วิวัฒนาการของโทรศัพท์

วิวัฒนาการของโทรศัพท์ครับซึ่งก็กำลังจะกล่าวดังต่อไปนี้แหละครับ คือว่า โทรศัพท์นี้นะครับก็ได้ถูกประดิษฐ์ขึ้นมาในปี พ.ศ. 2419 ครับ โดย อเล็กซานเดอร์ เกรแฮมเบลล์ ครับ โดยใช้หลักการสั่นสะเทือนของ ไดอะแฟรมที่อยู่กับสนามแม่เหล็กครับ เมื่อมีเสียงพูดเข้ามานะครับก็จะทำให้เกิดการสั่นสะเทือนครับสนามแม่เหล็กก็จะตัดผ่านขดลวด ทำให้เกิดสัญญาณไฟฟ้าขึ้นครับ กระแสไฟฟ้าก็จะถูกเปลี่ยนเป็นเสียงที่ตัวรับครับ และก็ต่อมาครับ คือในปี พ.ศ. 2420 โทมัส อัลวา เอดิสัน ครับ คนนี้แหละครับที่ได้ประดิษฐ์ตัวส่งสัญญาณโดยใช้คาร์บอน คือเมื่อมีเสียงมากระทบคาร์บอนก็จะทำให้คาร์บอนมีความต้านทานเปลี่ยนแปลงตามเสียง ครับและก็ทำให้กระแสไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงด้วยครับ ทำให้การสื่อสารเป็นไปได้ไกลขึ้นกว่าเดิมอีกมากครับผม และก็ต่อมาอีกนั่นแหละครับ ในปี พ.ศ. 2421ครับ สหรัฐอเมริกา ได้เปิดให้ใช้บริการโทรศัพท์เป็นครั้งแรกครับ ซึ่งเป็นระบบที่ใช้พนักงานต่อสาย มีเพียง 21 หมายเลขเท่านั้นครับ เป็นระบบที่ใช้แบตเตอรี่ประจำเครื่องต่อมาจึงได้ใช้ระบบแบตเตอรี่ร่วมครับ ต่อมาในปี พ.ศ. 2435 ครับ อัลมอน บี สตรอเจอร์ ก็ได้พัฒนาระบบโทรศัพท์ที่ใช้พนักงานต่อเชื่อมมาเป็นระบบอัติโนมัตแบบสเตพ บาย สเตพ ครับ โดยใช้สวิตช์เป็นแบบกลไฟฟ้า และก็ต่อมาอีกเช่นเคยครับได้พัฒนามาเป็นแบบครอสบาร์สามารถทำงานได้ดีขึ้นและเร็วขึ้นครับ และก็ต่อมาครับ ในปี พ.ศ. 2503 ได้มีการพัฒนาชุมสายโทรศัพท์โดยการใช้สารกึ่งตัวนำแทนสวิตช์แบบกลไฟฟ้าครับ พัฒนาแล้วนะเนี่ย ซึ่งเรียกว่า ระบบสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ ที่เรารู้จักกันนั่นแหละครับ ในปี พ.ศ. 2513 ครับก็ได้มีการใช้ระบบคอมพิวเตอร์ในการควบคุมการทำงานของชุมสายโทรศัพท์ครับ แต่ยังทำงานด้วยระบบอะนาล็อกอยู่ และก็อีกต่อมาครับ ได้นำเอาเทคนิคการหน่วงเวลา และผสมสัญญาณแบบรหัสพัลส์ ทำให้ระบบโทรศัพท์เป็นแบบ ดิจิตอล ใช้งานในปัจจุบันนี้ยังไงล่ะครับ

หลักการทำงานของระบบโทรศัพท์

โทรศัพท์ที่เราๆ ใช้กันอยู่นี่นะครับได้ถูกพัฒนาขึ้นจากโทรเลขครับ โดยการทำงานของโทรศัพท์ก็คือเปลี่ยนเสียงพูดไปเป็นสัญญาณทางไฟฟ้าครับ แล้วค่อยส่งสัญญาณไฟฟ้านั้นไปตามสายสัญญาณครับ และก็เมื่อถึงปลายทางแล้วก็ทำการเปลี่ยนจากสัญญาณไฟฟ้านั้นเป็นเสียงให้เราได้ยินกันไงล่ะครับ ส่วนการให้บริการโทรศัพท์ที่ใช้งานจริงๆนั้นนะครับจะมีจำนวนผู้ใช้เป็นจำนวนมากครับ ดังนั้นนะครับเราจึงจำเป็นที่จะต้องมีชุมสายโทรศัพท์ครับ เพื่อช่วยในการอำนวยความสะดวกในการเชื่อมหมายเลขที่ต้องการต่อถึงกัน และยังควบคุมการ ทำงานของโทรศัพท์ให้ถูกต้องอีกด้วยนะครับ      คอมพิวเตอร์ เป็นเครื่องอิเล็กทรอนิกส์แบบอัตโนมัติ ทำหน้าที่เสมือนสมองกล ใช้สำหรับแก้ปัญหาต่าง ๆ ทั้งที่ง่ายและซับซ้อนโดยวิธีทางคณิตศาสตร์ (พจนานุกรมฉบับราชบัณฑิตยสถาน พุทธศักราช 2525คอมพิวเตอร์ในยุคเริ่มแรก จะเป็นลักษณะเครื่องจักรกลหรือสิ่งประดิษฐ์ขึ้นเพื่อช่วยในการคำนวณ โดยที่ยังไม่มีการนำวงจรอิเล็กทรอนิกส์เข้ามาใช้ประโยชน์ร่วมด้วย เมื่อ 5,000 ปีที่ผ่านมามนุษย์ได้พยายามคิดค้นเครื่องมือที่ใช้ทำงาน และผ่อนแรง ตลอดจนให้ความสะดวกแก่ตนเองและผู้อื่่น เช่น ในการนับจำนวนเลข มนุษยในสมัยโบราณรูจัก ใช้นิ้วมือ ในการนับ และใช้วิธีตา่ง ๆ เช่น ใช้รอยขีด ก้อนหิน หรือแท่งไม้ เพื่อนับจำนวนสมาชิกในครอบครัวหรือนับจำนวนสัตว์ที่ล่ามาได้ต่อมาประมาณ 2,600 ปีก่อนคริสตกาล ชาวจีนได้ประดิษฐ์เครื่องมือเพื่อใช้ในการ คำนวณขึ้นมาชนิดหนึ่ง เรียกว่า ลูกคิด ซึ่งถือได้ว่า เป็นอุปกรณ์ใช้ช่วยการคำนวณที่เก่าแก่ที่สุดในโลกและคงยังใช้งานมาจนถึงปัจจุบัน ลูกคิด ซึ่งถือว่าเป็นต้นกำเนิดของเครื่องมือคำนวณ พ.ศ. 2158 John Napier นักคณิตศาสตร์ชาวสก็อตแลนด์ได้ประดิษฐ์อุปกรณ์เพื่อช่วยการคำนวณขึ้นมา เรียกว่า Napier's Bones เป็นอุปกรณ์ที่ลักษณะคล้ายกับตารางสูตรคูณ เครื่องมือชนิดนี้ช่วยให้สามารถทำการคูณและหารได้ง่ายเหมือนกับทำการบวก หรือลบโดยตรง Napier's Bones พ.ศ. 2185 นักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศสชื่อ Blaise Pascal ซึ่งในขณะนั้นมีอายุเพียง 19 ปี ได้ออกแบบ เครื่องมือในการคำนวณโดย ใช้หลักการหมุนของฟันเฟืองหนึ่งอันถูกหมุนครบ 1 รอบ ฟันเฟืองอีกอันหนึ่งซึ่งอยู่ ทางด้านซ้ายจะถูกหมุนไปด้วยในเศษ 1 ส่วน 10 รอบ เครื่องมือของปาสคาลนี้ถูกเผยแพร่ออกสู่สาธารณะชน เมื่อ พ.ศ. 2188 แต่ไม่ประสบความสำเร็จเท่าที่ควรเนื่องจากราคาแพง และเมื่อใช้งานจริงจะเกิดเหตุการณ์ที่ฟันเฟืองติดขัดบ่อยๆ ทำให้ผลลัพธ์ที่ได้ไม่ค่อยถูกต้องตรงความเป็นจริง เครื่องมือในการคำนวณของ Pascal พ.ศ. 2216 นักปราชญ์ชาวเยอรมันชื่อGottfriend von Leibnitz ได้ปรับปรุงเครื่องคำนวณของ ปาสคาลให้สามารถหารคูณและหารได้โดยตรง โดยที่การคูณใช้หลักการบวกกันหลายๆ ครั้ง และการหารก็คือการลบกันหลายๆ ครั้ง แต่เครื่องมือของ Leibnitz ยังคงอาศัยการหมุนวงล้อ ของเครื่องเองอัตโนมัติ นับว่า เป็นเครื่องมือที่ช่วยให้การคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่ดูยุ่งยากกลับเป็นเรื่องที่ง่ายขึ้น เครื่องมือคำนวณของ Leibnitz พ.ศ. 2344 นักประดิษฐ์ชาวฝรั่งเศสชื่อ Joseph Marie Jacquard ได้พยายามพัฒนาเครื่องทอผ้าโดยใช้ บัตรเจาะรูในการบันทึกคำสั่ง ควบคุมเครื่องทอผ้าให้ทำตามแบบที่กำหนดไว้ และแบบดังกล่าวสามารถนำมา สร้างซ้ำๆ ได้อีกหลายครั้ง ความพยายามของ Jacquard สำเร็จลงใน พ.ศ. 2348 เครื่องทอผ้านี้ถือว่าเป็น เครื่องทำงานตามโปรแกรมคำสั่งเป็นเครื่องแรก เครื่องทอผ้าใช้บัตรเจาะรู พ.ศ. 2373 Chales Babbage ถือกำเนิดที่ประเทศอังกฤษ เมื่อ พ.ศ. 2334 จบการศึกษาทางด้านคณิตศาสตร์ จากมหาวิทยาลัยแคมบริดจ์ และได้รับตำแหน่ง Lucasian Professor ซึ่งเป็นตำแหน่งที่ Isaac Newton เคยได้รับมาก่อน ในขณะที่กำลังศึกษาอยู่นั้น Babbage ได้สร้างเครื่อง หาผลต่าง (Difference Engine) ซึ่งเป็นเครื่องที่ใช้คำนวณ และพิมพ์ตารางทางคณิตศาสตร์อย่างอัตโนมัติ จนกระทั่งปี พ.ศ. 2373 เขาได้รับความช่วยเหลือจากรัฐบาลอังกฤษเพื่อสร้างเครื่อง Difference Engine ขึ้นมาจริงๆ แต่ในขณะที่ Babbage ทำการสร้างเครื่อง Difference Engine อยู่นั้น ได้พัฒนาความคิดไปถึง เครื่องมือในการคำนวณที่มีความสามารถสูงกว่านี้ ซึ่งก็คือเครื่องที่เรียกว่าเครื่องวิเคราะห์ (Analytical Engine) และได้ยกเลิกโครงการสร้างเครื่อง Difference Engine ลงแล้วเริ่มต้นงานใหม่ คือ งานสร้างเครื่องวิเคราะห์ ในความคิดของเขา โดยที่เครื่องดังกล่าวประกอบไปด้วยชิ้นส่วนที่สำคัญ 4 ส่วน คือ1.ส่วนเก็บข้อมูล เป็นส่วนที่ใช้ในการเก็บข้อมูลนำเข้าและผลลัพธ์ที่ได้จากการคำนวณ 2.ส่วนประมวลผล เป็นส่วนที่ใช้ในการประมวลผลทางคณิตศาสตร์3.ส่วนควบคุม เป็นส่วนที่ใช้ในการเคลื่อนย้ายข้อมูลระหว่างส่วนเก็บข้อมูล และส่วนประมวลผล4.ส่วนรับข้อมูลเข้าและแสดงผลลัพธ์ เป็นส่วนที่ใช้รับทราบข้อมูลจากภายนอกเครื่องเข้าสู่ส่วนเก็บ และแสดงผลลัพธ์ที่ได้จากการคำนวณให้ผู้ใช้ได้รับทราบ เครื่อง Alaytical Engine เป็นที่น่าสังเกตว่าส่วนประกอบต่างๆของเครื่อง Alaytical Engineมีลักษณะใกล้เคียงกับส่วนประกอบ ของระบบคอมพิวเตอร์ ในปัจจุบัน แต่น่าเสียดายที่เครื่อง Alalytical Engine ของ Babbage นั้นไม่สามารถสร้างให้สำเร็จขึ้นมาได้ เนื่องจากเทคโนโลยีสมัยนั้นไม่สามารถสร้างส่วนประกอบต่างๆ ดังกล่าว อีกประการหนึ่งก็คือ สมัยนั้นไม่มีความจำเป็น ต้องใช้เครื่องที่มีความสามารถสูงขนาดนั้น ดังนั้นรัฐบาล อังกฤษจึงหยุดให้ความสนับสนุนโครงการของ Babbage ในปีพ.ศ. 2385 ทำให้ไม่มีทุนที่จะทำการวิจัยต่อไป สืบเนื่องจากมาจากแนวความคิดของ Analytical Engine เช่นนี้จึงทำให้ Charles Babbage ได้รับการยกย่อง ให้เป็นบิดาของเครื่องคอมพิวเตอร์ Charles Babbageบิดาแห่งเครื่องคอมพิวเตอร์ พ.ศ. 2397 นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ George Boole ได้ใช้หลักพีชคณิตเผยแพร่กฎของ Boolean Algebra ซึ่งเป็นคณิตศาสตร์ที่ใช้อธิบายเหตุผลของตรรกวิทยาที่ตัวแปรมีค่าได้เพียง "จริง" หรือ "เท็จ" เท่านั้น (ใช้สภาวะเพียงสองอย่างคือ 0 กับ 1 ร่วมกับเครื่องหมายในเชิงตรรกพื้นฐาน คือ AND,ORและNOT)สิ่งที่ George Boole คิดค้นขึ้น นับว่ามีประโยชน์ต่อระบบคอมพิวเตอร์ในปัจจุบันอย่างยิ่ง เนื่องจากเป็น การยากที่จะใช้กระแสไฟฟ้า ซึ่งมีเพียง 2 สภาวะ คือ เปิด กับ ปิด ในการแทน เลขฐานสิบซึ่งมีอยู่ถึง 10 ตัว คือ 0 ถึง 9 แต่เป็นการง่ายกว่าเราแทนด้วยเลขฐานสอง คือ 0 กับ 1 จึงถือว่าสิ่งนี้เป็นรากฐานที่สำคัญของการออกแบบวงจรระบบคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน George Boole                          คําว่า "โทรทัศน์" หรือ  Television  นักวิชาการได้ให้ความหมายว่า  "to see at a distance"  ซึ่งตรงกับคําว่า  "โทร"  ที่แปลว่าไกล  และ  "ทัศน์"  ที่แปลว่าการเห็น     การกําเนิดของโทรทัศน์              มีความคิดที่จะเอาพลังงานแสงผสมไปกับกระแสไฟฟ้าแล้วส่งไปตามสาย หรือไม่ก็ไม่ใช้สายเลยก็ได้  จากหลักการพื้นฐานที่ว่าการที่คนเราสามารถมองเห็นวัตถุนั้น  เป็นเรื่องของพลังงานแสง  หลักการแรกมาจากหลักการที่ว่าการมองเห็นภาพเกิดจากการที่แสงส่องไปกระทบวัตถุ  แล้ววัตถุนั้นเกิดการสะท้อนแสงเข้าสู่ประสาทตา  หากวัตถุนั้นสะท้อนแสงกลับมามากเราจะเห็นความสว่างมาก  หากไม่สะท้อนกลับมาเลยเราจะเห็นเป็นสีดําหรือไม่สว่างเลย  อีกกรณีหนึ่งก็คือการรับแสงโดยตรงจากต้นกําเนิดแสง อย่างเช่นหลอดไฟหรือดวงอาทิตย์ เป็นพลังงานแสงที่เรารับเข้ามาโดยตรง หากแสงที่ส่องเข้ามามีความเข้มมากจะมีความสว่างมาก หากมีความเข้มน้อยจะสว่างน้อยในเวลาเดียวกัน             การนําเอาเรื่องของพลังงานแสงมาใช้นับเป็นวิธีการที่ไม่ต้องพึ่งพาหลักการทางเคมี   และในช่วงเวลาดังกล่าวมีการค้นพบคลื่นวิทยุและการส่งวิทยุแล้ว   แอนดรู  เมย์  (Andrew  May)  ชาวไอริชได้ค้นพบสารเซเลเนียม  ซึ่งมีคุณสมบัติในการเปลี่ยนพลังงานแสงให้เป็นพลังงานไฟฟ้า  ( เมื่อ  พ.ศ. 2416 ) ต่อมาอีกประมาณ  10  ปี  พอล  นิพโกว  ( Paul  Nipkow )  ชาวเยอรมันได้ค้นพบหลักการสแกนภาพที่ใช้ระบบจานหมุน  กลายเป็นแนวความคิดให้นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสที่ชื่อว่า  เอ็ม  เซนเลซก์  ( M.  Senlecg )  สามารถประดิษฐ์กล้องถ่ายโทรทัศน์ที่ส่งภาพและเสียงออกไปได้เมื่อปี  พ.ศ. 2432 ปี  พ.ศ.  2440  คาร์ล  เฟอร์ดินานด์  บราวน์  (Karl  Ferdinand  Brawn)  ได้ค้นพบหลอดภาพออสซิลโลสโคปและมีผู้นําเอาหลักการดังกล่าวไปผนวกเข้ากับโฟโตเซลล์  นั่นเป็นก้าวแรกที่ทําให้เราเริ่มเห็นภาพในจอจึงมีการเริ่มพูดถึงการใช้หลอดภาพอิเล็กทรอนิกส์ในการสแกนภาพ  ระบบดังกล่าวยังไม่ประสบความสําเร็จ  พ.ศ. 2468  ชาร์ล  ฟรานซิส  เจงกิน  กับ  เจมส์  ลอจี  แบร์ด  ได้ทดลองเกี่ยวกับการส่งภาพเงาโดยไม่ใช้สาย  แล้วนําออกแสดงทั้งที่อังกฤษและสหรัฐอเมริกา  นี่เองที่เป็นก้าวที่คนทั่วไปได้สัมผัสกลไกของสิ่งที่เรียกว่าโทรทัศน์การค้นคิดของนักประดิษฐ์ทั้งสองที่กล่าวมาแล้วใช้การสแกนภาพตั้งแต่  30  ถึง  60  เส้น  แต่อย่างไรก็แล้วแต่ การรับรู้ถึงรายละเอียดภาพนั้นจะต้องไม่น้อยกว่า  405  เส้นจึงจะมองออกว่าภาพนั้นเป็นภาพอะไร นี่เองที่ทําให้มีการค้นคิดการสแกนภาพด้วยอิเล็กทรอนิกส์  มีการแข่งขันกันมากมายในช่วงนั้น  เพราะมีการคิดจะเอาสิ่งประดิษฐ์นี้มาใช้เพื่อการค้ากันแล้ว  คณะกรรมาธิการการสื่อสารของอังกฤษจึงต้องประกาศกําหนดมาตรฐานเมื่อปี  พ.ศ. 2483  ให้โทรทัศน์เพื่อการค้าใช้ระบบภาพ  525  เส้น  นอกนั้นให้ใช้ระบบ  441  เส้น           พ.ศ. 2495  ได้มีการกําหนดย่านความถี่ให้ส่งกันในย่านความถี่สูงมาก หรือ  VHF  (ย่อมาจาก  Very  High  Frequency)  มีช่องการส่ง  12  ช่อง  ตั้งแต่ช่อง  2  ถึงช่อง  13  และกําหนดช่องความถี่เหนือสูงหรือ  UHF  (Ultra  High  Frequency)  ให้มีได้  70  ช่อง  คือช่อง  14  ถึงช่อง  83  โดยทั้งสองแบบมีความแตกต่างกันแต่เรื่องของความถี่เท่านั้นเอง  ปี  พ.ศ. 2519  จึงได้เกิดภาครับที่เรียกว่า  ยูนิ-จูนเนอร์  (Uni-tuner)  ซึ่งรับได้ทั้ง วีเอชเอฟ.  และยูเอชเอฟ.          เจมส์  แอล  แบร์ด  (James  L. Baird)  วิศวกรอังกฤษได้เอาแผ่นกรองสี  (Colour  Filter)  มาแยกสัญญาณสีได้สําเร็จโดยอาศัยจานหมุนแยกสี  (ปี  พ.ศ. 2471)  ก่อให้เกิดความคิดในการแยกสัญญาณสีเพื่อส่งเป็นภาพสี  ในที่สุดกรรมาธิการว่าด้วยระบบโทรทัศน์  นานาชาติ  หรือ  NTSC  (National  Television  System  Committee)  ยอมรับระบบของเอ็นบีซีซึ่งเป็นระบบอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมด