释放双眼，带上耳机，听听看~！

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       直接的交谈需要两人相距很近，当然，站在山上使劲喊能够增加声音传输距离，但是却降低了可听性，即让人听到也不知所云。而且也没有人能够让自己的声音穿过大西洋。到1875年，电话的发明使得人类早就幻想的“远程通信”的目标得以实现。

       当然在电话出现之前，其他远程通信的形式也早已出现，例如信号火、镜子、电报等通信方式都为相隔很远的人们之间的相互通信提供了一定的便利，不过这些通信形式没有一个能让人们随心所欲的交谈。电话不仅仅是一种语音通信，它还是一种交互的实时通信方式。很多人都知道在麻萨诸塞州波斯顿的聋耳学生的老师贝尔的故事，他因为非常熟悉语音的产生和收听机理而碰巧发明出“协波电报”，一种在电线上利用电信号传送语音的工具。不过很少有人知道贝尔另外的一个故事，他有一位心爱的姑娘出身富足家庭，为了赚钱和她结婚，贝尔开始发明一种能在同一根电线上传输多路电报的方法。电话的发明是一件另人愉快的事件，或许也只有贝尔训练有素的耳朵才能意识到多路传真里的嘶撕声和尖鸣声都是人类的语音，只不过是被弄乱了而已。

       贝尔花了几年时间设计出这个发明，但他所做的主要是如何用电波来表示多种多样的人类语言的声波，即贝尔把声波的模拟信号转换为电波的模拟信号。在这个过程中声波振幅升降的所有信息都在电波里被模仿，电信号由一节简单的电池提供，但却可以到达几公里远。在系统的两头，有个设备（送话器）负责把模拟语音信号转换为电波模拟信号，还有一个设备（受话器）负责把电波模拟信号转换为模拟语音信号。把两者结合起来形成收发器。

        贝尔还发现人类语音的全部频率范围在10Hz到10000Hz之间，当然这并不是说要想使电话可以让人听懂必须传输这么大的带宽，实际上，要想达到让人听懂的要求只需要上述约10000Hz带宽中的一小部分，实际上，在超过4000Hz的声波中只携带了微不足道的能量，而几平有80%的能量集中在300Hz~3300Hz的范围之内。

       图2-2表示了通常所说的语音的“功率谱密度”。功率谱密度是认识语音声波的另一个途径。在这个图中，横坐标不再是时间而是频率，纵坐标不再是振幅而是功率。从技术上讲，这个图表示的是一个较长时间段内的功率谱密度，因为在一个较短的时间内，一两句话的功率分布的随机性很大，并不一定和图中的情况接近。图中功率的单位用分贝（dB）表示，分贝是通信系统中表示能量得失的一个标准单位。

图2  语音的功率谱密度

       由上所述，并没有必要建立一个传输10000Hz，或者甚至4000Hz频带语音的模拟网络。这一点当然可取，因为一个网络在没有大的失误的情况下，需要承载的带宽越小意味着这个网络的成本越低，而且在一个语音骨干链路上的给定带宽上能够复用的独立电话路数越多。从图2-2可以看出语音能量的峰值大约在500Hz，于是可以想到建立一个专门传输100Hz到1000Hz的语音信号的网络，这样能够节约更多的资源。

       如果把带宽压缩在从高出 300Hz以上很多到低于3300Hz.很多之间时，语音质量将会严重受损。语音质量的恶化并不是一下子突然发生的，当在传输带宽中把高频部分抽掉，结果是语音变得很断然，例如，如果把带宽的高频上限下调，声音听起来就有些机械，严重时甚至会听不清。联想一下地方快餐店的对讲机里的声音效果，它的带宽比电话里的要窄得多、大部分人在电话里都能辨认出朋友的声音，但是如果带宽降至300Hz到2700Hz（像这样的比较陈旧、比较小的电话网络仍然存在），这一点就难以做到了。甚至即使带宽在符合贝尔系统标准，即300Hz到3300Hz的情况下，如果背景里有电视或立体声系统正在播放，说话人的声音就会被明显干扰。有些人可能在电话里点播过电台的歌曲，就会知道电话里传出的音乐让人听起来怪怪的，这是因为在电话里的歌声中没有低音部（乐声的低音部远远低于300Hz），也没有高频部分的带宽，这就过滤掉了歌手和弦乐组超过3300Hz的美妙音乐。