1.2 电话通信的基本原理

电话通信就是利用电信号远距离传递人们讲话的声音。电话通信的实质就是把主叫用户端发出的声音转换成电信号，由用户线路传递到被叫用户端，被叫用户端再将电信号还原成语言声音，这就是电话通信的基本原理。电话通信的分类如图1.1所示。

图1.1 电话通信的分类

1.2.1 电话通信系统的基本组成

电话通信是借助声电与电声转换器件，以及电信号传输设备实现远距离语言通信的一种电信系统。从发话人向送话器发出话音信号，经声电变换后进行传输，最后由受话器即听筒接受该信号，由电声变换后使受话人听到原来的话音。由于电话机都具有话筒和听筒，既能送话又能受话，实际上是双向话音通信。电话通信系统不是直接传送话音信息，而是直接传送话音信号。信息由信号承载，它包含发话人表达的语义信息和个人特征信息。受话人听到的只是发话人话音信号高保真度的复制品。实际电话通信系统总是采用双线传输，实现话音信息的双向交换。其原理如图1.2所示。

图1.2 双向电话通信示意图

任何两部电话机和一对电话线就可以实现通话。如果有多个用户之间相互通话，用这种直接通话方式，线路就太复杂了。因此在用户分布地区中心地带设立一个电话局，装设一部电话交换机就十分必要。每个用户的一对电话线都接到交换机上，由交换机把需要通话的用户临时接通，这样每部电话机就可以实现与局内任何用户的电话通信。这种能为任何一对电话用户提供通话的网络称为电话通信网。

电话通信网的基本结构可分为以下三部分。

（1）用户线路

用户线路是指用户电话机引入线、配线电缆和电话局的总配架线等，是用户到电话局间的设备。

（2）交换机

交换机是指接续主叫用户与被叫用户临时通话的设备，按接线与拆线方式分为人工交换机、半自动交换机和自动交换机。

（3）局间传输设备

局间传输设备是市话局之间或市话局与长话局之间的局间中继线，包括架空明线、对称电缆和光缆及更先进的微波、卫星等通信电路。

电话通信网的基本功能是：根据用户临时要求提供一条电话通路，用户通话期间保持电路接续并监视是否结束，用户通话结束后全部通话设备释放复原。

1.2.2 电话通信的基本要求

电话通信应满足一定的音响度和清晰度，以获得满意的通话效果。日常谈话的话音信号功率大约为10mW，如果要求与平时谈话一样自然的电话通信，就要求送话器接受话音信号的功率为1～10mW时能可靠工作。对受话器的要求是输入话音电流信号的功率超过1mW时便能听到声音。清晰度高于85%则认为电话传输质量较好。要控制电话通信系统的传输衰减，保证音响度要求，恰当的传输频率是保证语音清晰度的前提条件。音频范围是20Hz～20kHz，超过20kHz的声波一般是听不到的。人类语言信号频率范围与发音器官有关，一般是80～8000Hz，话频在音频范围之内。全部话频频带较宽，传送起来所需通信设备昂贵。而恰当地选择传输频带，保真度降低不多，既经济又实用，不失两全其美。500～8000Hz频段成分影响清晰度，其中1000～2000Hz频段是保证一定清晰度而必须传输的部分，其话音信号低频段影响音响度。传送频带必须兼顾音响度、清晰度和保真度，所以在一般电话通信系统中以300～3400Hz为电话传输频带。