1.2 電話通信的基本原理

電話通信就是利用電信號(hào)遠(yuǎn)距離傳遞人們講話的聲音。電話通信的實(shí)質(zhì)就是把主叫用戶端發(fā)出的聲音轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由用戶線路傳遞到被叫用戶端，被叫用戶端再將電信號(hào)還原成語言聲音，這就是電話通信的基本原理。電話通信的分類如圖1.1所示。

1.2.1 電話通信系統(tǒng)的基本組成

電話通信是借助聲電與電聲轉(zhuǎn)換器件，以及電信號(hào)傳輸設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離語言通信的一種電信系統(tǒng)。從發(fā)話人向送話器發(fā)出話音信號(hào)，經(jīng)聲電變換后進(jìn)行傳輸，最后由受話器即聽筒接受該信號(hào)，由電聲變換后使受話人聽到原來的話音。由于電話機(jī)都具有話筒和聽筒，既能送話又能受話，實(shí)際上是雙向話音通信。電話通信系統(tǒng)不是直接傳送話音信息，而是直接傳送話音信號(hào)。信息由信號(hào)承載，它包含發(fā)話人表達(dá)的語義信息和個(gè)人特征信息。受話人聽到的只是發(fā)話人話音信號(hào)高保真度的復(fù)制品。實(shí)際電話通信系統(tǒng)總是采用雙線傳輸，實(shí)現(xiàn)話音信息的雙向交換。其原理如圖1.2所示。

任何兩部電話機(jī)和一對(duì)電話線就可以實(shí)現(xiàn)通話。如果有多個(gè)用戶之間相互通話，用這種直接通話方式，線路就太復(fù)雜了。因此在用戶分布地區(qū)中心地帶設(shè)立一個(gè)電話局，裝設(shè)一部電話交換機(jī)就十分必要。每個(gè)用戶的一對(duì)電話線都接到交換機(jī)上，由交換機(jī)把需要通話的用戶臨時(shí)接通，這樣每部電話機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)與局內(nèi)任何用戶的電話通信。這種能為任何一對(duì)電話用戶提供通話的網(wǎng)絡(luò)稱為電話通信網(wǎng)。

電話通信網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)可分為以下三部分。

（1）用戶線路

用戶線路是指用戶電話機(jī)引入線、配線電纜和電話局的總配架線等，是用戶到電話局間的設(shè)備。

（2）交換機(jī)

交換機(jī)是指接續(xù)主叫用戶與被叫用戶臨時(shí)通話的設(shè)備，按接線與拆線方式分為人工交換機(jī)、半自動(dòng)交換機(jī)和自動(dòng)交換機(jī)。

（3）局間傳輸設(shè)備

局間傳輸設(shè)備是市話局之間或市話局與長(zhǎng)話局之間的局間中繼線，包括架空明線、對(duì)稱電纜和光纜及更先進(jìn)的微波、衛(wèi)星等通信電路。

電話通信網(wǎng)的基本功能是：根據(jù)用戶臨時(shí)要求提供一條電話通路，用戶通話期間保持電路接續(xù)并監(jiān)視是否結(jié)束，用戶通話結(jié)束后全部通話設(shè)備釋放復(fù)原。

1.2.2 電話通信的基本要求

電話通信應(yīng)滿足一定的音響度和清晰度，以獲得滿意的通話效果。日常談話的話音信號(hào)功率大約為10mW，如果要求與平時(shí)談話一樣自然的電話通信，就要求送話器接受話音信號(hào)的功率為1～10mW時(shí)能可靠工作。對(duì)受話器的要求是輸入話音電流信號(hào)的功率超過1mW時(shí)便能聽到聲音。清晰度高于85%則認(rèn)為電話傳輸質(zhì)量較好。要控制電話通信系統(tǒng)的傳輸衰減，保證音響度要求，恰當(dāng)?shù)膫鬏旑l率是保證語音清晰度的前提條件。音頻范圍是20Hz～20kHz，超過20kHz的聲波一般是聽不到的。人類語言信號(hào)頻率范圍與發(fā)音器官有關(guān)，一般是80～8000Hz，話頻在音頻范圍之內(nèi)。全部話頻頻帶較寬，傳送起來所需通信設(shè)備昂貴。而恰當(dāng)?shù)剡x擇傳輸頻帶，保真度降低不多，既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用，不失兩全其美。500～8000Hz頻段成分影響清晰度，其中1000～2000Hz頻段是保證一定清晰度而必須傳輸?shù)牟糠郑湓捯粜盘?hào)低頻段影響音響度。傳送頻帶必須兼顧音響度、清晰度和保真度，所以在一般電話通信系統(tǒng)中以300～3400Hz為電話傳輸頻帶。