Telekom sektöründe çalıştığım ilk yıllarda muzip bir mühendis arkadaşımız vardı, o aklıma geldi. İşyerimiz yüksek bir binadaydı ve bizim telefon santralları birimi de bu binanın üst katlarında bulunuyordu. Dolayısıyla yanımızda veya yolun hemen karşısında bulunan birçok apartmandaki daireleri görme imkânımız vardı. Bu dairelerden birinde de bahsettiğim muzip arkadaşımızın yaşlı bir halası oturuyordu. Muhtemelen birçok yerde ve birçok kişi tarafından benzeri yapılmış olan bir telefon şakasını arkadaşımız, yaşlı halasına da yapmayı planlamıştı. Yaşlı halanın telefonu, karşıdan bizim görebileceğimiz bir açıda bir sehpanın üzerinde duruyordu.
Muzip arkadaşımız halasını aradı ve gün içerisinde telefonların yağlama işleminin yapılacağını ve ortalık batmasın diye telefon makinesinin altına bir leğen koymasını salık verdi. Zavallı kadıncağız da bu uyarıya uyup gidip arka odalardan birinden, bir leğen alıp getirdi ve telefon makinesini onun içine koydu. O an arkadaşın keyfine diyecek yoktu. Çok şükür, günümüzde telefon makinelerinin yağlanmadan çalıştığını bilmeyen pek kalmadı.
Telefon Makinelerinin Gelişimi; telefon icat edildiği günden, bugüne kadar telefon makineleri hızla gelişmeye devam etmiştir. Çünkü, haberleşme sistemleri içerisinde en yaygın olan, kullanıcılar arasında doğrudan doğruya anlaşma ve birbirinden uzakta olan insanlar arasında sözlü haberleşme imkânı sağlayan, telefon olmuştur. Bu yüzden de telefon büyük önem kazanmıştır.
Telefon Makinelerinin Gelişimi | Sabit Telefonlar
Günümüzde standart olarak en yaygın kullanılmakta olan iki tip sabit telefon makinesi vardır. Bunlardan biri, kadranlı ya da tuşlu DP (Dial Pulsing) aramalı telefon makineleri, diğeri ise tuşlu ton aramalı DTMF (Dual Tone Multi Frequency) telefon makineleridir. Kadranlı ya da tuşlu DP (Dial Pulsing) telefonlar eski tip telefonlar olup yavaş yavaş terk edilmektedir. Ayrıca yeni gelişmekte olan teknolojilerle birlikte basic (temel) telefonlar, özel sayısal telefonlar, ISDN telefonlar ve IP telefonlar telefon makineleri grubundadır. Her telefon makinesinin blok yapısı prensip olarak aynıdır. Burada, günümüzde yaygın olarak kullanılan DTMF telefonlar ve telefonun temeline dayalı olan DP telefonları inceleyeceğiz.
Telefon bağlantı teknolojisi yüz yıldır neredeyse değişmemiş, günümüze kadar gelmiştir. Bir telefon makinesinde belli başlı olarak; ses alıcısı (mikrofon), mikrofon akım kaynağı, ses vericisi (kulaklık), çağırma ve çağrılma düzenleri, devre açıp kapayıcılar, anahtarlar, çağırma kadranı bulunur. Bu parçaların oluşturduğu bir telefon makinesinin ise başlıca dört fonksiyonu vardır:
Ses sinyalini elektriksel sinyaline ve elektriksel sinyali de ses sinyaline çevirerek, konuşma imkânını sağlamak.
On-hook ve Off-hook (açma-kapama) durumlarını elde etmek.
Numarayı göndermek.
Gelen çağrı konusunda, zil aracılığıyla, abone telefonunu uyarmak.
Ahize olarak da isimlendirilen mikro telefon hem giden ve hem de gelen ses için, ses sinyalini elektriksel sinyale ve elektriksel sinyali de ses sinyaline çevirerek konuşma imkânı sağlayan modüldür. Konuşma devresi· Hybrid devre (indüksiyon bobinli veya elektronik devre) Hybrit sistem bir çift tel üzerinden iki yönlü (full duplex) ses aktarımı yapılmasını sağlar. Hybrit bobinler sayesinde iki telli devre, dört telli devreye kuple edilmektedir (telefon devresinde alıcı ve verici için ikişer tel olduğunu hatırlayınız). Equalizer (dengeleyici) Telefon setinde, kişinin sesinin bir kısmı aynı kişinin ahizesine geri beslenir. Kişi bu sayede ses seviyesini ayarlar ve boşluğa konuşma hissinden kurtulur. Bu duruma “side tone” denilir
Açma kapama (on hook ve off hook) Telefon makinesi kapalı konumda iken, çatal altı mandalı devreyi açık tutar. Zil devresi üzerinde bulunan kapasitör ise telefon hattından doğru akım akmasını engeller. Ahize kaldırıldığında çatal altı mandalı yukarı doğru kalkar. Bu konumda telefon hatta karşı bir empedans gösterir (ahize kaldırılmadığı vakit, bu empedans çok yüksektir). Bu anda telefon makinesi ve santraldeki röle sargısı üzerinden bir akım akmaya başlar. Bu akımı oluşturan, santral ofisindeki bataryadır. Santral, herhangi bir hattan akım çekildiğini tespit edince o abone çevir sesi jeneratörüne bağlanır. Bu aşamada abone, numara tuşlayabilir. Herhangi bir rakam algılandığı zaman çevir sesi kesilir. İki türlü numara (adres) bilgisi gönderilebilir.
Telefon Makinelerinin Gelişimi | Darbe Tipi Telefon Makinesi
Eski kadranlı telefonlar bu sistemle çalışmaktadır. Hat devresi kısa aralıklarla açılıp kapatılarak numara bilgisi aktarılır. Mesela; aşağıdaki şekilde de görüleceği üzere 3 rakamını göndermek için hat 3 defa açılıp kapanır Benzer olarak, 2 rakamı için 2 defa, 0 içinse 10 defa açılıp kapanır. Her açma kapama toplam 100 ms sürer. Bu voltaj darbelerinin zili çaldırmasını önlemek için zil devresine bir kapasitör konabilir. Yine bu darbelerin konuşma devresine zarar vermesini ve gürültü oluşturmasını engellemek için numara çevirme anında konuşma devresi kısa devre edilir.
Telefon Makinelerinin Gelişimi | Ton (DTMF) Tipi Telefon Makinesi
Modern telefonlarda bu metot kullanılır. 12 tane tuşun her yatay grubunun farklı bir frekansı, her düşey grubunun da farklı bir frekansı vardır. Bu nedenle her tuşun birbirinden farklı iki adet frekans değeri mevcuttur. Bu 12 tuşa, dörtlü bir dikey grup daha ilave edilebilir (A, B, C ve D tuşları). Bu DTMF, diğer darbeli gönderime göre çok daha hızlıdır. DTMF üretimi ve algılanması (santraller için gerekli) için genellikle sayısal entegre devreler kullanılır. Zil devresi, eski tip ziller, bobine bağlı bir çandan oluşmaktadır. Alternatif akımla değişen manyetik alan küçük bir çekicin çana vurmasını sağlamaktadır. Modern telefonlarda ise buzzer denilen elektronik ziller mevcuttur. Bir entegre devre sistemi, bir buzzer’a (elektronik zile) bağlıdır. Zilin çalması için hat üzerinde bir alternatif akım oluşturulur. Bu alternatif, frekans ve genliği çeşitli sistemlerde değişiklik göstermektedir. Buna “zil kadansı” denir. Zil genellikle 35-90Vac 25Hz’lik bir sinyaldir.
Telefonun Çalışma Mekanızması
Hat bağlantısı her telefon makinesi, merkezi bir santrale T ve R diye adlandırılan bir çift tel ile bağlanır. Telefon makinesi Off-Hook (telefon açık) durumunda yaklaşık 600 ohm empedans gösterir. Bu konumda telefon makinesi hattan 20-120 ma akım çekmeye başlar ve buna döngü akımı denir. Telefona gelen hat besleme voltajı, telefon On-Hook (telefon kapalı) durumdayken 24 veya 48 Vdc standartlarındadır. (24 Vdc sadece özel telefon santrallerinde kullanılmakta olup şehir santrallerinde bu voltaj 48 Vdc’dir). Bu durum telefon Off-Hook (telefon açık) durumuna geçip hattan akım çekmeye başladığında 6-8 Vdc olur. Bir telefon makinesinin zili hattan gelen yaklaşık 75 Vac 20-40 Hz ile çalar. Bir telefon makinesinin merkezi santrale uzaklığı ortalama 4-6 km olabilir.
Şaşırtıcı gelebilecektir ama telefon evlerimizdeki en basit cihazdır. O kadar basittir ki, ana yapısı yüz yıldır değişmemiştir. Eğer 1920`li yıllardan kalma bir antika telefon bulabilirseniz, fişini duvardaki prize takın ve ne kadar düzgün çalıştığını bir test edin.
Telefon ’un çalışma sistemi de oldukça basittir. Evinizin bir ucuna bir telefon makinesi, diğer ucuna da bir başka telefon makinesi koyarak, yukarıdaki şekildeki gibi araya bir 9 voltluk bir pil ve bir rezistans yerleştirip, bunları birbirlerine bağlarsanız, kendi interkom sisteminizi oluşturmuş olursunuz. Yaptığınız bu sisteme ayrıca bağlayacağınız telefonlar ile de kendi aranızda rahatça görüşmeler yapabilirsiniz.
Binaların tesisatlarında, telefonlarımızı duvardaki duylara ve oradan da santrallere bağlayan, genellikle biri kırmızı, diğeri yeşil renkli olan iki adet kablo bulunur. Bu kablolardan yeşil olanı konuşma için ortak hat olup, kırmızı olanı da santralden telefonumuza 6 ile 12 volt arası, 30 mili amper seviyesinde bir akım taşır. Eğer basit bir granüllü ahizeye sahipseniz sesinizin dalgaları, bu granülleri az veya çok sıkıştırarak, santralden kırmızı kablo ile verilen, yaklaşık bu 9 voltluk akımın karşı tarafa değişik kuvvetlerle gitmesini sağlar. Karşı tarafın kulaklığında da bu defa tam tersi olur ve bu değişik akımlar titreşim yolu ile sese çevrilir.
Telefon konuşmasını ileten bu çok zayıf akımı çok uzaklara taşıyabilmek için bir frekans limitlemesi yapılmıştır. Yani frekans olarak 400 Hz’in (saykılın) altında ve 3400 Hz’in (saykılın) üstündeki sesleri sistem kabul etmez, yok farz eder. Bu nedenledir ki, bazılarının sesleri telefonda daha farklı duyulur.
Telefonun çalışabilmesi için gerekli olan, 6 ila 12 volt akımın telefon santralinden gelen kırmızı renkli bakır tel ile sağlandığını belirtmiştik. Bu nedenle evinizde elektrik yokken bile, telefona gerekli akım santralden sağlandığı için, telefonunuz elektrik kesikken bile çalışmaya devam edecektir.
Peki telefon santralinin elektriği kesilirse ne olur? Bu duruma karşı santrallerde oldukça büyük ve güçlü bir batarya sistemi bulunmaktadır. Ayrıca bir de yedek elektrik jeneratörü kullanılır ki, cereyanın kesilme durumunda bütün telefon şebekelerini beslerler ve telefonların çalışmalarını sağlarlar.
Şimdi de bir elektrik devresi üzerinden bir telefon konuşmasının yapılması sırasında meydana gelen olaylar nelerdir, onları bir ele alalım.
Ses enerjisi mekanik enerjiye dönüşür.
Mekanik enerji elektrik enerjisine dönüşür.
Elektrik enerjisi nakledilir.
Karşı tarafta elektrik enerjisi manyetik enerjiye dönüşür.
Manyetik enerji mekanik enerjiye dönüşür.
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.