Ein Telefon, in älterer Schreibung Telephon (von altgriechisch τῆλε tēle „fern“ und φωνή phōnē „Laut, Ton, Stimme, Sprache“; Begriff geprägt von Philipp Reis), auch Fernsprechapparat (kurz FeAp) oder Fernsprecher (bahninterne Abkürzung Fspr) genannt, ist ein in seiner modernen Form 1876 von Alexander Graham Bell entwickeltes Kommunikationsmittel zur Übermittlung von Tönen und speziell von Sprache mittels elektrischer Signale. Die Begriffe Fernsprecher und Fernsprechapparat gehen auf das Wirken des Generalpostdirektors und Sprachpflegers Heinrich von Stephan zurück. Zur Unterscheidung vom Mobiltelefon wird heute auch häufig das Retronym Festnetztelefon verwendet.
Umgangssprachlich wird mit dem Begriff „Telefon“ neben dem Endgerät des Telefonnetzes
oft auch das Gesamt-Telefonsystem bezeichnet. In der Schweiz ist mit „Telefon“ oft auch ein Telefongespräch (Telefonat) gemeint: „Geben Sie mir ein Telefon“ bedeutet dann „Rufen Sie mich an“.
Das Telefonsystem enthält drei Hauptkomponenten:
Die Apparatur zur Umsetzung von Schall in elektrische Signale und zurück, sowie Komponenten zur Steuerung der Verbindung, den eigentlichen Telefonapparat (auch Endgerät)
Die Fernsprech-Vermittlungsanlage (Ortsvermittlungsstelle)
Der Übertragungskanal – ursprünglich eine mit Gleichstrom gespeiste Doppelader, heute auch Zeitschlitze oder Funkkanäle
Geschichte der Entwicklung des Telefons
In Telefonapparaten wird der Schall durch ein Mikrofon in elektrische Signale gewandelt und beim Empfänger wieder als Schallwelle ausgegeben.
Die Schallumwandlung auf der Senderseite erfolgt unter Ausnutzung verschiedener physikalischer Effekte. So ändert sich bei einem Kohlemikrofon durch Einwirkung von Schallwellen der elektrische Widerstand von lose aufgeschütteten Kohlekörnern. Ein Piezo-Mikrofon erzeugt die Spannung durch den Piezoeffekt. Mikrofone nach dem elektrostatischen Prinzip (Elektretmikrofon) werden unter anderem vom Hersteller Ericsson verwendet. Manchmal erzeugt auch eine Membran-Spulen-Anordnung unter Ausnutzung der elektromagnetischen Induktion die Signalspannung. Oft werden die Signale durch eine in die Mikrofonkapsel integrierte Elektronik gleich verstärkt.
Auf der Empfangsseite sind Bauteile nach dem Membran-Spule-Prinzip (elektromagnetischer Wandler) eingesetzt. Piezoelektrische Hörkapseln finden ebenso Anwendung. Welche Wandler zum Einsatz kommen, hängt vom Baujahr und der Preisklasse des Gerätes ab. Der Frequenzbereich des übertragenen Schalls entspricht nicht dem gesamten Bereich, der vom Menschen gehört werden kann, sondern ist aus Gründen der Wirtschaftlichkeit der Signalübertragung oft auf 300 bis 3400 Hertz eingeschränkt. Eine ausreichende Silbenverständlichkeit ist bereits gegeben, wenn die obere Übertragungsfrequenz einige Kilohertz und die untere wenige hundert Hertz beträgt. In den Anfangszeiten der Fernmeldetechnik wurden dazu umfangreiche Untersuchungen durchgeführt.
Weitere Komponenten steuern den Verbindungsablauf. Das sind Gabelumschalter, Nummernschalter bzw. Tastenwahlblock für den automatischen oder halbautomatischen Verbindungsaufbau, der Kurbelinduktor beim manuellen Verbindungsaufbau (oft im OB-Betrieb), Rückfragetaste und besonders im Bereich der Telefonanlagen zahlreiche weitere Bedienelemente. Wichtige Begriffe beim Ausbau des immer engmaschigeren Telefonnetzes sind Vermittlungstechnik und Selbstwählferndienst.
Schließlich besitzt ein Telefon eine Klingel. Früher arbeitete diese elektromagnetisch, durch einen Kondensator von der Telefonnetz-Gleichspannung entkoppelt, direkt an der zur Signalisation bereitgestellten, der Gleichspannung überlagerten Ruf-Wechselspannung von 25 Hz (Deutschland). Heute erfolgt die Auswertung dieser bei analogen Telefonanschlüssen auch heute noch verwendeten Rufspannung meist elektronisch.
Übertragungsmedium und verwendete Technik
Die gleichzeitige Signalübertragung in beiden Richtungen in zwei Adern wird mit einem Differentialtransformator (siehe Gabelschaltung) realisiert. Damit wird verhindert, dass man sich im Telefonhörer übermäßig selbst hört. Man nennt das auch Rückhördämpfung.
Weiterhin enthalten Telefone einen Generator zur Erzeugung der Wählimpulse (Wählscheibe oder elektronisch) beziehungsweise der modulierten Töne des Mehrfrequenzwahlverfahrens (MFV). Die Hör- und Sprechkapseln enthalten einfache Mikrofone beziehungsweise Lautsprecher, ähnlich wie in Kopfhörern.
Von der Teilnehmeranschlussleitung gelangt von der Vermittlungsstelle eine Gleichspannung (etwa 60 V) über Widerstände zum Telefon. Im aufgelegten Zustand fließt im Telefon kein nennenswerter Strom – es ist hochohmig. Wird der Telefonhörer abgehoben, bricht diese Spannung auf einen definierten Wert (etwa 12 V) zusammen, da das Telefon nun mit einem Widerstand von etwa 600 Ohm an die Leitung geschaltet ist. Diese Spannung dient als Speisespannung (früher diente sie lediglich der Speisung des Kohlemikrofons) und signalisiert zugleich den Zustand wie auch beim (veralteten) Impulswahlverfahren die Wählimpulse (diese unterbrechen den Stromkreis periodisch). Bevor die Gegenseite das Gespräch annimmt, wird zum anrufenden Telefon ein Tonsignal gesandt (Wählton oder Besetztton, siehe Hörtöne), gleichzeitig wird von der Vermittlungsstelle zum klingelnden Telefon eine der Gleichspannung überlagerte Wechselspannung niedriger Frequenz (in Deutschland 25 Hz) gesandt (Rufspannung). Diese Wechselspannung erregte früher direkt ein elektromagnetisches Läutwerk, heute wird sie vom Telefon elektronisch detektiert und kann auch elektronisch erzeugte Klingeltöne steuern.
Bis heute werden Telefone hauptsächlich über die Kabelnetze der Telefongesellschaften an die Ortsvermittlungsstellen angeschaltet. Zu Anfang liefen von jedem Telefon zwei Drähte an Telegraphenmasten zu einer Zentralstelle, wo sie auf Glühlampen- oder Klappenschränken abgeschlossen wurden. Bei diesem Prinzip gab es bald die von historischen Fotos bekannten unüberschaubaren Gewirre von Leitungen und Telegraphenmasten an den Straßen, 50 Leitungen an Doppel- und Dreifachgestängen waren nichts Ungewöhnliches.