Telefonun Tarihcesi

Telefonun Dünü, Bugünü ve Yarını.

Watson buraya gelebilirmisin? Yardımına ihtiyacım var. Bu kelimeler ilk telefon görüşmesinde yer alıyordu. Görüşme ise 10 Mart 1876’da dedektif Sherlock Holmes tarafından değil telefonun mucidi Alexander Graham Bell ile yapılıyordu. Bell’den bu yana telefon dünyasında birçok değişiklik meydana geldi. Telefonlar kısa bir süre için de olsa, radyo olarak bile kullanılsalar da günümüzde hemen hemen her evde mutlaka bir telefon bulunuyor. Bununla kalmıyor, her evde bir, hatta kişi başına da bir adet cep telefonu düşüyor ve büyük bir çoğunluk telefon görüşmelerini bu tür dijital şebekeler aracılığıyla gerçekleştiriyor. Avrupa’da büyük gelişmelerin merkezi olsa da Almanya’nın mobil iletişim ülkesi olduğunu düşünürseniz yanılgıya düşmüş olursunuz. Çünkü cep telefonu iletişiminin devi Finliler. Finlandiya’da nüfusun yüzde 60’dan fazlası cep telefonu kullanmaktadır. Almanya, Portekiz ve Yunanistan’ın gerisinde 14. sırada yer alır. Türkiye’de ise cep telefonu günlük hayatın bir parçası olmuş ve şebekelerin kullanıcı sayısı günden güne artıyor.

Düşünürler de yavaş yavaş ama kesin olarak artık sürekli erişilebilir olmanın sadece sakıncaları bulunmadığını savunuyorlar. Cep telefonu operatörleri günden güne iki basamaklı büyüme hızları kaydediyor ve cep telefonu günlük yaşamda neredeyse normal telefonlardan daha kullanışlı bir araç konumuna geliyor. Yine de 124 yıldan beri insanların kullanımında olan telefonlara alışmak için halen zamana ihtiyaç var.

Telefonların ve ağların tarihsel gelişimi

Telefondaki en önemli gelişimi 19. yüzyılın başlarında gerçekleşmiştir. Elektrik ve manyetik üzerine elde edilen son anlayış, bilgilerin elektrik akımına çevrilmesini mümkün kılmıştır. Dönüştürülen elektrik sinyalleri iletilerek ulaştığı son noktada da insan konuşmasına çevrilmektedir. Bu bilgi telgrafın keşfinde önemli rol oynamıştır. 1837 yılında Samuel Finley Morse hayretler içinde kalan bir kalabalığın önünde ilk yazım telgrafını tanıttı. Her ne kadar insan konuşmasını elektronik sinyallere çevirmek henüz o tarihlerde sorunlara neden olsa da, haberleri mors alfabesine çevirme imkanı böylece ortaya çıktı. Ekim 1861’de, Alman fizikçi Johann Philipp Reis, Frankfurt Main’de bağlı olduğu fizik derneğinde telefonunu tanıttı. Reis tarafından geliştirilen bu aygıt insan sesini direkt olarak ileten ilk buluş oldu. Daha çok müziğin iletiminde kullanılmaya uygun olduğundan belki de, hiçbir zaman beklenen ilgiyi görmedi.

Alexander Graham Bell’den ilk “Alo”

İlk olarak on yıl kadar sonra yani 1872 yılında Alexander Graham Bell gerçek telefon buluşunu yaptı. 10 Mart 1876’da asistanı Thomas Watson’a ve kendisine bir deney sırasında şu sözler ulaştı: “Watson buraya gelebilir misin? Yardımına ihtiyacım var.” Telefon icadının sık sık propagandası yapıldı ve tepki aldı. Bell’in ortaya koyduğu elektromanyatik telefon 1876’da Philadelpghia’daki Centennial Exposition’da eleştirmenleri de inandırdı. Bell telefon icadının patentini aldı ve 1877 yılında Bell Telephone Company’i kurdu. Böylece, telefon kabloları dünyayı çevirmeye başladı.

Telefon çok kolay ve hızlı bir şekilde adapte edilerek kitle iletişimi için kullanılır hale getirildi. Sadece bir yıl kadar sonra, 1878’de, Amarika Nev Haven’da ilk telefon santrali kuruldu. Almanya ise bu gelişmeyi takip ederek 1881’de Berlin ve Mühlhausen’da (Elsass) santrallerini oluşturdu. Telefon Bell tarafından 1877’de geliştirildiği halde, kullanıma geçebilmesi bu tarihleri buldu. On yıl sonra kullanıcı sayısı Amarika’da 150 bin idi. İngiltere’de bu sayı 26 bine ulaştı ve Almanya’da ise telefonlar artık 22 bin kişiyi birbirine bağlıyordu. Başlangıçta aslında bu yeni buluşun halen kuvvetli bir imaj problemi bulunuyordu. Bu yüzden Berlin’de hazırlanan ilk telefon defterinin sivri bir ismi vardı: “48 Çılgının Kitabı” Önceleri sinyallerin iletimi toprağın üzerinden geçen kablolarla serbest olarak yapılıyordu. Daha sonraları bu kablolar yer altına taşınmaya başlandı. Her ne kadar telefonun buluşu sırasında ilk sıradaki amaç sadece sesin iletilmesi olarak düşünülmüş olsa da sonraki yıllarda başka amaçlar için de ihtiyaç duyuldu.

Böylelikle telefon alıcıları radyo aygıtlarının gelişimi sırasında kullanıldı. Telefonun bu kullanım amacı uzun yıllar Londra, Paris ve Budapeşte’de ilgi gördü. Telefon-radyolar; haberleri, müzik ve borsanın durumunu telefon ağı üzerine taşıdı. Şans eseri eski telefonların hoparlörleri yeterli sesi sağlayabilecek kadar büyük yapılmışlardı.

Telefonlar nasıl çalışır?

Mikrofonun önemi…

Bu süre içerisinde bazı teknikler geliştirildi. Telefonlar daima küçüldükleri gibi birçok ek özellikle donatıldılar. Yine de Bell’in telefonunun temel prensipleri modern aygıtlarınkine benzemektedir. Bugünde telefonlar bir mikrofona ihtiyaç duyarlar. Bell’in aygıtında bu fonksiyonu esnek bir metal diyafram ve at nalı mıknatıs üstleniyordu. Bu mıknatıs üzerine doğru akım kaynağına bağlı tel bobin sarılı bulunuyordu. Ses dalgaları metal diyaframı salınım vererek hareket ettiriyor ve bu titreşim mıknatıs ile taşınarak doğru akım bulunan bobinde depolanıyordu. Bu akımın ses dalgasına geri dönüşümü de yine aynı prensiple gerçekleştirilebiliyordu. O zamanlar mikrofonun kalitesi tabii ki iyi değildi. 1878’de kömürlü mikrofonların bulunuşuyla ses iletişim kalitesi biraz daha iyileştirilmiş oldu. Günümüzde ise telefonlara transistorlu mikrofonlar yerleştirilmektedir. Elektronik sinyallerin sese dönüşümünü ise küçük hoparlörler üstlenmektedir.

Numarayı çevirmek ve santrale bağlanmak

Alexander Graham Bell’in 1872’de telefonu icadından bu yana sinyaller halen sabit kablo bağlantıları ile iletilmektedir. Bu da vericinin alıcı ile direkt olarak kablo aracılığıyla bağlandığı anlamına gelir. Birçok kullanıcının bulunduğu bu sistemin doğru bağlantılar kura bilmek için bir telefon santrali ile yönetilmesi gerekir. İlk telefon santralinde bu devreler el ile bağlanmaktaydı. Arkadaşca bir sesesahip santral memurları her gün artan kullanıcı sayısına artık yetişemez duruma gelmişlerdi.

Telefonun icadından bu yana karşılaşılan bu büyük sorunu çözmek ve otomatik bir telefon santrali kurmak için araştırmacılar çalışmalara başladılar. Çözüm bir daha Amerika’dan geldi. Almond Brown Strowger 1889’da çevirmeli telefon aygıtını geliştirdi ve böylelikle otomatik bağlantıların ilk adımı atılmış oldu. Uzunca bir süre telefon şirketleri bu yöntemi kullandılar. Telefon santrali için yeterli tepki telefon cihazı tarafından sağlanıyordu ve santral merkezinde gerekli işlemi görülerek bağlantı kuruluyordu. Orta vadede bu sistem çabuk eskidi. Günümüzde yeni dijital sistemler tonlu arama (Tone Dialing) yöntemi ile çok daha hızlı bağlantı kura bilmektedirler. Bununla birlikte bu yeni buluşun kullanımı sadece dijital telefon santrallerinde mümkün. Türkiye’de ise her iki sistem de desteklenmektedir. Dünyanın en büyük telefon şirketleri ABD’deki AT&T şirketi ve Japonya’daki NTT şirketidir. Bunları 30 milyon bağlantı ile Almanya’nın Deutsche Telekom’u takip etmekte.

Telefon ağlarının yapısı ve arama seçenekleri

Almanya’da telefon ağları yıldız sistemine göre kurulmuştur. İlk tabakada sekiz adet merkezi telefon santrali bulunmaktadır(ZVS). Yıldız formundaki bu sekiz ZVS’nin her birine de yine sekiz adet ana telefon santrali (HVS) bağlanarak kollara ayrılır.

HVS’lere tekrar maksimum sekiz adet son santrale (EVS) sahip sekiz adet düğüm telefon santrali (KVS) bağlanmıştır. Son santrallerin (EVS) sayısı sekiz ile sınırlıdır, çünkü on adet tanımlama rakamından (0-9) sadece sekiz kullanılabilmektedir. “0” milletler arası görüşmelerin seçimi ise “1” de örneğin danışma yada bilgi servisleri için kullanılmaktadır. Almanya’da da önceleri telefon konuşmalarının iletimi santraller aracılığıyla toprağın yüzeyinden iletilirken daha sonraları yerin altından geçen kablolar kullanılmaya başlandı. Günümüzde telefon şirketleri bunun yanında uydu ve yönlendirici yer istasyonu bağlantıları da kullanmaktadırlar.

Bazı şehir içi telefon görüşmeleri direkt olarak santrallerin bağlantısı ile kurulurlar. Örneğin İstanbul’da ki Çiğdem ahizeyi kaldırdığında bölgesindeki telefon santraliyle arasında bağlantı kurulur. Aradığı numara elektronik sinyaller formuna dönüştürülerek işlenir ve otomatik olarak bağlantı kurulur. Eğer aranan kişi aynı santral bölgesinde yer alıyorsa bağlantı iki kişi arasında direkt olarak sağlanır.

İstanbul’da oturan Çiğdem başka bir bölgede , örneğin Bursa’daki birini aradığında telefon görüşmesi uydu bağlantısıyla sağlanır. Fakat aradaki fark kullanıcı tarafından asla anlaşılamaz. Aynı şekilde Amarika’yı da aradığında bir fak göze çarpmayacaktır. 184 ülkeyi kendi seçiminizle otomatik olarak araya bilirsiniz. Ülkeler arası görüşmelerin yüzde99.6’sı ve şehir içi görüşmelerin de yüzde 100’ü tam otomatik olarak santraller tarafından gerçekleştirilmektedir.

Cep Telefonları ve Cep Telefonları Şebekeleri

Mobil telefon ağlarında da her işlem otomatik olarak gerçekleştirilir. İlk mobil telefon denemeleri 1918 yılında Berlin’de yapılmaya başlanmasına rağmen diğer avrupa ülkelerine göre Almanya teknik gelişmeler açısından daha gelişmiş konumdadır.

Farklı ülkelerde mobil telefon, hücre yada cep telefonu olarak da adlandırılan iletişim araçları ülkemizde de kısa bir geçmişe sahipler ve 80’li yılların ortalarında ilgi görmeye başladılar. 1986 yılında Almanya’da kurulan C-Netz’i 1992 de de D-Netz izledi. Almanya’da ilk telefon şebekesi ise telekom tarafından kuruldu. Sonraları Mannesmann ve E-Plus şirketlerine lisans verildi. Almanya’daki bugüne kadarki son girişim de 1998’de VIAG-INTERCOM ağı tarafından sağlandı. Türkiye’de şuan kullanılmakta olan dört telefon şebekesi de dahil olmak üzere tüm cep telefonu şebekeleri ilk önce ingiltere’de karşılaştırılan hücresel ağlar prensibine göre çalışmaktadırlar. Dünya üzerinde bu amaçla değişik bant aralıkları kullanılmaktadır. Şu an Türkiye’de 900 ve 1800 Mhz. frekans aralığı desteklenmektedir.

Ağ Dünyasında Hücrelerin Önemi

Bu sebepten dolayı kullanılan alanlar birkaç hücreye ayrılmıştır. Hücreler farklı derecede büyüktürler ve karşılıklı konuşmaları karıştırmamak için farklı frekanslar desteklemeleri gerekmektedir. Hücrelerin kapsama alanları fiziksel özelliklere göre değişim gösterirler. Verici istasyon kurarken, seçilen alanların ortasına değil kenarına kurulmasına dikkat edilir. Böylelikle bir verici istasyon ile üç hücreye aynı zamanda hizmet verilmiş olur. Bu hücreler içerisinde problemsiz olarak konuşabilmek için her defasında alıcı/verici anten ve temiz bir alıcı anten yeterli olacaktır. Üç ayrı hücre için ise toplam altı anten gerekmektedir.

Cep Telefonu ile Görüşme ve İstasyonlar

Cep telefonu sahibi telefon ile görüşmek istediğinde tam tamına neler gerçekleştiğini örnekle açıklayalım. Örneğin : kullandığ cep telefonu şebekesinden memnun olan Sait arkadaşına cep telefonundan aramak istiyor. Öncelikle arayacağı kişinin cep telefonu şebekesine kayıtlı olması gerekiyor. Bu işlem her defasında cep telefonu açıldığı sırada gerçekleştirilir. PIN no’su girildikten sonra telefon otomatik olarak bir istasyon arar ve o istasyona kayıt isteğinde bulunur. Bu amaçla kullanıcı tanımları ve cihaz seri numarası yayınlanır. Baz istasyon veri tabanındaki onaylama bilgilerini kontrol ederek giriş için onay bekler. Aynı zamanda telefonun seri numarasının çalıntı telefonlar arasında bulunup bulunmadığı “kara liste” ye bakarak, seri numarasının doğruluğu kontrol edilir. Bu temel aşamalar geçildikten sonra diğer adıma sıra gelir.

Fatih’in telefon verileri ve şu anda bulunduğu bölge birçok veri tabanına saklanır. Cep telefonu artık ulaşılabilir durumdadır ve SMS yani kısa mesaj servisi kutusu yeni gelen mesajlar ve haberler için taranır. Tüm bu giriş işlemleri en fazla beş saniye içerisinde tamamlanmış olur.

Kayıt işleminden sonra Fatih’in telefonu düzenli aralıklarla en yakın baz istasyonunun verici gücünü kontrol edecektir. Aynı anda en yakındaki diğer istasyonların frekans bilgileri de alınmaktadır. Sinyal gücü en düşük seviyenin altına indiğinde telefon otomatik olarak daha güçlü sinyal yayan istasyona kayıt olacak ve alan bilgileri yenilenecektir.

Sait arıyor…
Fatih’in telefonu hazır.

Fatih’in telefonu Sait’in araması için artık hazırdır. Sait telefonu çevirdiğinde en yakın telefon şebekesiyle bağlantı kuracaktır. Şimdi ise tesadüfen Fatih’in aynı santral bölgesinde bulunup bulunmadığı veri tabanından kontrol edilir. Farklı veri tabanlarını da sorguladıktan sonra Sait’in araması ilgili santrale iletilir. Bu işlem bölgenin baz istasyonunda gerçekleştirilir. Öte yandan bağlantı görüşme bitene kadar devam edecektir.

…..Fatih yolculukta
İstasyondan uzaklaşıyor

Fatih bulunduğu alandaki istasyona kayıt edilmiş, sait ile konuşmaktadır. Eğer Fatih bulunduğu istasyondan uzaklaşırsa ne olur? Bir cep telefonu telefon görüşmesi sırasında sadece SMS mesajlarını değil aynı zamanda yan yana bulunan istasyonların da sinyal bilgilerini değerlendirmektedir. Fatih , Sait ile konuşurken telefon bağlantıdaki kaliteyi komşu hücreler ile karşılaştırır. Fatih başka bir hücre alanına doğru hareket ettiğinde yavaş yavaş komşu istasyonun gönderim kalitesi artacaktır. Bu durumda çok kısa bir süre için çok büyük olmayan bir kalite kaybı meydana gelebilir. Komşu hücrenin kabul sinyali bulunduğu istasyondan daha güçlü hale geldiğinde telefon komşu istasyona geçişi simgeleyen bir sinyal gönderir. Bir hücre ile diğeri arasındaki değiş tokuş “hand-over” olarak tanımlanır.

Cep Telefonu ile Değiş Tokuş Oyunu

Cep telefonu bulunduğu istasyona, istasyon değiş tokuşu için sinyal gönderdiği anda şu anki istasyon geçişi yapılacak alanda kapasite bulunup bulunmadığını kontrol eder. Eğer her iki istasyon da aynı kanal üzerinde bulunuyorsa anlaşma sağlanır. Karşılaştırılan anda telefon yeni frekansa geçer ve yeni istasyondaki yeri ayırtılmış olur. Konuşulan kişi ile aynı zamanda içinde bağlantı devam ettirilir. Bu hand-over okadar düzenli işler ki ne arayan ne de aranan farkına bile varmaz. Herşey çok güzel ve mükemmel gibi duruyor fakat, eğer geçiş yapılacak istasyonda konuşmanın devam etmesi için kapasite bulunmuyorsa ne olacak? Bu durumda cep telefonu eski istasyon ile bağlantıyı mümkün olduğu sürece tutmaya çalışacak. Aynı zamanda da en yakındaki diğer istasyonları bağlantı kurmak için kontrol etmeye devam edecektir. Alınan sinyaller çok zayıfladığında ya da başka bir istasyona geçiş sağlanamadığı anda ise bağlantı kesilecektir.

Gelecekten Beklentiler :
Sorunsuz ve hızlı

Yerel ağa bağlı ev telefonları üzerinde çalışmalar yapan girişimci kuruluşlar telefon şirketlerinin hükümdarlıklarını ellerinden almak için “Son Mil” adında yeni bir teknoloji geliştiriyorlar. Halen eski tekelci kuruluşlar da ellerindeki imkanların özel şirketlere verilmesine büyük tepkiler gösteriyorlar. Önceden kullanılmakta olan televizyonun kablolu ağı örneğin elektrik akımı iletimini mümkün kılarak imkanlar sunuyor.

Fakat Almanya’da kablolu televizyon yayın hakları halen Deutsche Telekom’un elinde bulunuyor ve mevcut telefon hatlarına alternatifler getirme fikrine pek cazip bakılmıyor. Bununla birlikte kablo ağının parçalarının yakın zaman içerisinde ihaleler ile satılması düşünülüyor. Satışlar gerçekleştiğinde bu alanda hareketlenmeler görülmesi bekleniyor. Verilerin elektrik akımı kablolarıyla taşınmasını sağlayacak Power-line sistemi de şu an test aşamasında bulunuyor. Aynı zamanda Essen’daki RWE firması da (Rheinisch-Westfalische Elektrizitatswerk) bu doğrultuda çalışmalarına tekrar yoğunluk vermiş durumda. Uzmanlar diğer bir alternatif olarak yönlendirici yer istasyonu bağlantısını görüyorlar. Bu sistem son kullanıcıya yüksek maliyet getiriyor. (Yaklaşık 1000 euro). Eski ağlarda çalışan telefon şirketleri için en büyük sorun ise yeni ağların yapısı.

Bu aralar cep telefonu servisi sağlayan şirketler bu sorunu hemen hemen çözmüş durumdalar. Hatta Almanya’da cep telefonu ağı çok iyi durumda olmasına rağmen tekrar yapılandırılmış. Ağ sistemi için şu an görülen en büyük sorun iletişim hızının arttırılması. Bunun için HSCSD (High Speed Circuit Switched) ve GPRS (General Packet Radio Services) ile kuruluşların bu sorunu aşmak için şimdiden çözümleri hazır. Hatta birsonraki adım için çözüm çaktan elde edilmiş. UMTS (Universal Mobile Telecommunications Systems) ile taşıma ve iletişim oranları 2 Mbit’e kadar sorunsuz olarak sağlanıyor.

Aslında kullanıcıların bu yeni standartların zevkini çıkarması için biraz zaman gerekiyor. Gelecekte cep telefonu dünyasıyla bilgisayarlar arasındaki sınır giderek silinecek. Hatta bu sene düzenlenen Cebit fuarında ilk karışım ürün sergilendi. Siemens ve Casio firmaları palm pc olan Casiopeia ve en iyi cep telefonu modellerinden S-25’i birleştirerek ortak bir ürün ortaya çıkardılar. Tüm bu başlangıçlar tek bir noktada buluşuyorlar. Artık iletişim alanındaki çalışmalar ses kalitesini yükseltmek için yapılmıyor. Birkaç yıl içerisinde yeni ürünlerle birlikte telefon görüşmeleri ücretsiz olarak yapılacak. Normal telefon görüşmeleri kullanıcıları şaşırtacak şekilde promosyonla verilecek. Tarihin büyük mucidi Alexander Graham Bell kuşkusuz bu manzara karşısında büyük mutluluk duyacaktır.