கட்டுரை – தொழில் நுட்பம்  – தரைவழித் தொலை பேசி 

முன்னுரை 

இன்றைய தொலைத்தொடர்பு நிறுவனங்கள் அனைத்தும் High Definition Voice (உயர் வரையறை குரல்) என்னும் விலையில்லா சேவையைத் தரும் நோக்கத்தில், அருகில் அமர்ந்து பேசுவது போன்ற அனுபவம் தரும் திறன்பேசியையும் அதற்குத் தேவையான 4G/ 5G அலைபேசிக்  கட்டமைப்பையும் உருவாக்கும் முனைப்பில்  உள்ளன. அது நிறைவேறினாலும் எதிர்பார்க்கும் பலன் கிடைக்குமா என்பது சந்தேகமே. ஏனெனில் இங்கே பயனரை மொபைல்  அமைப்புடன் இணைக்கும் கடைசி மைல், பிற பயனர்களுடன் பகிரப்படுகிறது. அதனால் சேவைக் குறைபாட்டுக்கு அதிக வாய்ப்பு இருக்கிறது. அவ்வாறில்லாமல்  கடைசி மைலை  தனிப் பயன்பாட்டுக்கு அர்ப்பணிக்கும் ஒரே அமைப்பு தரை வழித் தொலைபேசி அமைப்பு. (Land Line Telephone System.)

அமெரிக்காவில் 19-ம் நூற்றாண்டின் இறுதியில் பேசுவதற்கு ஒரு கருவி தேவையா, யார் வாங்கிப் பேசப் போகிறார்கள்? என்ற விமர்சனங்களுக்கிடையே தொலைபேசியைக் கண்டுபிடித்து அதன் மூலம் தரைவழித் தொலைபேசி  அமைப்பை உருவாக்கி,  உயர் தரப் பேச்சொலியைத்  தொலைபேசி ரிசீவரில் கேட்கவைத்த அந்தப்  புதிதுபுனைவோரின்  (innovators) வெற்றிக் கதையை இங்கே சொல்லப்போகிறேன்.

P.O.T.S

சில ஆண்டுகளாக POTS (Plain Old Telephone System – வெற்று வயோதிகத் தொலைபேசி அமைப்பு) என்ற பெயரால் பரிகசிக்கப்பட்டுவரும் தரைவழித் தொலைபேசி அமைப்பு,  அடிப்படையில் முறுக்கு இணை (twisted pair) தாமிரக் கம்பிகள்மூலம் இடையறாது குரல் குறிகைகளை அனுப்புதலாகும். இது 1876-ல் கண்டுபிடிக்கப்பட்டு ஒரு நூற்றாண்டுக்கும் அதிகமாக நிலைத்திருக்கும்  தொழில் நுட்பம் . மேலும் தாமஸ் வாட்சன், எமில் பெர்லைனர் மற்றும் தாமஸ் எடிசன் ஆகியோரின் கூட்டு முயற்சியால் உருவான இந்தத்  தொலைபேசி அமைப்பில்  இதுவரை ஏற்பட்டுள்ள மாற்றங்கள் பலப்பல. மின்னணுசார் தொலைபேசிக் கருவிகள், ஒளிஇழை வடங்களால் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்ட இலக்கமுறைத் தொலைபேசி இணைப்பகங்கள்,  ஒளியிழை வடங்களின் ஆக்கிரமிப்பால் குறைந்துவரும் தாமிர லோக்கல் லூப் ஆகிய அனைத்தும் பெரும் மாற்றங்களே  ஆயினும் இவை  ஒப்பனை சார்ந்தவையே (cosmetic); அடிப்படை மாற்றங்கள் எதுவுமே  இல்லை. ஒரு நூற்றாண்டுக்கு மேல் நீடித்துவரும் இந்தத் தொழில்நுட்பத்தின் மாறாமையைத் (consistency ) தோற்கடிக்கக்கூடிய தொழில்நுட்பத்தை இதுவரை உலகம் அறிந்திருக்கவில்லை. இன்றும் விதிமுறைகளை அனுசரித்து  நிறுவப்பட்டால்,  மனிதப் பேச்சு மற்றும் கேட்புச்   சிறப்பியல்புகளுக்கு இசைவானதாகவே  செயல்பட்டுத் தெள்ளத் தெளிவான, அருகில் அமர்ந்து பேசுதற்கு நிகரான,  பேச்சொலியைத் தரும். பின்வரும் பத்திகளில் இத்தொலைபேசி அமைப்பின் விவரங்கள், தொலைபேசிக்  கருவியின் செயல்பாட்டுக் கூறுகளின் (functional components ) விளக்கங்கள், காலப்போக்கில் கருவியின் அமைப்பில் ஏற்பட்டுள்ள வளர்ச்சிகள் மற்றும்  மனிதப் பேச்சு, கேட்புக்கு இசைவான பண்புகள் கொண்ட வெளிப்புற கம்பிவட அமைப்பு இவை அனைத்தும் சுருக்கமாகத் தரப்பட்டுள்ளன. 

அடிப்படைத் தொலைபேசி அமைப்பு (Basic telephone system)

எந்த இரு வாழ்விடங்களுக்கிடையேயும்  எந்த நேரத்திலும் தனிப்பட்ட பேச்சொலித் தொடர்பாடல் வசதியை ஏற்படுத்திக் கொடுப்பது தொலைபேசி அமைப்பின் நோக்கம். இதில் பேச்சுக் குறிப்பலைகள் (speech signals) தொலைபேசியின் ஒலிவாங்கியால் (microphone) மின் குறிப்பலைகளாக (electric signals) மாற்றப்பட்டு அவை கம்பிகள்மூலம்   பயணித்துத் தொலைவிலுள்ள தொலைபேசி ஏற்பியால் (receiver) மீண்டும் பேச்சுக் குறிப்பலைகளாக மாற்றப்படுகின்றன.

தொலைபேசி கண்டுபிடிப்பு

அலெக்சாண்டர் கிரகாம் பெல் என்னும் அமெரிக்கர் மார்ச் 7, 1876-ல் மனிதக் குரலோசையை ஒரே சமயத்தில் அனுப்பவும் பெறவும் கூடிய தொலைபேசிக் கருவியை வடிவமைக்கவும்  தொலைபேசி அமைப்பை உருவாக்கவும்  காப்புரிமைப் பட்டயம் பெற்றார். அக்டோபர் 9, 1876 -ல்,  பாஸ்டன் – கேம்பிரிட்ஜ் போர்ட் இடையே 5 கி.மீ தூரத்துக்கு அமைக்கப்பட்ட தொலைபேசித் தொடரில் அவர்  இருவழி உரையாடலை சோதனை செய்துகாட்டினார். பின்னர் தாமஸ் ஆல்வா எடிசன் 1886-ல் வடிவமைத்த கரிம அனுப்பியைப் (carbon transmitter) பயன்படுத்திப் பேச்சின் தன்மையை மேம்படுத்தினார். இதுவே 1970-வரை நியம (standard ) அனுப்பியாக நீடித்தது. 

தொலைபேசித் தொகுப்பு (Telephone Set)

தொலைபேசிக் கருவி என்பது உண்மையில் ஒரு தொலைபேசித் தொகுப்பு. இது  மின்வழங்கி (power source), கைப்பேசி அல்லது கைத்தொகுப்பு  (handset), கைப்பேசி தொட்டில் (cradle),  ஹூக் சுவிட்ச், சுழற்றி (rotary dialer), அனுப்பி (transmitter), ஏற்பி (receiver), ஒலிப்பான் (ringer) மற்றும் பக்கத் தொனி குறைப்புச் சுற்று (anti-sidetone circuit) ஆகிய கருவிகளை உள்ளடக்கிய தொகுப்பு. எனவே இதை டெலிபோன் செட் என்றும் அழைக்கிறோம். 

தொலைபேசித்  தொகுப்பின் விவரங்கள்

• மின்  வழங்கி:

ஆரம்பகாலத்  தொகுப்புகளில் மின்கலன் பொருத்தப்பட்டிருந்தது. பின்னர் 1890களிலிருந்து  மின்கலனுக்குப் பதிலாக தொலைபேசிக் கருவிக்குத் தேவையான நேர் மின்சாரம் உள்ளூர் தொலைபேசி இணைப்பகத்திலிருந்து லோக்கல் லூப் வழியாக வழங்கப்பட்டு வருகிறது (உள்ளூர் தொலைபேசி இணைப்பகத்திலிருந்து பயனாளியின் இல்லம் வரையுள்ள இரு கம்பி இணைப்புகள் லோக்கல் லூப் என்று சொல்லப்படுகிறது.)

• Handset:

இது தொகுப்பின் கைப்பேசிப் பகுதி. அனுப்பி மற்றும் ஏற்பியை  உள்ளடக்கி இருக்கிறது.  அனுப்பி உள்ள பகுதி வாய்ப்பகுதி (mouth piece) என்றழைக்கப்படுகிறது. வாய்ப்பகுதியின் மறுமுனையில் காதில் பொருந்துமாறு வடிவமைக்கப்பட்ட பகுதியில் ஏற்பி வைக்கப்பட்டுள்ளது. பிற கருவிகள் அனைத்தும் தொலைபேசித் தொகுப்பின் கீழ்ப்பகுதியில் (base) நிறுவப்பட்டுள்ளன. கைப்பேசி அடிப்பாகத்துடன் காப்பிட்ட நெகிழ்வான  கம்பி வடத்தால் (cord) இணைக்கப்பட்டுள்ளது.

• தொட்டில்: 

தொலைபேசி உபயோகத்தில் இல்லாதபோது கைப்பேசி வைக்கப்படும் இடம்.

• Hook switch: 

இது மீள்சக்தி கொண்ட கம்பிச் சுருளால் இயக்கப்படும் சுவிட்ச். கைப்பேசியைத் தொட்டிலில் வைத்தால் அழைப்பு முடிவுக்கு வரும். கைப்பேசியைத் தொட்டிலில் இருந்து எடுத்தால் இணைப்பகத்திற்கு லோக்கல் லூப்  திறக்கப்பட்டு அதன் மூலம் இணைப்புக்கு மின்  வழங்கல் நிகழ்வதோடு, தாழ்ந்த அதிர்வெண் டயல் டோனும் இணைப்பில் பாயும். (உண்மையில் டயல் டோன் ஒற்றை டோன் அன்று. 350hz மற்றும் 440 hz அதிர்வெண் கொண்ட இரு டோன்களின் சமகால அனுப்புதல்.)

• சுழற்றி (rotary dial):

அமெரிக்காவில் 1891 முதல் வணிக ரீதியில் வெற்றிபெற்ற முதல் தானியங்கி மின் எந்திரவகை (eletromechanical) படிப்படியான (ஸ்டெப் பை ஸ்டெப் SxS) strowger தொலைபேசி இணைப்பகங்கள் நிறுவப்பட்டன. அதில் இணைப்புப் பெறும் தொலைபேசிக் கருவியில் பொருத்தப்படவேண்டிய சுழற்றி 1890-ல் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது.  தொலைபேசிப் பயனர்,  அழைப்பு  விடுக்க விரும்பும் நபரின் தொலைபேசி எண்ணை வரிசைக் கிரமமாகவும் ஒன்றன்பின் ஒன்றாகவும் எண்ணைக் குறிக்கும் வளையத்தில் விரலிட்டுக் கம்பிச் சுருளின் (spring) இழுவிசைக்கு எதிராக நிறுத்தம் வரைக்கும் இழுத்துவிட்டால், ஒவ்வொரு சுழற்றலுக்குப் பின்னர் குறிப்பிட்ட வேகத்தில் நிலைக்குத் திரும்புகையில் அது லோக்கல் லூப் வழியாகப் பாய்ந்து கொண்டிருக்கும் நேர் மின்சாரத்தை டயல் செய்த எண்ணுக்கு நிகரான எண்ணிக்கையில் துளிநேரத் தடைகள் செய்யும். (பூஜ்யம் (0) டயல் செய்தால் 10 தடைகள்; பிற எண்கள் டயல் செய்தால் அந்த எண்ணிக்கையில் தடைகள் ஏற்படும்.) ஒவ்வொரு துளிநேரத் தடையும் 0.1 விநாடி மட்டுமே நீடிக்கும். சுழற்றி மற்றும் புஷ் பட்டன் வசதிகள் கொண்ட தானியங்கி இணைப்பகங்கள் பின்னர் கண்டுபிடிக்கப்பட்டவை. ஆனாலும், அவ்வகைச் சுழற்றி முந்திய பெல் தொலைபேசிக் கருவியில் பொருத்தி இயக்கப்பட்டபோது, ஒவ்வொரு 0.1 விநாடி மின் முறிவின்போதும் மணிச்சுற்று தூண்டப்பட்டு மணி கிணுகிணுத்துத் தொந்தரவு செய்யுமென்று எதிர்பார்க்கப்பட்டது. ஆரம்ப கால டெலிபோன் சர்க்யூட்டில் பொருத்தப்பட்டிருந்த மின்தடை (ரெசிஸ்டர்) மற்றும் மின்தேக்கி (கப்பாசிட்டர்) அந்தச் சமயத்தில் மின்னோட்டத்துக்கு மாற்றுப் பாதையளித்ததால்  கிணுகிணுப்பு இல்லாமல் சுழற்றியை இயக்க முடிந்தது.  இதன் காரணமாகவும்  கிரகாம் பெல்லின் தொலைபேசி வடிவமைப்பு future proof என்று சொல்லப்படுகிறது. (அதாவது எதிர்காலத்தில் வழக்கொழிந்து போகாதவாறு மிகக் கவனத்துடன் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. )

• ஒலிப்பான் (ringer):

தொலைபேசி இணைப்பகத்தில் உற்பத்தி செய்யப்படும் 75 வோல்ட் 20 சைக்கிள் மாறு மின்னோட்டம் ஒலிப்பான்களை ஒலிக்கச் செய்கின்றது. 2 செகண்ட்ஸ் ஒலிப்பு, அடுத்த  4 செகண்ட்ஸ் மௌனம் என்ற சுழற்சியில் கைப்பேசி எடுக்கப்படும் வரை மணி ஒலித்துக்கொண்டே இருக்கும். தொலைபேசியின் வழக்கமான ஒலிப்பான் அமைப்பு,  நெருக்கமாக வைக்கப்பட்ட இரு அரைக்கோள வடிவ மணிகளையும் மணியின் நாக்கு ஒன்றையும் கொண்டது.  கைப்பேசி தொட்டிலில் வைக்கப்பட்டிருக்கும்போதும், ஒலிப்பான் சர்க்யூட் லோக்கல் லூப்பில் இணைந்திருக்கும். தொலைபேசி பயன்பாட்டில் இருக்கும்போது அனுப்பி – ஏற்பி சர்க்யூட்டுக்குத் தேவையான நேர்மின்னோட்டம், ஒலிப்பான் சர்க்யூட்டுக்கு மடைமாற்றம் ஆகிவிடாமலிருக்க, ON-hook ஆனதும் ஒலிப்பான் சர்க்யூட்டில் ஒரு கப்பாசிட்டர் கொண்டுவரப்பட்டு அது  உயர் மின் மறிப்பு (impedance) கொண்டதாக மாற்றப்படுகிறது.

• அனுப்பி:

தொலைபேசிக் கைத்தொகுப்பின் வாய்ப்பகுதியில் உள்ள குட்டி ஒலிவாங்கி  அனுப்பி  என்றழைக்கப்படுகிறது. அது பேசுபவரின் குரல் அதிர்வலைகளை மின்னலைகளாக மாற்றி  இணைப்பகத்திலிருந்து தொலைபேசித் தொகுப்பில் பாயும் நேர் மின்னோட்டத்தில் பதிக்கும். 1880-ல் ஆரம்பகால கரிம (carbon) அனுப்பிகள் உருவாக்கப்பட்டன. தொலைபேசிக் கருவியின் நேர் மின்னோட்டப் பாதையில் இருக்கும் ஒரு நிலையான மின்முனையையும்  மென்தகடு (diaphragm) இயக்கும் மின்முனையையும் கரிமக் குருணைகளின் மென் அடுக்கு  பிரித்திருக்கும். பேசுபவரின் குரல் அதிர்வுக்கேற்ப இயங்கும் மென் தகடு கரிம அடுக்கின்மீது ஏற்ற இறக்கம் கொண்ட அழுத்தம்  கொடுக்கிறது. கரிம அடுக்கின்மீது விழும் ஏற்ற இறக்க அழுத்தங்கள் காரணமாக அதன்  மின்தடையில் (resistance) மாற்றங்கள் ஏற்படுகின்றன. அதனால் லோக்கல் லூப்பின் நேர்  மின்னோட்டத்திலும் ஏற்ற இறக்கங்கள் ஏற்படும். கேட்பவரின் தொலைபேசி ஏற்பியில்  மின்னோட்ட மாறுதல்கள் குரலோசைகளாக மாற்றம் பெரும். 

• ஏற்பி:

தொலைபேசியின் கைப்பேசிப் பகுதியில் காது பாகத்தில் ஏற்பி அமைந்துள்ளது. இது மின்காந்த அடிப்படைக் கொள்கைப்படி இயங்கி, பேச்சுக் குறிகைகள் படிந்ததால் ஏற்ற இறக்கங்களோடு வந்தடையும் மின்னோட்டத்தை ஒலியலையாக மாற்றி மனிதப் பேச்சை மறு உருவாக்கம் செய்கிறது. அடிப்படையில் இரு பகுதிகளைக் கொண்டிருக்கிறது: இரு காந்த முனைகளிலும் காப்பிட்ட மென்கம்பிச் சுருள்கொண்ட ஒரு நிலைகாந்தம் மற்றும் காந்த முனைகளுக்கருகே பொருத்தப்பட்டுள்ள காந்தத்தால் கவரப்படுகிற பொருளாலான மென்தகடு. கம்பிச் சுருளில் பாயும் மின்னோட்டத்திற்கேற்ப, நிலை காந்தம் மென்தகட்டின்மீது கொள்ளும் ஈர்ப்பு ஏற்ற இறக்கங்கள் கொள்வதால், மென்தகட்டின் அதிர்வுகள் பேச்சு அலைகளை உண்டாக்குகிறது.

• பக்கத் தொனி குறைப்பு சர்க்யூட் : 

பக்கத் தொனி என்பது  பேசுபவரின் குரலோசை அனுப்பியில் இருந்து அவருடைய கைப்பேசியின் ஏற்பிக்கே  வந்து அவரைத் தடுமாறச் செய்யும் விரும்பப்படாத ஒலி. இந்தத் தொனியின் அளவைக் குறைக்கும் முக்கிய வேலையைப்  பக்கத் தொனிக் குறைப்பு சர்க்யூட் செய்கிறது. இந்த சர்க்யூட் மின்மாற்றிகள் (transformer), மின்தடைகள் மற்றும் மின்தேக்கிகள் இணைந்த ஒரு பகுதி. இதன் மற்றொரு செயல்பாடு மின்னெதிர்ப்பு இணைப் பொருத்துகை. (impedance matching.) குறைந்த மின்னெதிர்ப்புக் கொண்ட தொலைபேசிக் கருவியின் சர்க்யூட் அதிக மின்னெதிர்ப்புக் கொண்ட தொலைபேசித் தொடருடன் இணைப் பொருந்துகை கொள்ளச் செய்கிறது. இதனால் தொலைபேசி அமைப்பில்  சக்தியும் ஊக்கமுமுள்ள மின்னோட்டம் பாய முடிகிறது.

தொலை பேசிக் கருவியில் மாற்றங்கள் இதுவரை

1.சார்லஸ் வில்லியம் ஜூனியர் 1882-ல் வடிவமைத்த சுவரில் மாட்டும் தொலைபேசிக் கருவிதான் சாதாரணப் பயன்பாட்டுக்கு வந்த, ஆரம்பகாலத் தொலைபேசி. அதில் தொலைவுத்  தொலைபேசியில் அழைப்பு மணி ஒலிக்க வைக்கிற ரிங்கிங் வோல்ட்டேஜ் உற்பத்தி செய்யும் கைச் சுழற்று மேக்னெட்டோ மின்னாக்கி (generator), கையேற்பி (hand receiver ), ஹூக் சுவிட்ச் மற்றும் அனுப்பி பொருத்தப்பட்டிருந்தன. மேக்னெட்டோ வகை தொலைபேசிக்  கருவிகள் 1950 வரை அமெரிக்காவில் உபயோகிக்கப்பட்டு  வந்தன. அப்போதைய தொலைபேசி இணைப்பகங்கள் தொலைபேசி ஆப்ரேட்டர்களால்  இயக்கப் பட்டுவந்த கைமுறை (manual) இணைப்பகங்கள். சென்ட்ரல் பேட்டரி அமைப்பு வந்தபின் தொலைபேசியில் லோக்கல் பேட்டரி அமைப்பு நீக்கப்பட்டது.  

2.1896-ல் தானியங்கி இணைப்பகங்கள் அறிமுகமானபோது  தொலைபேசிகளில் சுழற்றிகள் பொருத்தப்பட்டன .

3.1951-ல் பெல் சிஸ்டம் அறிமுகப்படுத்திய புதிய ஏற்பிகளின் வடிவமைப்பு,  மனிதக் குரலின் இயக்க வீச்சு (350hz-3500hz) முழுவதற்கும் துல்லியமான அதிர்வெண் துலங்கல் தரவல்லது. இது இயல்பான பேச்சுகளை மறு உருவாக்கம் செய்யப் போதுமானது. 

4.1960களில் அழுத்துப் பொத்தான் (புஷ் பட்டன்) தொலைபேசிகள் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டன. ஒவ்வொரு எண்ணை அழுத்தும்போதும் அந்த எண்ணுக்கே உரிய இரட்டைத் தொனிகள் உற்பத்தியாகின்றன. இரட்டை தொனிகளில் ஒன்று கீழ் தொனி (697hz, 770hz, 852hz, 941hz-இவற்றில் ஏதாவது  ஒன்று); மற்றது மேல் தொனி. (1209hz, 1336hz, 1477hz, 1633hz-இவற்றில் ஏதாவது ஒன்று.) இவை தொலைபேசி இணைப்பகங்களால் உணரப்பட்டு எண்களாக மாற்றி அறியப்பட்டு உரிய நடவடிக்கை எடுக்கப்படுகிறது. மேலும்  இவை தொலைபேசி அமைப்பை ஊடுருவிச் செல்லக்கூடியவை. இதன்மூலம் extension எண்ணை நேராகத் தேர்வு செய்யமுடியும்.

5.1970-ல் உருவாக்கப்பட்ட electret அனுப்பிகளில், பேச்சு உண்டாக்கும் அதிர்வுகளால்  மின்புலத்தில் (electric field) ஏற்ற இறக்கங்கள் உண்டாகி அவை முறையே மின் அழுத்தத்தில் சிறு சிறு மாற்றங்களை உண்டாக்குகின்றன.  இந்த மின்னழுத்தங்கள்  பெருக்கப்பட்டுத் தொலைபேசித் தொடரில் அனுப்பப்படுகின்றன. 

6.1980களில் அரைக்கோள மணிகள் நீக்கப்பட்டு உரப்புக் கட்டுப்பாடு அமைந்த எலக்ட்ரானிக் ஒலிப்பான்கள் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டன.

7. 1947-ன் டிரான்சிஸ்டர் கண்டுபிடிப்பும் அதைத் தொடர்ந்த மின்னணுவியல் தொழில்நுட்ப வளர்ச்சியும் பழமை வாய்ந்த தொலைபேசியின் புதிய எலக்ட்ரானிக் அவதாரத்துக்கு உதவின. அதனால் செயல்திறன் மேம்பட்டதோடு STD லாக், ரி-டயலிங், காலர்-ஐடி, மெமரி-காலிங் போன்ற புதிய வசதிகளைப் பயன்படுத்திக்கொள்ள முடிந்தது. 

8. பிளாஸ்டிக் தொழில் வளர்ச்சியால் தொலைபேசிகள்  கண்ணைக் கவரும் பல வண்ணங்களிலும் வடிவங்களிலும் வரத்தொடங்கின. பழைய கருத்த பருத்த bakelite தொலைபேசிகள் மறைந்து போயின. 

மேலே சொல்லப்பட்ட முன்னேற்றங்கள் அனைத்துமே பிற்சேர்க்கைகள் மட்டுமே. அவற்றில் எதுவுமே பெல் கண்டுபிடித்த அடிப்படைத் தொலைபேசி வடிவமைப்புக்கு மாற்று அல்ல. ஆகவும் முடியாது.

தொலைபேசி லைன்:

தொலைபேசி இணைப்பகத்துடன் வீட்டுத் தொலைபேசியை இணைக்கப் பயன்படுத்தப்படும்  முறுக்கு இரட்டைத் தாமிரக் கம்பி வடமும் (twisted pair copper cabling) கிரகாம் பெல்-ஆல் 1881-ல் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது.  1900-க்குள் முறுக்கு இரட்டைக் கம்பி வடம் அல்லது திறந்தவெளிக் கம்பி (open wire)களைக்கொண்ட  தொலைபேசிக் கட்டமைப்பு  அமெரிக்காவில் உருவாகிவிட்டது. ஆரம்ப காலத்தில் தொலைபேசி உதவியாளர்களால் இயக்கப்பட்டு வந்த கைமுறை தொலைபேசி இணைப்பகங்கள் பின்பு தானியங்கி இணைப்பகங்களாக மாறின. SxS, crossbar, eletronic analog  என்ற வரிசையில் வந்த, வெவ்வேறு தொழில்நுட்பங்கள் கொண்ட இணைப்பகங்கள் வழக்கொழிந்துபோக தற்போது பயனில் இருப்பவை அனைத்தும் இலக்கமுறை (digital) மின்னணுவியல் இணைப்பகங்களே. 

கம்பிகளின் குறைபாடுகள்

முறுக்கு இரட்டை தாமிரக் கம்பி வடங்கள் குறைந்த விலையில் கிடைப்பதாலும் அவற்றின் நிலத்தடி இடுகை மற்றும் இணைப்புகள் எளிதில் செய்யக்கூடியவையாக இருப்பதாலும் அவை இணைப்பகத்திலிருந்து 5 கிலோமீட்டர் தொலைவு  வரைக்குமான பயன்பாட்டுக்கு மிகச் சிறந்தவையாகக் கருதப்படுகின்றன. தொலைபேசிக் கம்பி வடங்கள் 0.4 mm விட்டமுள்ள கம்பிகளைக் கொண்டிருக்கும். இவற்றின் அதிகபட்ச அலைக்கற்றை அகலம் (band width) 4000 khz. அதிக அலைக்குறைப்பும் (attenuation) மின்காந்த மற்றும் ரேடியோ அதிர்வெண் அலைக்  குறுக்கீடுகளால் (EMI& RFI) சுலபமாகப் பாதிக்கப்படுதலும் உறுதியின்மையும் தாமிரக் கம்பிகளின் குறைபாடுகளாம்.

தொலைபேசி மனிதரின் சொந்தப் பயன்பாட்டுக்காக உருவாக்கப்பட்ட கருவி. எனவே அது மனிதக் குரல் மற்றும் செவிப் புலன்களின் சிறப்பியல்புகளுக்கு ஏற்றவாறு வடிவமைக்கப்படுவது மிக முக்கியம். குரல் பேச்சின் அதிர்வலைகள் சிதையாமல் கேட்பவரை அடைவதே தொலைபேசித் தொடர்பாடலின் நோக்கம். அடுத்து வரும் பத்திகளில் அந்த நோக்கம் எந்த அளவுக்குத்  தரை வழித் தொலைபேசி அமைப்பில்   நிறைவேறுகிறது என்பதை அறிந்து கொள்ளலாம்,  

. 

பேச்சுக் குறிகைகள்  (Voice signals):

அனுப்பியில்  வெளிப்படும் குறிகைகள் அனைத்தும் analog குறிகைகள். வெவ்வேறு நொடிகளில் குரலில் ஏற்படும் ஏற்ற இறக்கத்தை அதற்கொத்த மின்னழுத்த வீச்சுகளாக குறித்துக் காட்டுகின்றன. இவற்றைப் பற்பல அதிர்வெண்கொண்ட சைன் வளைவோட்டங்களாகப்  (sinusoidal waves) பிரித்துப் பார்த்தால், உச்ச அதிர்வெண் கூறு 4khz எனவும் அதைவிட உயர் அதிர்வெண் கூறுகள் இருந்தபோதிலும் அவை அற்பமானவை என்றும், முக்கியமாக அதிர்வெண் 300hz முதல் 3400hz கொண்ட வளைவோட்டங்களில் குறிகைகளின் அதிகபட்ச  வன்மை (strength) அடங்கி இருப்பதும்  தெரியவரும். எனவே  தொலைபேசிக் குறிகைகளிலிருந்து  புரியக்கூடிய தகவல்களை மீட்டெடுக்க 300hz-3400hz அதிர்வெண் வீச்செல்லைகளே போதும் என்று தெரிகிறது. CCITT (International Consultative committee for Telegraphy &Telephony), 300hz-3400hz அலைவரிசையைச் செந்தர (standard ) குரல் – பேச்சு அலைவரிசை எனப் பரிந்துரை செய்திருக்கிறது. 

குரல் எழுப்பலின் அறிவியல்:

நாம் ஓசை எழுப்புவதற்கு உறுதுணையாக அமைந்திருக்கும் உடல் உறுப்பு குரல்வளையாகும். இது தொண்டையின் அடிப்பகுதியில் அமைந்திருக்கிறது. நாம் உள்ளிழுக்கும் காற்று குரல்வளை வழியாக நுரையீரலுக்கு சென்றுவிடுகிறது.அவ்வாறே வெளியிடும் காற்று குரல்வளை வழியாக மூக்கு, வாய் வழியாக வெளியேறுகிறது.  ஒலி எழுப்ப வசதியாகக் குரல்வளையின் மூடியைப்போல் தோற்றமளிக்கும், மெல்லிய தோலிலான இரு தசை மடிப்புகள் உள்ளன. குரல் நாண்கள் என்றழைக்கப்படும் இத்தசை மடிப்புகள் நாம் மூச்சை உள்ளே இழுக்கும்போது தளர்ந்த நிலையிலும், பேச முயற்சிக்கும்போது விறைப்பான நிலையிலும் இருக்கின்றன. நாம் மூச்சை உள்ளிழுக்கும்போது நுரையீரலைச் சென்றடையும் காற்று,  நாம் பேச ஆரம்பிக்கும்போது திரும்பிவந்து விறைப்பாக நிற்கும் குரல் நாண்களில் குறிப்பிட்ட அழுத்தத்தில் மோதி அவற்றை அதிரச்செய்து ஒலியை  உண்டாக்குகிறது. ஆனால் இவ்வொலி மெல்லியதாய் இருக்கும். இது தொண்டை, மூக்கு, வாய்ப் பகுதிகளில் உள்ள காற்றால் பலமடைந்து உதடு, நாக்கு ஆகியவற்றின் நிலைப்படுத்துதலைப் (positioning ) பொருத்து பேச்சொலியாகிக்  காற்றில் பரவுகிறது. குரல் நாண்கள் மூளையில் தொடங்கி உடலின் பல பாகங்களுக்குச் செல்லும் வேகஸ் (vagus) நரம்புகளால் இயக்கப்படுகின்றன.

குரலெடுப்பு (Pitch ):

குரல் குறிப்பலையின் மிகச் சிறிய அதிர்வெண்,  அதன் ஆதார (fundamental ) அதிர்வெண் எனப்படுகிறது. அதையே ஸ்வரம் அல்லது சுரம் (pitch) என்று சொல்கிறோம். குரல் குறிப்பலை நிலையற்ற குறிப்பலை எனக் கருதப்படுகிறது. அதாவது அதன் சிறப்பியல்புகள் (சுரம், வன்மை போன்றவை) மாறிக்கொண்டே இருக்கும்.

குரல் நாண்கள் பெண்களைவிட ஆண்களுக்குத் தடித்திருக்கும். இதனால் ஆண்கள் குரலொலியைவிட பெண்களின் குரல் சற்று மென்மையாய் இருக்கும்.  இதனால் மக்களுக்கிடையே சுரம் வேறுபட்டிருக்கும். ஆண் குரலின் ஆதார அதிர்வெண் வீச்சு  85-180hzஆகவும், அதுவே பெண் குரலுக்கு 165-255hz ஆகவும்  மற்றும் குழந்தைக் குரலுக்குச் சராசரியாக 300 hz ஆகவும் இருக்கும். 

உச்சரிப்பு வகைகள்:

எழுத்துக்களில் உயிர், மெய் எனப் பாகுபாடுகள் இருப்பது போன்றே அவற்றின் உச்சரிப்பிலும் இதே பாகுபாடுகள் உள்ளன. வாயில் தடைபடாமல் வருபவை உயிரொலிகள்; வாயினுள் உரசி வெளிப்படுபவை மெய்யொலிகள். உயிர்மெய்யொலிகள் இதன் கலவையில் வெளிப்படுபவை. குரல் ஒலி அலைக்கற்றையில் உயிரொலிகளின் வன்மை முக்கியமாக  250 hzமுதல் 2khz வரையும் குரல் சார்ந்த மெய்யொலிகளின் வன்மை 250hzமுதல் 4000hz வரையும் காணப்படுகின்றன. குரல் சாராத மெய்யொலிகள் (f, s, t etc.)  2000hz முதல் 8000hz வரை கவனிக்கத்தக்க வகையில் வேறுபட்ட வன்மையுடன் காணப்படுகின்றன.

கேட்டல்:

முதுகெலும்புள்ள மனிதர்  மற்றும் விலங்குகளின் கேட்டலை இயக்குவது செவித்தொகுதி. செவிக்குழல் வழியே வரும் ஒலியானது மிக மென்மையான செவிப்பறையில் அதிர்வு ஏற்படுத்தி அடுத்து அமைந்துள்ள சிற்றெலும்புகளையும் அதிர்வுறச் செய்கிறது. இதன் விளைவாகக் காதுத் திரவத்தில் அசைவு உண்டாகிறது. இந்த அசைவே நரம்புகள் மூலம் ஒலியை மூளைக்கு அனுப்பிக் கேட்டல் நிகழ்கிறது.

காதுகளின் மதிநுட்பம்:

ஆண், பெண் குரலின் அடிப்படை அதிர்வெண் வீச்சுகளின் பெரும் பகுதி, செந்தரக் குரல் பேச்சு (300-3400hz ) அலைவரிசைக்கு கீழே இருந்தாலும் காதில் விழும் மீட்டெடுத்த ஒலியலையில் இருக்கும் மேற்சுரங்களை (harmonics) ஆய்ந்து தொலைந்துபோன  அதிர்வெண்களை உருவாக்கி அத்துடன் இணைத்து மூளைக்கு அனுப்பும் மதிநுட்பம் செவித்தொகுதியில் இருக்கிறது என்பது ஒரு பேரதிசயம்.

முடிவுரை

ஒரு  நூற்றாண்டுக்கும் மேலாக பயன்படுத்தப்பட்டு வரும் முறுக்கு இரட்டைத் தாமிரக் கம்பிகளைக்கொண்ட தரைவழித் தொலைபேசி இணைப்புகளின் வழியாக வரும் பேச்சொலிக்கும் மனிதக் கேட்புப் புலன்களுக்கும் இணக்கம் இருந்து வருவதாலேயே, அதிரடியாகப் பெருகிவரும் அலைபேசிகளின் ஆதிக்கத்துக்குப் பின்னரும் அவை இன்றும் சிறு அளவிலேனும் விரும்பப்பட்டு வருகின்றன. குறிப்பாக முதியோர் தரைவழித் தொலைபேசிகளையே விரும்புகிறார்கள்.

தொழில் நுட்ப சொற்கள்

P.O.T.S. (Plain Old Telephone System ): தரைவழித் தொலைபேசி அமைப்பினைக் குறிக்கும் கேலிச் சொல். 

Hertz(Hz) : International System of units-ல்  அதிர்வெண் /அலைவெண்களின் வருவித்த (derived) அளவை. ஒரு செகண்டுக்கு ஒரு  சுற்று என்பது ஒரு ஹெர்ட்ஸ் என்னும் அளவை. அதைச் சுருக்கி hz என்று குறிப்பிடுகிறார்கள். 1Khz = 1000 (kilo) hz = ஒரு செகண்டுக்கு 1000 சுற்றுகள். பொதுவாக ஆயிரப் பெருக்கில் (கிலோ, மெகா, கிகா, டெரா போன்ற ) பயன்படுத்தப்படுகிறது. மின்காந்த அலைகளின் இருப்பிற்கான முடிவான நிரூபணம் அளித்த விஞ்ஞானி Heinrich Rudolph Hertz நினைவைக் குறிக்கும் விதமாக அவருடைய பெயர் இந்த அளவைக்குச் சூட்டப்பட்டது. 

HD voice (உயர் வரையறை குரல் ):  அகன்ற வரிசை ஒலி மற்றும் அகன்ற வரிசைக் குரல் என்றும் குறிப்பிடப்படுகிறது. மனிதக் குரலின் வீச்செல்லை 80hz முதல் 14khz வரை நீண்டுள்ளது. வணிக உரையாடலுக்கு 4khz அலைக்கற்றை அகலம் போதுமானது. பாரம்பரியத் தொலைபேசி உரையாடலுக்குப்  பயன்படுத்தப்படும் குறுகிய அலைவரிசை ஒலி 300hz முதல் 3400hz (அலைக்கற்றை அகலம் 3100hz) மட்டுமே. சில குரல் சாராத ஒலிகள் (f, s, t, th, z போன்றவை) 2000 hz முதல் 8000hz அலைவரிசையில் இருக்கின்றன. இவை குறுகிய அலைவரிசை ஒலிக்கு அப்பால் ஒலிப்பதால், அவற்றைப் புரிந்துகொள்வதில் சிரமம் ஏற்படுகிறது. அகன்ற வரிசை ஒலி 50hz முதல் 7khz வரை (முடிந்தால் குரல் வீச்செல்லை முழுவதையும்) எடுத்துக்கொள்வதால் குழப்பமில்லாத  உயர்தர உரையாடலுக்கு வழிவகுக்கும். 

கடைசி மைல் (last mile): பயனரின் இல்லத்திற்குத் தொலைத்தொடர்பு சேவையைக் கொண்டுவரும் தொலைபேசி இணைப்பின் கடைசிப் பகுதி. 

Land line telephone: தொலைபேசியில் மின்னலையாக மாற்றப்படும் பேச்சுக் குறிகைகளை உலோகக் கம்பிகள் மூலம் அனுப்புகின்ற தொலைபேசி இணைப்பு. 

மின்னணு சார் telephone: electronic push button telephone 

ஒளி இழை வடங்கள்: optical fiber cable

இலக்கமுறை தொலைபேசி இணைப்பகம்: Digital telephone exchange 

மின்கலன்: பேட்டரி 

Resistor: மின்னோட்டத்தைக் கட்டுப்படுத்தும் மின் உறுப்பு. 

Capacitor: மின்தேக்கி, மின் சக்தியை சேமிக்கக்கூடிய மின் உறுப்பு 

Impedance: ஒரு மின் சுற்றில் எதிர் மின்னோட்டத்துக்கு ஏற்படும் மொத்த எதிர்ப்பு. இது மின்தடை (resistance), மின் நிலைமம் (capacitance), மின் மறுப்பு (inductance) ஆகியவற்றின் கூட்டு விளைவுகளால் உண்டாகிறது. ஓம் என்னும் அளவையால் அளக்கப்படுகிறது. 

Impedance matching: மின் மறுப்பு இணைப் பொருத்தம் உண்டாக்குதல்.  இணைப் பொருத்தம் உண்டானால் மின்னாற்றல் வழங்கல் மேம்படும்.  மின்னாற்றல் ஆதாரத்தின்  உள்நோக்கு மின் மறுப்பும் மின்னாற்றல் ஏற்பு மின்சுற்றின் மின்மறுப்பும் சமமானால்  இணைப்பொருத்தம் ஏற்படும். மின்சுற்றுகளையும் மின் உறுப்புகளையும் சரியாகத் தேர்ந்தெடுத்தோ அல்லது இணங்க வைத்தோ இணைப்பொருத்தம் பெறலாம். 

Anti-sidetone circuit: பக்கத்தொனி குறைப்பு மின்சுற்று. தொலை பேசியின் மின்சுற்று, பக்கத்தொனி குறைப்பு மற்றும்  மின்மறுப்பு இணைப் பொருத்தம் ஆகிய இரு தேவைகளையும் திறம்படப் பூர்த்தி செய்கிறது. 

Analog signal: பேச்சுக் குரலின் வீச்சுகள் தொடர்ச்சியாக ஒவ்வொரு நொடியிலும் மாறிக்கொண்டிருக்கும். இவ்வகைக் குறிகைகள் ஒப்புமைக் குறிகை எனப்படும். ஃபூரியர் (Fourier) தேற்றத்தின்படி இத்தகைய குறிகைகளை வெவ்வேறு அலைவெண்கொண்ட பற்பல sinusodal அலை வடிவங்களின் கூட்டுத் தொகையாகக் குறித்துக் காட்டலாம்.  Fourier analysis செய்ததில், தொலைபேசி வழியாக  வெவ்வேறு நொடிப்பொழுதுகளில் வெவ்வேறு வீச்சுகள்கொண்ட மின்னழுத்தங்களாக அலைவடிவில் வெளிப்படும் மின் குறிகைகளின் வீரியம் பெரும்பாலும் 300hz முதல் 3400hz அலைவடிவங்களில் அடங்கியிருப்பதைக் கண்டனர்.

Bell System: கிரகாம் பெல்லைக் கௌரவிக்கும் விதமாக அமெரிக்காவில் 1877-ல் பெல் டெலிபோன் கம்பெனி உருவானது. பெல் சிஸ்டம் என்ற பெயர் ஆரம்பத்தில் அனுமதி உரிமை பெற்றோரைக் (franchises) குறிப்பிடுகிறது. 

References :  

https://www.britannica.com/technology/telephone

(telephone,history,definition&uses)

http://www.johnhearfield.com/Telephone/One_piece.htm

(The first one piece:type : type330 circuit diagram along with its special merits)