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téléphone - informatique.

Publié le 25/04/2013

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téléphone - informatique. 1 PRÉSENTATION téléphone, système de télécommunication permettant de transmettre la parole ou d'autres sons entre deux points distants. Dans le langage courant, le téléphone désigne aussi bien le réseau téléphonique que le terminal individuel des usagers. Ce dernier, appelé aussi combiné ou poste téléphonique, contient un diaphragme, membrane flexible qui vibre au contact des ondes sonores. Ces vibrations sont converties en impulsions électriques, que le réseau téléphonique transmet alors au terminal du destinataire. À l'arrivée, l'écouteur ou haut-parleur transforme à nouveau ces impulsions en vibrations acoustiques. Un réseau téléphonique comprend l'ensemble des terminaux et des liaisons de transmission, auxquels s'ajoutent les équipements permettant d'établir les connexions (commutateurs) et ceux facturant l'utilisation. Ces outils de connexion et de facturation sont pour la plupart concentrés au sein de centraux téléphoniques. Aujourd'hui, un réseau téléphonique a de multiples usages qui dépassent le cadre de la téléphonie, comme la télécopie ou les transmissions de données : c'est pourquoi on considère désormais le téléphone comme un réseau de télécommunications. 2 HISTORIQUE En 1854, l'inventeur français Charles Bourseul est le premier à imaginer un système de transmission électrique de la parole. Il constate qu'en parlant devant une membrane flexible on crée des vibrations susceptibles de commander l'ouverture et la fermeture d'un circuit électrique. À leur tour, ces impulsions électriques peuvent alors produire des vibrations similaires sur un autre diaphragme, afin d'y reproduire le son original. Quelques années plus tard, l'Allemand Philipp Reis invente un instrument capable de transmettre des sons, mais qui demeure inadapté à la reproduction de la parole. En 1877, l'inventeur américain Alexander Graham Bell construit le premier téléphone capable de transmettre la voix humaine, tout en respectant sa qualité et son timbre. 2.1 Téléphone de Bell Le téléphone magnétique de Bell se compose d'un émetteur, d'un récepteur et d'un unique fil de connexion. L'émetteur (microphone) et le récepteur (écouteur) fonctionnent selon le même principe. Chacun comporte un mince diaphragme fait de tissu et de métal, ainsi qu'un aimant permanent en fer à cheval, entouré d'un bobinage en fil de fer, constituant ainsi une bobine d'induction. En frappant le diaphragme, les ondes sonores le font vibrer dans le champ de l'aimant. Ces vibrations génèrent alors dans la bobine un courant électrique proportionnel aux oscillations du diaphragme. Le courant se propage le long d'un câble jusqu'à la station réceptrice, où il modifie l'intensité du champ magnétique de l'écouteur. Ces variations d'intensité provoquent à leur tour la vibration du diaphragme, reproduisant ainsi le son d'origine. 2.2 Microphone à charbon Sur les premiers téléphones, le dispositif commun à l'émission et à la réception induisait un courant peu élevé, si bien que la voix était reproduite très faiblement. L'utilisation du microphone à charbon, mis au point en 1877 par l'ingénieur américain David Edward Hughes, permet de pallier ce défaut, et de réaliser de ce fait le premier téléphone véritablement opérationnel. Ce type d'appareil, toujours utilisé, comprend un émetteur composé de deux plaques métalliques entre lesquelles est placée de la grenaille de charbon. L'une des plaques fait office de diaphragme, transmettant aux grains de charbon les variations de pression dues aux ondes sonores. Ces variations entraînent alors une modification de la résistance électrique entre les deux plaques, amplifiant ainsi l'énergie captée et donc le volume de la voix. Malheureusement, le principe de ce microphone ne permet pas de convertir les signaux électriques en variations de pression, si bien que les téléphones utilisant ce système sont équipés de récepteurs séparés des émetteurs. Cette disposition permet par ailleurs de placer le microphone près de la bouche et l'écouteur près de l'oreille, ce qui rend l'appareil plus pratique. 2.3 Nouveaux modes de transmission Par la suite, de nouvelles améliorations sont apportées au téléphone, contribuant à le rendre toujours plus rapide et performant. On s'attache en particulier à perfectionner les réseaux de transmission, en posant par exemple les premiers câbles coaxiaux transatlantiques dans les années 1950. À la même époque se développe la transmission par faisceaux hertziens (radiotéléphonie) et, en 1962, est mise en place la première liaison téléphonique par satellite reliant l'Europe aux États-Unis. L'utilisation des fibres optiques s'amorce dans les années 1980, avec l'installation du premier câble optique français en 1985 à Biarritz. Parallèlement, la téléphonie mobile, inaugurée par les pays nordiques (notamment la Finlande), se diffuse rapidement à travers le monde industrialisé. De plus en plus associée au développement du réseau Internet, la téléphonie mobile ouvre la voie à de nouveaux modes de transmissions et de nouveaux usages du téléphone. 3 ÉLÉMENTS D'UN TÉLÉPHONE Un poste téléphonique classique se compose des éléments suivants : un émetteur ou microphone, un récepteur ou écouteur, un système de sonnerie, un clavier d'appel et une bobine antilocale qui atténue l'écho. L'écouteur et le microphone sont situés dans le combiné, la sonnerie étant intégrée au socle, tandis que le clavier et la bobine antilocale sont installés dans le socle ou dans le combiné. Par ailleurs, le socle renferme généralement un haut-parleur et un microphone, outre celui du combiné, ce qui permet une écoute amplifiée, voire une utilisation « mains libres «. Sur un téléphone sans fil, le cordon du combiné est remplacé par une liaison radio entre le combiné et le socle. 3.1 Microphone Seuls les vieux postes téléphoniques utilisent encore un microphone à charbon. Ce type de microphone comporte un mince diaphragme monté derrière une grille perforée ; au centre, un petit dôme forme une enceinte remplie de grenaille de charbon. Une tension continue, fournie par le central via la ligne téléphonique, est appliquée au microphone. Les ondes sonores qui traversent la grille provoquent alors le déplacement du dôme vers l'avant et vers l'arrière. La pression acoustique exercée sur le diaphragme tasse plus ou moins la grenaille, ce qui fait varier la résistance électrique du microphone : il en résulte un courant continu d'intensité variable. La plupart des téléphones récents sont munis d'un microphone électrostatique, qui a l'avantage d'être très compact, léger et bon marché. Sur ce type d'appareil, le diaphragme constitue une plaque souple d'un condensateur, intégré dans le circuit électrique. Les variations de pression acoustique se traduisent par une modification de la capacité du condensateur, et donc du courant électrique. La membrane du diaphragme se compose généralement d'un électret , corps qui demeure électrisé après le passage d'un champ électrique temporaire. Ainsi, la tension continue de polarisation n'est plus nécessaire. Les microphones à électret sont équipés de transistors pour assurer l'amplification nécessaire. 3.2 Écouteur Comme sur les premiers modèles, l'écouteur demeure constitué d'un aimant permanent entouré d'un bobinage. Les détails de conception ont cependant été largement améliorés : l'aimant a été aplati et présente la forme d'une montre, tandis que le champ magnétique agissant sur le diaphragme en fer est devenu plus intense et plus uniforme. Parfois, ce diaphragme est en aluminium, fixé sur une pièce en fer. 3.3 Sonnerie Sur un téléphone, le dispositif avertissant d'un appel est couramment appelé sonnerie, car, pendant une grande partie de l'histoire du téléphone, cette fonction a été assurée par une sonnette actionnée électriquement. En effet, la mise au point d'un équipement électronique bon marché, pouvant produire une sonorité agréable tout en attirant l'attention, s'est révélée étonnamment difficile, si bien que la sonnette est restée longtemps préférable à la tonalité d'un avertisseur électronique. Aujourd'hui cependant, la miniaturisation des téléphones a entraîné l'utilisation de sonneries électroniques, car une sonnette mécanique nécessite un volume physique non négligeable pour être efficace. En outre, les sonneries électroniques présentent souvent l'avantage de proposer le choix entre différentes tonalités. 3.4 Clavier d'appel Les premiers téléphones ne sont pas dotés d'un système de numérotation. La commutation est réalisée manuellement par des opératrices, les « demoiselles du téléphone «. L'abonné doit tourner une manivelle (et par la suite, manoeuvrer le commutateur), puis demander à l'opératrice de le mettre en relation avec un autre abonné. La commutation automatique, qui peut ainsi affranchir l'abonné de l'intermédiaire de l'opératrice, implique que celui-ci compose lui-même le numéro. Le système de cadran rotatif est donc installé à cet effet. Sur un cadran téléphonique, les dix chiffres sont placés en cercle, derrière des orifices circulaires disposés sur le pourtour d'un disque mobile. L'utilisateur insère le doigt dans le trou correspondant au chiffre voulu, puis fait tourner le disque mobile dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'à ce que son doigt heurte la butée du cadran. Il relâche ensuite le disque qui revient alors à sa position initiale. En fait, pendant sa rotation, le disque actionne un commutateur électrique un nombre de fois égal au chiffre choisi (sauf pour le 0 qui entraîne dix fois l'ouverture du commutateur car c'est le dernier chiffre sur le cadran). Le résultat obtenu se traduit par un certain nombre d'impulsions électriques, qui sont portées par le courant établi entre le poste et le central téléphonique. Chaque impulsion a une amplitude de l'ordre de 50 volts et dure environ 45 millièmes de seconde. L'équipement situé au central téléphonique compte alors ces impulsions et en déduit le numéro demandé. À mesure que le parc d'abonnés s'est accru et que le nombre de chiffres par numéro de téléphone a augmenté, la lenteur de ce procédé de numérotation s'est révélée de plus en plus gênante ; de plus, ce système était relativement fragile. C'est pourquoi on a mis au point un nouveau procédé, fondé sur la transmission de tonalités à puissance relativement faible. Cette numérotation dite multifréquence ou à fréquences vocales fonctionne si l'abonné est raccordé à un central électronique, ce qui est aujourd'hui le cas partout en France. Le poste téléphonique est muni d'un clavier à 12 touches principales (les 10 chiffres, plus 2 touches spéciales « * « et « # «), disposées sur une grille de 4 lignes et 3 colonnes. Chaque touche contrôle l'émission de deux tonalités superposées, l'une correspondant à la ligne et l'autre à la colonne. 3.5 Bobine antilocale Une importante partie fonctionnelle du téléphone est invisible pour l'utilisateur : la bobine antilocale, qui élimine l'effet perturbateur dû à la voix humaine, appelé effet local. En effet, les êtres humains contrôlent en permanence le son de leur voix quand ils parlent et ajustent le volume de leur conversation en conséquence. Ce phénomène correspond à l'effet local. Sur les premiers téléphones, l'émetteur et le récepteur étaient directement connectés l'un à l'autre ainsi qu'à la ligne. L'utilisateur du téléphone entendait alors sa propre voix, amplifiée par le microphone à charbon, dans l'écouteur du récepteur. Ce phénomène désagréable incitait par ailleurs l'utilisateur à parler plus doucement, ce qui rendait la conversation presque inaudible pour son interlocuteur. Les premières bobines antilocales comportaient un transformateur électrique, auquel s'ajoutaient des composants divers, dont les caractéristiques dépendaient des paramètres électriques de la ligne téléphonique. L'écouteur et le microphone étaient reliés à des bobinages différents sur le transformateur, au lieu d'être directement connectés l'un à l'autre comme autrefois. Ce système pouvait ainsi transmettre l'énergie de l'émetteur vers la ligne, sans en transférer une partie vers le récepteur, éliminant ainsi la sensation de « crier dans sa propre oreille «. En fait, une petite quantité d'énergie acoustique demeurait transmise en pratique dans le récepteur. Ainsi, l'utilisateur percevait tout de même sa propre voix, mais à un niveau contrôlé. Aujourd'hui, le transformateur a été remplacé par des transistors incorporés à des circuits imprimés, car ils sont plus légers, plus compacts et moins onéreux. En outre, ce système a l'avantage de fonctionner comme un système de contrôle automatique du volume, afin de compenser les longueurs variables de câbles entre les divers utilisateurs et le central. Sans ce dispositif, les abonnés très éloignés du central percevraient un volume trop faible, alors que le volume sonore apparaîtrait excessif pour les personnes qui en sont proches. 4 RÉSEAU TÉLÉPHONIQUE 4.1 Principe de la commutation Un appel téléphonique débute lorsque l'abonné demandeur décroche son combiné et attend la tonalité. Cette opération ferme un commutateur électrique, provoquant la propagation d'un courant électrique sur la ligne de l'abonné, situé entre l'endroit où se trouve le demandeur et les locaux du central automatique. Le central détecte ce courant et renvoie une tonalité caractéristique combinant deux notes, facilement reconnaissable par les machines comme par les usagers. Lorsque le demandeur d'appel entend la tonalité, il compose alors sur le clavier de son poste une séquence de chiffres qui identifie un autre abonné. L'équipement de commutation du central interrompt la tonalité sur la ligne, dès la réception du premier chiffre. À la réception du dernier chiffre, il détermine si l'abonné demandé dépend du même central que le demandeur ou d'un central différent. S'il dépend du même central, une série d'impulsions électriques se déclenche alors sur la ligne de l'abonné demandé. Ce courant alternatif d'une fréquence de 50 Hz provoque l'émission de sonneries sur le poste du destinataire. Si l'abonné demandé décroche son combiné, un courant continu s'établit sur sa ligne. Le central le détecte, interrompt la sonnerie et établit la connexion entre les deux abonnés. Des relais d'occupation sont alors activés sur les lignes des deux abonnés, les portant à un potentiel particulier, de telle sorte que si un troisième abonné tente d'appeler l'un deux, il reçoit le signal « occupé «. Si l'abonné demandé dépend d'un central différent, le central émettant l'appel (central de départ) commence par établir une connexion via le réseau avec le central de l'abonné demandé (central d'arrivée). Lors de cette opération, le central de départ doit communiquer au central d'arrivée l'identité de l'abonné demandé. Le central d'arrivée déclenche ensuite les procédures de sonnerie, de détection d'une réponse et de notification au central de départ. En terminologie téléphonique, l'appel est considéré comme terminé dès lors que l'abonné appelé a répondu, et non quand il a raccroché. Lorsque la communication s'achève, l'un des abonnés, ou les deux, raccroche en replaçant le combiné sur son socle, ou en enclenchant la position off du combiné. Cette manoeuvre ouvre le commutateur et interrompt le courant continu. Le central engage alors la procédure de suppression de la connexion. En établissant et en interrompant une communication, le central de l'abonné appelant envoie en parallèle une notification au centre informatique de facturation. L'abonné appelant paie la communication en fonction de l'éloignement du destinataire, de la durée et de l'heure de l'appel, selon un barème fixé par la société de télécommunications. Si le destinataire ne répond pas, l'appel n'est pas facturé. 4.2 Évolution du réseau 4.2.1 Dans le monde Sur les premiers réseaux, la commutation se faisait à la main par des opérateurs travaillant sur des pupitres dans les centraux téléphoniques. Lorsque les réseaux téléphoniques se sont étendus, la commutation manuelle s'est révélée trop lente et trop coûteuse en main-d'oeuvre. Ces considérations économiques ont alors amené les ingénieurs à concevoir des systèmes électromécaniques et électroniques, capables d'effectuer une commutation automatique au sein des centraux téléphoniques (réseaux téléphoniques commutés, RTC). D'abord électromécaniques, les centraux automatiques ont été progressivement remplacés, à partir des années 1970, par des dispositifs électroniques, moins coûteux et plus rentables. Un central électronique peut être considéré comme un véritable système informatique (voir réseaux informatiques). Les numéros composés sont traduits automatiquement, les appels étant transmis à des vitesses de l'ordre du millionième de seconde. À partir du central, la voix de l'abonné est convertie en signaux numériques, forme sous laquelle elle est transmise au réseau. Un réseau numérique est très performant : la commutation et l'acheminement sont rapides, le chemin le plus court est déterminé automatiquement pour chaque appel, la maintenance des équipements est aisée et les pannes sont très rares. Par ailleurs, les premières connexions téléphoniques au travers du réseau Internet voient le jour au début des années 2000. Sur ces réseaux téléphoniques dits réseaux IP (Internet Protocol, réseaux utilisant le protocole Internet ; on parle également de téléphonie IP ou VoIP pour Voice over IP), la voix est numérisée, compressée puis découpée en paquets qui transitent sur Internet avant d'atteindre le poste fixe ou le mobile du destinataire. 4.2.2 En France Au sortir de la Seconde Guerre mondiale, la France a accumulé beaucoup de retard en matière de télécommunications. Dans les années 1960, un plan de rattrapage de grande envergure est mis en oeuvre, conduisant à un équipement rapide durant les années 1970. Les recherches menées au Centre national d'étude des télécommunications (CNET) permettent ainsi la mise en place, en 1970, du premier central entièrement électronique du monde, alors qu'aux États-Unis le premier central de ce type n'est installé qu'en 1981. À la fin des années 1980, France Télécom décide d'ouvrir son réseau numérique aux abonnés : il s'agit du réseau numérique à intégration de services (RNIS), commercialisé sous le nom de Numéris. Ce réseau permet d'améliorer certains services comme la télécopie ou l'interconnexion d'ordinateurs. Aujourd'hui, le réseau national, entièrement numérique, figure parmi les plus modernes qui soient, tandis que l'entreprise française Alcatel est l'un des leaders mondiaux de ces technologies. 5 SUPPORTS DE TRANSMISSION 5.1 Boucle locale La boucle locale, qui correspond à l'infrastructure raccordant le terminal d'un abonné au central le plus proche, se compose habituellement d'un simple câble électrique, constitué d'une paire de fils de cuivre torsadés. En pratique, on installe souvent un câble légèrement plus gros, contenant par exemple 4 paires torsadées, afin de pouvoir faire évoluer sans frais l'installation de l'abonné. Sur les premiers téléphones, le courant circulant dans la boucle locale était alimenté par une batterie, mais aujourd'hui, la ligne téléphonique fournit l'alimentation électrique nécessaire depuis le central. 5.2 Transmission entre centraux Dans la mesure où l'essentiel du réseau téléphonique est numérique, les liaisons entre centraux correspondent en fait à des transmissions de données. Le matériel de communication nécessaire peut être réduit grâce à l'emploi de techniques de multiplexage. En effet, la voix occupe une bande de fréquences de 4 000 hertz (Hz), mais il est possible d'utiliser des fréquences pouvant atteindre plusieurs mégahertz (MHz) pour transmettre des milliers de communications téléphoniques sur un même support. Les centraux peu éloignés sont en général reliés par des câbles enterrés, généralement des câbles coaxiaux (voir câble électrique). Ils se composent d'un fin fil de cuivre centré dans une gaine de plastique, entourée d'un blindage en cuivre. Cette structure concentrique protège ainsi le signal transmis des interférences électromagnétiques. Un faisceau de câbles peut comporter jusqu'à 22 paires coaxiales, disposées en anneaux serrés et gainés de polyéthylène et de plomb, et peut acheminer plus de 130 000 communications téléphoniques simultanées. Sur de longs parcours, l'utilisation de câbles nécessite l'implantation à intervalles réguliers de relais d'amplification, appelés répéteurs. Dans le cas de transmissions sur de longues distances, on peut également utiliser des faisceaux hertziens, c'est-à-dire des ondes radio, généralement des micro-ondes, qui sont répétées de station à station, distantes en moyenne de 40 km. Environ 600 conversations téléphoniques peuvent être ainsi véhiculées sur un canal de relais hertzien. Les centraux numériques peuvent être aussi reliés par des fibres optiques. Les messages sont alors codés en impulsions lumineuses et transmis le long de ces minces fibres de verre. Un câble optique peut comporter jusqu'à 50 paires de fibres, chaque paire pouvant établir 4 000 connexions téléphoniques simultanées. Contrairement à la transmission par câbles et par faisceaux hertziens, les fibres optiques permettent de relier sans répéteurs des villes distantes de plusieurs centaines de kilomètres, avec des débits très importants. C'est pourquoi, en France, l'ensemble du réseau longue distance est aujourd'hui constitué de fibres optiques, les relais hertziens ayant été démontés. 5.3 Transmission transocéanique Le premier service commercial de téléphonie transatlantique par radio a été installé en 1927. La pose de câbles téléphoniques sous-marins ne s'est développée que dans les années 1950, lorsque le problème de l'amplification des signaux a été résolu. Le premier câble transocéanique du monde, entre l'Écosse et Terre-Neuve, a été mis en service en 1956. Apparues au cours des années 1960, les télécommunications intercontinentales par satellite se sont révélées plus efficaces et plus rentables que les transmissions par câbles coaxiaux sous-marins. Les appels, transmis par une antenne terrestre, sont amplifiés et retransmis par un satellite de communication géostationnaire à des stations terrestres. Les satellites Intelsat peuvent ainsi relayer simultanément jusqu'à 33 000 appels téléphoniques, tout en assurant la retransmission de canaux de télévision. Dans le cas de communications sur de longues distances (par exemple entre Paris et Tokyo), le relais de deux satellites s'avère nécessaire. L'apparition des fibres optiques à la fin des années 1970 a remis en cause la supériorité des transmissions par satellites. Ainsi, un seul câble transatlantique à fibre optique, le TAT8, achemine un nombre de circuits correspondant à plus du double offert par l'ensemble des câbles coaxiaux et des satellites disponibles dans les années 1980. Irriguant un réseau qui s'étend du New Jersey à la Grande-Bretagne et à la France, il peut transmettre jusqu'à 50 000 conversations simultanées. Le TAT9, mis en service en 1992, présente une capacité encore plus élevée : il peut véhiculer 75 000 appels en même temps. De plus, de tels câbles assurent la transmission à grande vitesse de données informatiques et fournissent des canaux plus sûrs que ceux offerts par les satellites. Les liaisons par satellites présentent par ailleurs certains inconvénients qui nuisent au confort d'utilisation : les propos échangés lors d'une conversation téléphonique subissent parfois des retards gênants, et la qualité de la communication s'avère sensible aux conditions atmosphériques. 6 OPTIONS DU TÉLÉPHONE 6.1 Messagerie vocale La messagerie vocale permet d'enregistrer un message lorsque le destinataire de l'appel est absent (ou qu'il n'a pas envie de répondre). Ce service peut être proposé par la société de télécommunications et réalisé au niveau du central, mais le plus souvent, il s'agit d'un appareil électronique, appelé répondeur, que l'abonné installe chez lui. Un répondeur est équipé d'un dispositif d'enregistrement, de lecture et de détection automatique de sonnerie ; il peut se brancher sur la même ligne que celle du poste téléphonique, mais peut être également intégré dans ce dernier. Au bout de quelques sonneries, le répondeur se déclenche, prend la ligne, émet un message d'annonce expliquant l'indisponibilité de l'abonné, puis invite l'appelant à laisser un message qui sera enregistré. Le possesseur du répondeur, s'il est présent au moment de l'appel, est averti du dépôt d'un message par un signal lumineux ou sonore, et peut alors l'écouter. En général, il est aussi possible d'interroger le répondeur à distance, en composant un code d'accès après la réponse de la machine : on peut alors écouter les messages déposés, les effacer, ou encore changer le message d'annonce. 6.2 Fonctions avancées Avec la banalisation des équipements électroniques, les utilisations d'une ligne téléphonique classique se sont diversifiées au cours de ces dernières années. Même dans le cadre restreint de la téléphonie, France Télécom propose à présent une série de « services confort « pouvant s'adapter aux besoins de ses clients. Grâce au « renvoi d'appel «, un abonné en déplacement peut faire suivre ses appels à l'endroit où il se trouve. Le « signal d'appel « est un signal sonore avertissant l'abonné qui est déjà en ligne qu'une deuxième personne tente de l'appeler ; l'abonné peut alors, s'il le souhaite, parler alternativement à ses deux interlocuteurs. La « conférence à trois « permet d'établir une communication entre trois abonnés ; pour des usages professionnels, il est possible d'établir des « téléconférences « afin de réunir par téléphone un grand nombre de personnes. Par ailleurs, les lignes téléphoniques sont aussi utilisées pour transmettre d'autres données que la parole. La télécopie, qui permet de transmettre l'image d'un document entre deux postes, et la visiophonie, permettant aux usagers de se voir pendant leur conversation téléphonique, sont quelques unes des premières applications détournées du réseau téléphonique. Mais c'est surtout la possibilité de se connecter à des réseaux informatiques (en particulier le réseau Internet) à partir de sa ligne téléphonique (via un modem), qui constitue l'application révolutionnaire de la fin du 7 XX siècle. TÉLÉPHONE FILAIRE ET TÉLÉPHONE MOBILE Parallèlement au développement des services offerts par le téléphone filaire, le début du XXIe siècle voit l'avènement de la téléphonie mobile. Un téléphone mobile est un appareil où les fils de raccordement au central téléphonique ont été remplacés par une liaison radio. Ce genre de téléphone est en théorie utilisable n'importe où : en voiture, en train, à pied, etc. Des stations radioélectriques raccordées au réseau classique sont à cet effet déployées sur l'ensemble du territoire, chacune couvrant une petite zone géographique appelée cellule. De ce fait, les téléphones cellulaires n'ont pas besoin d'une grande puissance, ce qui permet de les miniaturiser sous la forme d'un combiné muni d'une antenne et intégrant tous les dispositifs nécessaires. Chaque signal est transmis sur une fréquence porteuse correspondant à la cellule dans laquelle se trouve l'utilisateur à ce moment-là. La modulation de fréquence à bande étroite est le mode de transmission le plus courant. Les premiers téléphones mobiles étaient analogiques : l'équipement était encombrant et coûteux, si bien qu'ils étaient surtout utilisés en voiture. Au cours des années 1980, des recherches ont été menées en Europe pour remplacer ces téléphones analogiques par des équipements à transmission numérique, plus efficaces et plus légers. La norme GSM (Global System for Mobile communications) a été à cet effet adoptée par les différents partenaires européens en 1992. En France, le marché de la téléphonie mobile est occupé par trois opérateurs : Orange de France Télécom, SFR (Société française de radiotéléphonie) de Vivendi Universal, et Bouygues Télécom de la société Bouygues. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Tous droits réservés.

« Une tension continue, fournie par le central via la ligne téléphonique, est appliquée au microphone.

Les ondes sonores qui traversent la grille provoquent alors le déplacement du dôme vers l’avant et vers l’arrière.

La pression acoustique exercée sur le diaphragme tasse plus ou moins la grenaille, ce qui fait varier la résistance électrique du microphone : il en résulte un courant continu d’intensité variable. La plupart des téléphones récents sont munis d’un microphone électrostatique, qui a l’avantage d’être très compact, léger et bon marché.

Sur ce type d’appareil, le diaphragme constitue une plaque souple d’un condensateur, intégré dans le circuit électrique.

Les variations de pression acoustique se traduisent par une modification de la capacité du condensateur, et donc du courant électrique.

La membrane du diaphragme se compose généralement d’un électret , corps qui demeure électrisé après le passage d’un champ électrique temporaire.

Ainsi, la tension continue de polarisation n’est plus nécessaire.

Les microphones à électret sont équipés de transistors pour assurer l’amplification nécessaire. 3. 2 Écouteur Comme sur les premiers modèles, l’écouteur demeure constitué d’un aimant permanent entouré d’un bobinage.

Les détails de conception ont cependant été largement améliorés : l’aimant a été aplati et présente la forme d’une montre, tandis que le champ magnétique agissant sur le diaphragme en fer est devenu plus intense et plus uniforme.

Parfois, ce diaphragme est en aluminium, fixé sur une pièce en fer. 3. 3 Sonnerie Sur un téléphone, le dispositif avertissant d’un appel est couramment appelé sonnerie, car, pendant une grande partie de l’histoire du téléphone, cette fonction a été assurée par une sonnette actionnée électriquement.

En effet, la mise au point d’un équipement électronique bon marché, pouvant produire une sonorité agréable tout en attirant l’attention, s’est révélée étonnamment difficile, si bien que la sonnette est restée longtemps préférable à la tonalité d’un avertisseur électronique. Aujourd’hui cependant, la miniaturisation des téléphones a entraîné l’utilisation de sonneries électroniques, car une sonnette mécanique nécessite un volume physique non négligeable pour être efficace.

En outre, les sonneries électroniques présentent souvent l’avantage de proposer le choix entre différentes tonalités. 3. 4 Clavier d’appel Les premiers téléphones ne sont pas dotés d’un système de numérotation.

La commutation est réalisée manuellement par des opératrices, les « demoiselles du téléphone ».

L’abonné doit tourner une manivelle (et par la suite, manœuvrer le commutateur), puis demander à l’opératrice de le mettre en relation avec un autre abonné. La commutation automatique, qui peut ainsi affranchir l’abonné de l’intermédiaire de l’opératrice, implique que celui-ci compose lui-même le numéro.

Le système de cadran rotatif est donc installé à cet effet.

Sur un cadran téléphonique, les dix chiffres sont placés en cercle, derrière des orifices circulaires disposés sur le pourtour d’un disque mobile. L’utilisateur insère le doigt dans le trou correspondant au chiffre voulu, puis fait tourner le disque mobile dans le sens des aiguilles d’une montre jusqu’à ce que son doigt heurte la butée du cadran.

Il relâche ensuite le disque qui revient alors à sa position initiale.

En fait, pendant sa rotation, le disque actionne un commutateur électrique un nombre de fois égal au chiffre choisi (sauf pour le 0 qui entraîne dix fois l’ouverture du commutateur car c’est le dernier chiffre sur le cadran).

Le résultat obtenu se traduit par un certain nombre d’impulsions électriques, qui sont portées par le courant établi entre le poste et le central téléphonique.

Chaque impulsion a une amplitude de l’ordre de 50 volts et dure environ 45 millièmes de seconde. L’équipement situé au central téléphonique compte alors ces impulsions et en déduit le numéro demandé. À mesure que le parc d’abonnés s’est accru et que le nombre de chiffres par numéro de téléphone a augmenté, la lenteur de ce procédé de numérotation s’est révélée de plus en plus gênante ; de plus, ce système était relativement fragile.

C’est pourquoi on a mis au point un nouveau procédé, fondé sur la transmission de tonalités à puissance relativement faible. Cette numérotation dite multifréquence ou à fréquences vocales fonctionne si l’abonné est raccordé à un central électronique, ce qui est aujourd’hui le cas partout en France.

Le poste téléphonique est muni d’un clavier à 12 touches principales (les 10 chiffres, plus 2 touches spéciales « * » et « # »), disposées sur une grille de 4 lignes et 3 colonnes.

Chaque touche contrôle l’émission de deux tonalités superposées, l’une correspondant à la ligne et l’autre à la colonne. 3. 5 Bobine antilocale Une importante partie fonctionnelle du téléphone est invisible pour l’utilisateur : la bobine antilocale, qui élimine l’effet perturbateur dû à la voix humaine, appelé effet local.

En effet, les êtres humains contrôlent en permanence le son de leur voix quand ils parlent et ajustent le volume de leur conversation en conséquence.

Ce phénomène correspond à l’effet local. Sur les premiers téléphones, l’émetteur et le récepteur étaient directement connectés l’un à l’autre ainsi qu’à la ligne.

L’utilisateur du téléphone entendait alors sa propre voix, amplifiée par le microphone à charbon, dans l’écouteur du récepteur.

Ce phénomène désagréable incitait par ailleurs l’utilisateur à parler plus doucement, ce qui rendait la conversation presque inaudible pour son interlocuteur. Les premières bobines antilocales comportaient un transformateur électrique, auquel s’ajoutaient des composants divers, dont les caractéristiques dépendaient des paramètres électriques de la ligne téléphonique.

L’écouteur et le microphone étaient reliés à des bobinages différents sur le transformateur, au lieu d’être directement connectés l’un à l’autre comme autrefois.

Ce système pouvait ainsi transmettre l’énergie de l’émetteur vers la ligne, sans en transférer une partie vers le récepteur, éliminant ainsi la sensation de « crier dans sa propre oreille ».

En fait, une petite quantité d’énergie acoustique demeurait transmise en pratique dans le récepteur.

Ainsi, l’utilisateur percevait tout de même sa propre voix, mais à un niveau contrôlé. Aujourd’hui, le transformateur a été remplacé par des transistors incorporés à des circuits imprimés, car ils sont plus légers, plus compacts et moins onéreux.

En outre, ce système a l’avantage de fonctionner comme un système de contrôle automatique du volume, afin de compenser les longueurs variables de câbles entre les divers utilisateurs et le central.

Sans ce dispositif, les abonnés très éloignés du central percevraient un volume trop faible, alors que le volume sonore apparaîtrait excessif pour les personnes qui en sont proches. 4 RÉSEAU TÉLÉPHONIQUE. »

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