Tại sao trên một đường dây điện thoại lại có thể cùng thực hiện nhiều cuộc gọi?

Ngày nay, muốn trò chuyện với bạn bè, ta chỉ cần gọi điện thoại mà không cần bước ra khỏi nhà. Điện thoại đường dài càng cho thấy khả năng rút ngắn khoảng cách giữa những người ở xa nhau. Tuy nhiên, việc xây dựng một đường dây điện thoại đường dài tốn kém rất lớn. Chỉ riêng cáp điện thoại dài 1000 m đã có thể tiêu tốn khoảng 12 tấn đồng và 50 tấn chì, chưa kể nhân lực và công sức rải dây qua núi đèo, sông suối.

Nếu trên đường dây đắt giá ấy, mỗi đôi dây chỉ truyền một đường thoại thì quá lãng phí. Vì vậy, người ta nghĩ ra cách để một đôi đường truyền có thể đồng thời truyền nhiều đường thoại.

Năm 1908, đã có người bắt đầu thí nghiệm truyền hai đường điện thoại trên cùng một đường dây. Đến năm 1918, nước Mỹ lần đầu tiên chế tạo thành công điện thoại tải ba. Từ đó, ước mơ truyền nhiều cuộc gọi trên một đường dây điện thoại trở thành hiện thực.

Vậy điện thoại tải ba thực hiện việc truyền nhiều đường thoại như thế nào? Phạm vi tần số tiếng nói của con người nằm trong một khoảng nhất định. Nếu đồng thời đưa tiếng nói của nhiều người lên cùng một đường dây mà không xử lý, các âm thanh sẽ lẫn vào nhau và không thể nghe rõ. Người ta đã mượn ý tưởng từ vận tải đường sắt: hàng hóa muốn đi đến các nơi khác nhau thì được xếp vào các toa khác nhau trong cùng một đoàn tàu. Tương tự, ở điểm phát, âm thanh của từng cuộc gọi được chuyển lên những tần số cao thấp khác nhau rồi đưa lên cùng đường dây. Mỗi tín hiệu như đi trên “toa xe” riêng, không ảnh hưởng đến nhau. Khi đến đầu nhận, hệ thống lại chuyển tín hiệu cần thiết từ tần số tải ba xuống, khôi phục thành lời nói ban đầu và đưa đến người nghe. Phương thức truyền nhiều đường thoại trên cùng một đường dây sau khi biến đổi tần số như vậy được gọi là thông tin tải ba.

Giống như đoàn tàu chạy trên đường sắt phải chịu ma sát và lực cản không khí, tín hiệu điện thoại truyền trên đường dây đường dài cũng bị hao tổn năng lượng và yếu dần. Để tín hiệu không suy giảm quá mức, cứ cách một quãng nhất định người ta lại đặt máy tăng âm để khuếch đại tín hiệu, giúp nó tiếp tục truyền đi trên quãng đường dài.

Tùy chất liệu đường dây, khoảng cách truyền tải và số đường thoại của điện thoại tải ba cũng khác nhau. Chẳng hạn, dây sắt chỉ có thể truyền khoảng 12 đường thoại, còn cáp đồng trục tối đa có thể khai thông 4380 đường thoại.

Phát minh điện thoại tải ba đã nâng cao rất nhiều hiệu suất sử dụng đường dây và tiết kiệm đầu tư. Vì tín hiệu lời nói đã được biến đổi trong quá trình truyền tải, điện thoại tải ba cũng có tính bảo mật khá tốt, khó bị nghe trộm. Từ những năm 50 của thế kỷ XX, nhiều nước đã sử dụng rộng rãi điện thoại tải ba cho truyền thông đường dài. Tuy nhiên, vì điện thoại tải ba là tín hiệu tương tự, cùng với sự phát triển của kỹ thuật truyền thông và truyền thông số, loại tín hiệu này dần được thay thế bằng thông tin cáp quang.