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この電話の歴史は、電気式電話の発展を年代順に記録し、その前身となる機器についても簡単に概説しています。最初の電話特許は、1876年にアレクサンダー・グラハム・ベルに付与されました。
電磁電話の発明以前は、音声や音楽をより遠くまで伝送するための機械式音響装置が存在していました。この距離は通常の直接会話よりも長かったのです。初期の機械式電話は、パイプやその他の物理的媒体を介した音の伝送に基づいていました。 [ 1 ]音響式ブリキ缶電話、または「恋人たちの電話」は、何世紀も前から知られています。[ 1 ]
最も初期の実験のいくつかは、イギリスの物理学者で博学者のロバート・フックによって1664年から1685年にかけて行われた。[ 1 ] 1667年に作られた音響弦電話は、彼に帰属されている。[ 2 ]ペルーのチムー族が使用していた初期のバージョンも発見されている。ひょうたんと伸ばした皮で作られたバージョンはスミソニアン博物館のコレクションにあり、紀元7世紀頃に遡る。[ 3 ]
1800年代後半の数年間、音響電話は電気電話の競合製品として商業的に販売されました。ベル電話の特許が失効し、多くの新しい電話メーカーが競合し始めると、音響電話メーカーはすぐに廃業しました。その最大通信距離は非常に限られていました。[ 4 ]そのような企業の1つとして、マサチューセッツ州のレミュエル・メレットによって設立されたパルジョン電話供給会社があり、1888年に独自のバージョンを設計し、鉄道の線路沿いに展開しました。
電話は、電気電信機の製造と改良の連続から生まれた。1804年、スペインの博学者で科学者のフランシスコ・サルバ・カンピージョは電気化学電信機を製作した。[ 6 ]最初の実用的な電信機は、1816年にイギリスの発明家フランシス・ロナルズによって製作され、静電気を利用した。[ 7 ] 電磁電信機は、 1832年にシリング男爵によって作られた。カール・フリードリヒ・ガウスとヴィルヘルム・ウェーバーは、 1833年にゲッティンゲンで別の電磁電信機を製作した。ゲッティンゲン大学で、二人は磁気学の分野で共同研究を行っていた。彼らは、天文台と物理学研究所を結ぶ最初の電信機を製作し、毎分8語の送信が可能だった。[ 8 ]
電気式電信は、ウィリアム・フォザーギル・クック卿によって初めて商業化され、イギリスのグレート・ウェスタン鉄道で実用化された。パディントン駅からウェスト・ドレイトンまでの13マイル（21km ）の区間で、1839年4月9日に運用が開始された。
もう一つの電気式電信機は、1837年にサミュエル・モールスによって米国で独自に開発され、特許を取得した。彼の助手であったアルフレッド・ベイルは、モールスと共にモールス符号の信号方式を開発した。アメリカ初の電信は、1838年1月6日にモールスによって2マイル（3km ）の電線を通して送信された。
電気電話の発明者についてはしばしば議論が交わされ、この問題に関して新たな論争が度々生じてきた。アントニオ・メウッチ、フィリップ・ライス、アレクサンダー・グラハム・ベル、エリシャ・グレイなど、多くの人物が電話の発明者として挙げられてきた。電話の初期の歴史は、多数の個人や商業上の競合企業による特許権の主張を解決するために提起された膨大な数の訴訟によっても明確化されなかった、主張と反論が入り混じった混乱した状態であり、現在もその状態は続いている。しかし、ベルとエジソンの特許は、電話技術を支配し、米国の裁判所の判決によって支持されたため、商業的に決定的なものとなった。
現代の電話は多くの人々の努力の賜物である。[ 9 ]しかし、アレクサンダー・グラハム・ベルは、「音声またはその他の音を電信的に伝送する装置」として電話の特許を最初に取得した人物である。ベルは、最初の実用的な電話の発明者として最もよく知られている。ヨハン・フィリップ・ライスは「テレフォン」という用語を作り出した。[ 10 ]その模型はロンドン、ダブリン、ティフリスなどの海外に送られた。それは大衆向けの講演の題材となり、科学的な研究室の資料となった。エジソンは彼を「電話の最初の発明者」と称した。[ 11 ] イタリアの発明家であり実業家でもあるアントニオ・メウッチは、電話に関する貢献に対して米国下院から表彰されている。[ 12 ]電話の発明の優先権の問題には、他にもいくつかの論争がある。
エリシャ・グレイとアレクサンダー・ベルの電話発明論争は、ベルとグレイがそれぞれ独立して電話を発明したのか、もしそうでないなら、ベルがグレイから発明を盗んだのかという問題を扱っている。この論争は、電話の発明者として誰が功績を称えられるべきかという、より広範な問題（複数の人物が功績を主張している）よりも、より限定的なものである。
カナダ議会におけるアレクサンダー・グラハム・ベルに関する動議に関する記事では、2002年6月に米国下院が採択した、電話の発明「における」 （電話の発明「のための」ではなく）メウッチの貢献を認める決議について考察しています。この決議は米国上院では可決されなかったため、下院決議は「政治的レトリック」と評されました。その10日後、カナダ議会ではベルを発明者とする反対動議が全会一致で可決されました。このウェブページでは、議会動議と議会決議の両方の重要な側面を検証します。
電気電信の主な利用者は、郵便局、鉄道駅、より重要な政府機関（省庁）、証券取引所、ごく少数の全国的に配布されている新聞、国際的に重要な最大規模の企業、そして富裕層であった。[ 13 ]
電信交換機は主にストア・アンド・フォワード方式で運用されていた。電話交換機の発明以前にも電話装置は使用されていたが、当時の電信システムの仕組みや構造では、それらの成功と経済的な運用は不可能だっただろう。
電話交換機が発明される以前は、電話機同士が直接接続されていました。これは主に家庭と所有者の事業所を接続するのに役立ち、事実上、原始的なインターホンとして機能していました。[ 14 ]電話交換機は、狭いエリアに電話サービスを提供します。交換機は、オペレーターによる手動操作、または機械交換装置による自動操作で、個々の加入者回線を相互接続し、それらの間で通話できるようにします。これにより、加入者は自宅、事業所、または公共の場所で互いに電話をかけることができるようになりました。これにより、電話は多くの目的に利用できる快適な通信ツールとなり、新しい産業部門の創設の原動力となりました。
電話交換機は、ハンガリーのエンジニア、ティヴァダル・プシュカシュ（1844年 - 1893年）が1876年にトーマス・エジソンの電信交換機の仕事をしていたときに思いついたアイデアだった。[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]最初の商用電話交換機は、1878年1月28日にコネチカット州ニューヘイブンのボードマンビルの店舗で21人の加入者で開設された。 [ 20 ]ジョージ・W・コイは、商用用として世界初の交換機を設計・製造した。コイは、1877年4月27日にニューヘイブンのスキフ・オペラハウスで行われたアレクサンダー・グラハム・ベルの講演に触発された。[ 20 ]
ベルの講演では、ハートフォードとコネチカット州ミドルタウンとの3者間電話接続が実演され、彼はまずビジネスや貿易を行うための電話交換機の構想について語った。1877年11月3日、コイはベル電話会社にニューヘイブン郡とミドルセックス郡のフランチャイズを申請し、取得した。コイは、資本を提供したヘリック・P・フロストとウォルター・ルイスとともに、1878年1月15日にニューヘイブン地区電話会社を設立した。[ 20 ]
コイが作った交換台は、ある情報源によれば、「馬車用ボルト、ティーポットの蓋の取っ手、バッスルワイヤー」で作られていた。会社の記録によると、交換台を含むオフィスの備品はすべて40ドル未満だった。交換台は最大64人の顧客を接続できたが、同時に処理できる会話は2件のみで、1回の通話につき6回の接続が必要だった。[ 20 ]
ニューヘイブン地区電話会社は、わずか21人の加入者で営業を開始し、月額1.50ドルを支払っていました。しかし、1878年2月21日に同社が最初の電話帳を発行した時点では、50人の加入者が掲載されていました。そのほとんどは、医師、警察、郵便局などの企業や事業所でした。掲載された住宅はわずか11件で、そのうち4件は同社関係者のものでした。[ 20 ]
ニューヘイブン地区電話会社は急速に成長し、最初の数年間で何度か再編成されました。1880年までに、同社はベル電話会社からコネチカット州とマサチューセッツ州西部全域にサービスを提供する権利を得ました。拡大に伴い、同社はまずコネチカット電話会社と改名され、1882年にはサザンニューイングランド電話会社となりました。 [ 20 ]最初の電話交換局の跡地は、1965年4月23日に国定歴史建造物に指定されました。しかし、建物を解体して駐車場を建設するために、1973年に指定が取り消されました。[ 20 ]
以下は、電話の開発の歴史に関する簡単な概要です。
初期の電話機は技術的に多様であった。液体送信機を使用するものもあったが、これはすぐに使われなくなった。また、振動板が永久磁石の磁場内のコイルを振動させる、あるいはその逆の方式の動的方式もあった。このような音波駆動の電話機は、自力で電力を生成できる能力が不可欠な軍事および海事用途において、20世紀を通じて少数ながら存続した。しかし、ほとんどの電話機はエジソン/ベルリナー式炭素送信機を使用しており、誘導コイルが必要であったにもかかわらず、他の方式よりもはるかに大きな音を発した。誘導コイルは実際にはインピーダンス整合トランスとして機能し、回線インピーダンスに適合させていた。エジソンの特許は、ベルの独占を20世紀まで維持したが、その頃には電話網は電話機そのものよりも重要になっていた。
初期の電話機は、ダイナミックトランスミッターによって局所的に給電されていました。外部設備担当者の仕事の一つは、定期的に各電話機を訪問してバッテリーを点検することでした。20世紀に入ると、「共通バッテリー」方式が主流となり、音声信号を伝送するのと同じ配線を通して、電話交換局から「通話用バッテリー」によって給電されるようになりました。世紀末には、無線ハンドセットの登場により、局所バッテリー給電方式が再び注目を集めるようになりました。
初期の電話機は、音声の送受信に1本の線しか使用せず、接地帰還経路を採用していた。初期のダイナミック電話機は音声用の開口部も1つしかなく、使用者は同じ穴で聞きながら話していた。時には、電話機を両端に1台ずつ設置して使用することで会話は便利になったものの、コストも高くなった。
当初、電話機は加入者に2台セットで貸し出され、例えば自宅用と店舗用といった具合だった。加入者は電信業者と契約して、2台の間に回線を敷設する必要があった。3つか4つの異なる店舗や仕入先などと連絡を取りたい利用者は、3つか4つの電話機セットを入手して設置した。すでに電信交換機を利用していたウェスタンユニオンは、この原理をニューヨーク市とサンフランシスコの電話にもすぐに適用し、ベルもその可能性をいち早く認識した。
信号伝達は、いかにも原始的な方法で始まった。利用者は、送信機に向かって口笛を吹くことで、相手側、つまり交換機のオペレーターに知らせた。交換機の運用により、電話機にはベルが装備されるようになり、最初は2本目の線で、後にコンデンサーを使って同じ線でベルが鳴るようになった。初期のストロージャー式自動交換機に接続された電話機には7本の線があり、1本はナイフスイッチ用、1本は電信キー用、1本はベル用、1本は押しボタン用、そして2本は通話用だった。
農村部や、共通のバッテリー交換機に接続されていないその他の電話機には、手回し式の「マグネト」発電機が備えられており、交流電流を発生させて回線上の他の電話機のベルを鳴らし、交換局のオペレーターに知らせていた。
1877年と1878年に、エジソンはベル受話器とともに1980年代まで全ての電話機に使用されたカーボンマイクロホンを発明・開発した。長期にわたる特許訴訟の後、1892年に連邦裁判所は、カーボンマイクロホンの発明者はエミール・ベルリナーではなくエジソンであるとの判決を下した。カーボンマイクロホンは、1920年代までラジオ放送や拡声器にも使用された。
1890年代には、キャンドルスティック電話と呼ばれる新しい小型の電話機が導入され、3つの部品で構成されていました。送信機はスタンドの上に設置され、その形状から「キャンドルスティック」と呼ばれていました。受話器は使用しないときは、スイッチ付きのフックに掛けられ、「スイッチフック」と呼ばれていました。以前の電話では、音声またはベルを接続するために、ユーザーが別のスイッチを操作する必要がありました。新しいタイプの電話では、ユーザーが電話を「オフフック」のままにする可能性が低くなりました。マグネト交換機に接続された電話では、ベル、誘導コイル、バッテリー、マグネトは、「リンガーボックス」と呼ばれる別のベルボックスに収められていました。一般的なバッテリー交換機に接続された電話では、バッテリーやマグネトが不要だったため、リンガーボックスは机の下など、邪魔にならない場所に設置されました。
この時期には、クレードル型のデザインも用いられており、受信機と送信機が取り付けられたハンドルが、マグネトーのクランクやその他の部品を収納するクレードルベースとは別になっていた。これらは「キャンドルスティック型」よりも大きく、より普及していた。
単線方式の欠点、例えば近くの交流電源線からのクロストークやハムノイズなどから、すでにツイストペア線が使われるようになり、長距離電話では4線式回線が採用されていた。20世紀初頭の利用者は、自分の電話機から長距離電話をかけるのではなく、最新技術を備えた防音仕様の専用長距離電話ボックスを利用するために予約をしていた。
1893 年頃、人口 100 人当たりの電話普及率 (電話密度として知られる) で世界をリードしていたのはスウェーデンで、国全体では 0.55、ストックホルムでは 4 (加入者総数 27,658 人のうち 10,000 人) であった。[ 31 ]これは、同年の米国の 0.4 と比較される。[ 32 ]スウェーデンの電話サービスは、さまざまな制度形態を通じて発展した。国際ベル電話会社(米国の多国籍企業)、町や村の協同組合、ストックホルム総合電話会社 (スウェーデンの民間企業)、スウェーデン電信局 (スウェーデン政府の一部) などである。ストックホルムは島々から成り立っているため、電話サービスは比較的大きな利点があったが、広範囲にわたって海底ケーブルを使用する必要があった。ベル電話と総合電話の間、そして後に総合電話とスウェーデン電信局の間で激しい競争が繰り広げられた。
1893年当時、米国の電話普及率はスウェーデン、ニュージーランド、スイス、ノルウェーに大きく後れを取っていた。しかし、1893年と1894年にベルの特許が失効した後、多くの独立系電話会社が台頭したことで、米国は電話普及率において世界をリードする存在となった。
1904年までに、米国では300万台以上の電話が手動交換機で接続されていた[ 33 ]。 1914年までに、米国は電話の普及率で世界をリードし、スウェーデン、ニュージーランド、スイス、ノルウェーの2倍以上の普及率を誇っていた。競合する電話網が相互接続されていないにもかかわらず、米国は比較的良好なパフォーマンスを示した[ 34 ] 。 1927年1月7日、アメリカン・テレフォン・アンド・テレグラフ社の社長であるWS・ギフォードは、エヴリン・P・マレーに電話をかけ、大西洋を横断する最初の商用電話回線のテストを行った[ 30 ] 。
最も人気があり、最も長く使われた電話機の物理的なスタイルは、20世紀初頭に導入されたもので、ベルのモデル102電話機もその一つです。炭素粒状の送信機と電磁式の受信機は、一体成形されたプラスチック製のハンドルに統合されており、使用しないときはベースユニットのクレードルに置かれていました。モデル102の回路図[ 35 ]は、受信機が回線に直接接続されていることを示していますが、送信機は誘導結合されており、電源は内蔵バッテリーから供給されていました。結合トランス、バッテリー、リンガーは、卓上セットとは別の筐体に収められていました。ベースユニットの回転ダイヤルは、各桁ごとに1～10回、回線を非常に短時間だけ繰り返し切断することで回線電流を遮断し、フックスイッチ（回路図の中央）は、受話器がクレードルに置かれている間、回線と送信機のバッテリーを完全に切断しました。
1930年代以降、電話機のベース部分にベルと誘導コイルが内蔵されるようになり、別個のリンガーボックスは不要になった。各加入者回線への電力供給は、定期的なメンテナンスが必要なユーザー側のバッテリーではなく、中央局のバッテリーから行われるようになった。その後半世紀にわたり、電話機の背後にあるネットワークは次第に規模を拡大し、効率も大幅に向上した。そして、ダイヤル式電話機が導入されてからは、 1960年代にプッシュトーン方式がダイヤル式電話機に取って代わるまで、電話機自体はほとんど変化しなかった。
携帯電話の歴史は、タクシー、パトカー、鉄道車両などに常設されていた双方向無線機に遡ることができます。後に登場した、いわゆる携帯型携帯電話や「バッグフォン」と呼ばれる機種には、シガーライタープラグが装備され、持ち運びが可能になったため、電話網に接続することで、移動式双方向無線機としても、携帯電話としても使用できるようになりました。
1947年12月、ベル研究所のエンジニアであるダグラス・H・リングとW・レイ・ヤングは、携帯電話用の六角形セル伝送を提案した。[ 36 ]同じくベル研究所のフィリップ・T・ポーターは、セルタワーを六角形の中央ではなく角に設置し、隣接する3つの六角形セルに3方向（右図参照）で送受信する指向性アンテナを持つことを提案した。[ 37 ] [ 38 ]当時、この技術は存在せず、無線周波数もまだ割り当てられていなかった。セルラー技術は、ベル研究所のリチャード・H・フレンキエルとジョエル・S・エンゲルが電子回路を開発した1960年代まで未開発だった。
一方、1956年のTAT-1海底ケーブルの開通、そしてその後の国際直通ダイヤルは、様々な大陸の電話網をグローバルネットワークに統合する上で重要なステップとなった。
1973年4月3日、モトローラのマネージャー、マーティン・クーパーは、（報道陣の前で）AT&Tベル研究所の研究責任者であるジョエル・S・エンゲル博士に携帯電話で電話をかけた。これが、携帯型携帯電話の時代の幕開けとなった。
ケーブルテレビ会社は、1980年代後半に急速に発展したケーブルネットワークと、英国の街路の下に敷設されたダクトを利用して、大手電話会社と提携して電話サービスを提供し始めた。英国で初期のケーブル事業者の一つであるケーブル・ロンドンは、1990年頃に最初のケーブル電話顧客を接続した。
パルス符号変調（PCM）デジタル電話の急速な発展と普及は、金属酸化物半導体（MOS）技術によって可能になった。 [ 39 ] MOS電界効果トランジスタ（MOSFET）は、1959年にベル電話研究所のモハメド・M・アタラとダウォン・カンによって発明され、その後すぐにMOS集積回路（MOS IC）チップが提案されたが、MOS技術は当初、アナログ電話用途には実用的ではないとベルによって見過ごされていた。その後、フェアチャイルドとRCAによってコンピュータなどのデジタル電子機器向けに商業化された。 [ 40 ] [ 39 ] MOS技術は最終的に、1つのチップ上でアナログ信号処理とデジタル信号処理を組み合わせたMOS混合信号集積回路によって電話用途に実用的になった。これは、 1970年代初頭に元ベルのエンジニアであるデビッド・A・ホッジスとポール・R・グレイによってカリフォルニア大学バークレー校で開発された。 [ 39 ] 1974年、ホッジスとグレイはREスアレスと共同でMOSスイッチドキャパシタ（SC）回路技術を開発し、それを用いてMOSFETとMOSキャパシタを使用してデータ変換を行うデジタル-アナログコンバータ（DAC）チップを開発した。これに続いて、 1975年にグレイとJ.マクレアリーによってアナログ-デジタルコンバータ（ADC）チップが開発された。[ 39 ]
MOS SC 回路は、1970 年代後半に PCM コーデックフィルタ チップの開発につながりました。[ 39 ] [ 41 ] 1980 年に Hodges と WC Black によって開発されたシリコンゲートCMOS (相補型 MOS) PCM コーデックフィルタ チップは、それ以来デジタル電話の業界標準となっています。[ 39 ] [ 41 ] 1990 年代までに、公衆交換電話網(PSTN)などの電気通信ネットワークは、電話交換機、構内交換機( PBX )、キー電話システム(KTS)の交換システム、ユーザー エンドモデム、デジタル ループキャリア、ペア ゲイン マルチプレクサ、電話ループ エクステンダ、統合サービス デジタル ネットワーク (ISDN) 端末、デジタル コードレス電話、デジタル携帯電話などのデータ伝送アプリケーションで広く使用されている超大規模集積回路( VLSI ) CMOS PCM コーデックフィルタによって大部分がデジタル化されました。音声認識機器、音声データストレージ、ボイスメール、デジタルテープレス留守番電話などのアプリケーション。[ 41 ]エドホルムの法則[ 42 ]で観察されるように、デジタル電気通信ネットワークの帯域幅は指数関数的に急速に増加しており、これは主にMOS技術の急速なスケーリングと小型化によって推進されている。[ 43 ] [ 39 ]
英国の企業であるPye TMC、Marconi-Elliott、GEC は、1970 年に MOS IC 技術に基づいてデジタルプッシュボタン電話を開発しました。これは、「MOS 電話」、「プッシュボタン電話チップ」、「チップ上の電話」などと呼ばれていました。チップ上に数千個の MOSFET を備えた MOS IC ロジックを使用して、キーパッド入力をパルス信号に変換しました。これにより、プッシュボタン電話をほとんどの電話交換機でパルスダイヤルで使用できるようになりました。 [ 44 ] [ 45 ] MOS 電話技術は、電話番号を保存するためにMOS メモリチップを使用するという新しい機能を導入しました。これにより、ボタンを押すだけで短縮ダイヤルに使用できるようになりました。 [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]これは、1970 年に英国で Pye TMC、Marcno-Elliot、GEC によって実証されました。[ 44 ] [ 45 ] 1971 年から 1973 年にかけて、ベルは MOS 技術とプッシュ トーン技術を組み合わせて、「Touch-O-Matic」電話と呼ばれるプッシュ ボタン MOS プッシュ トーン電話を開発しました。この電話は最大 32 の電話番号を保存できました。これは、MOSFET の低コスト、低消費電力、小型、高信頼性によって可能になりました。15,000 個以上の MOSFET が、ロジック用 1 個のチップ、キーパッドダイヤル インターフェイス用 1 個、メモリ用 8 個のチップを含む 10 個の MOS IC チップに搭載されていました。[ 47 ]
電話は近代化に不可欠なものでした。郊外の発展や家庭と事業所の分離を助けましたが、同時に、私的な領域を占める女性と公的な領域を占める男性との分離の原因にもなりました。[ 48 ]歴史的にも現在も、医師の診察や会議に関する電話など、公的な領域と私的な領域をつなぐ電話は主に女性が担当しています。[ 49 ]これは、歴史的に女性が電話交換手の大多数を占めていた役割とは対照的です。電話の発明は、当時ほとんど仕事がなかった女性に仕事の機会をもたらしました。交換手は未婚の女性であることが多く、低賃金で非人道的な労働条件を経験していました。[ 50 ]
インターネットプロトコル（IP）電話、別名インターネット電話またはVoIP（Voice over Internet Protocol ）は、従来の電話ネットワーク技術に対して急速に普及しつつある革新的な技術です。
IP電話は、ブロードバンドインターネットサービスを利用して、会話をデータパケットとして送信します。従来の固定電話（POTS）システムに取って代わるだけでなく、 Wi-Fiホットスポットを介して無料または低価格のサービスを提供することで、携帯電話ネットワークとも競合しています。VoIPは、外部の電話網に接続されている場合と接続されていない場合があるプライベート無線ネットワークでも使用されます。
21世紀の通信は、スマートフォンの発展によって大きく変化しました。スマートフォンは、携帯情報端末、携帯電話、デジタルカメラ、そしてインターネット接続機能を兼ね備えたデバイスです。その特徴の一つはタッチスクリーンで、電話番号のダイヤルなど、ほとんどの操作をユーザーが簡単に行えます。また、電子メールによる通信機能や、音声・動画の再生・録画機能なども搭載されています。
元々、アレクサンダー・グラハム・ベルは電話に出るときに「Ahoy」という言葉を提案した。しかし、今日でも使われている「Hello」を提案したのはトーマス・アルバ・エジソンだった。 [ 51 ]興味深いことに、イギリスの作家PG・ウッドハウスは、少なくとも1919年を含む時代、そしておそらく1931年まで、イギリス人は「Are you there?」と言って電話に出て、「hello」はぶっきらぼうすぎると感じていたことを示した。[ 52 ]