telefon santralı, transit telefon santralı, yarıelektronik telefon santralı, yarıotomatik telefon santralı, mahalli (yerel) telefon santralı… olmak üzere çeşitleri vardır (1994).

Telefonun tatbikatta sağladığı en büyük fayda muhaberenin süratli bir şekilde yapılmasıdır. Fiberoptik, koaksiyel kablo ve elektromanyetik yollarla uydulardan yansıtılarak yapılan telefon görüşmeleri dünyanın her köşesini birbirine bağlamıştır. Telefon sistemlerinin kanal kapasiteleri her geçen gün artmaktadır. Kanal sayısında artışlar telefonu daha da pratik bir hale sokmaktadır. Telekomünikasyon arasındaki önemli gelişmelerden biri de, telsiz telefonun ortaya çıkmasıdır. Kısa dalga radyo alıcı-vericilerin normal telefon sistemine bağlamasıyla hareket halinde telefonla konuşma imkanı ortaya çıkmıştır. Bu sistemle bölgeler arası kesintisiz bağlantı olduğu gibi, çok uzun menzilli yolculuklar yapan bile istediği yeri anında arayabilir.