สมการของฟูเรียร์

        สมการคณิตศาสตร์ที่พิจารณาสัญญาณหรือข้อมูลใดๆในรูปพื้นฐานบนแกนของเวลาให้มาอยู่ในรูปขององค์ประกอบทางความถี่ามารถนำไปประยุกต์
        ใช้ ในวงการวิศวกรรมอย่างกว้างขวาง อาทิ การออกแบบวงจรกรองความถี่ การวิเคราะห์แยกคลื่น เสียงพูดของมนุษย์ (speech) นำมาใช้สร้างแบบ
        จำลองของการส่งสัญญาณไฟฟ้าผ่านสายเคเบิลใต้น้ำที่มีระยะทางไกล เป็นต้น  

  โครงการทีเอที(TAT: Transatlantic)

         โครงการเชื่อมต่อสายเคเบิลโทรศัพท์ ระหว่างประเทศสหราชอาณาจักร และประเทศสหรัฐอเมริกา เปิดในบริการในวันที่ ๒๖ กันยายน พ.ศ.๒๔๙๙
         (ค.ศ.1956) โดยความร่วมมือ  ของหน่วยปฏิบัติการเบลล์ และสำนักงานกิจการไปรษณีย์โทรเลขสหราชอาณาจักร
 

         กิจการโทรเลขเของโลกเริ่มต้นขึ้นในปีค.ศ.1839(พ.ศ.๒๓๘๒)ภายในประเทศอังกฤษและในปีค.ศ.1844(พ.ศ.๒๓๘๗)ต่อมาสำหรับภายในประเทศสหรัฐอเมริกาจากคุณลักษณะทางเทคนิคที่สามารถสื่อสารได้ในระยะทางไกลและรวดเร็วกว่าการสื่อสารแบบดั้งเดิมทำให้ได้มีการขยายเครือข่ายโทรเลข  จากการสื่อสารภายในทวีป  เป็นการสื่อสารข้ามทวีป ด้วยสายเคเบิลใต้ทะเล  โดยได้วางสายกระจายไปทั่วย่านน้ำของทุกทวีป ยกเว้นแอนตาร์กติกา  และกระจายครอบคลุม  ไปยังทุกหัวเมืองริมฝั่งทะเลต่าง ๆ ทั่วโลก ซึ่งเทคโนโลยีโทรเลข   และเคเบิลใต้น้ำนี้ ได้รับการพัฒนา เพื่อรองรับความต้องการและสามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ผลพลอยได้ที่ได้รับ คือ การพัฒนาเทคโนโลยีโทรศัพท์ อันเนื่องมาจากความพยายามส่งสัญญาณเสียง ผ่านสายโทรเลขของวิศวกรไฟฟ้าในช่วงกลางคริสต์ทศวรรษที่ ค.ศ.1870 ซึ่งเป็นระบบสื่อสารที่ได้มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในเวลาต่อมา และมีการพัฒนามาอย่างต่อเนื่อง เพื่อให้สามารถใช้งานได้ง่าย และมีความคล่องตัวมากขึ้น ระบบการสื่อสารสำคัญรุ่นแรกทั้งโทรเลขและโทรศัพท์นี้ได้กลายมาเป็นพื้นฐานและก่อให้เกิดการพัฒนาด้านโทรคมนาคมอื่น ๆ ที่สำคัญตามมา

         From a social and culture perspective, the rapid and dependable communications was indispensable to human life. Systematically, beginning of communications with telegraph, the world first commercial service was started in England in 1839 and in the United State in 1844. Telegraph service was spanned much in Europe, North America, and Middle East. Its networks connected every continent except the Antarctica covering every major body of water by submarine cable. Consequently, with the attempt of combining human voice into that previous communication system, the telephony was then born. These both basic telecommunication systems were the world early important discoveries and fundamental technologies which sparked lots of latter significant telecommunication systems.

         การเริ่มต้นให้บริการโทรเลข  เชิงพาณิชย์นั้นเกิดขึ้น  ณ  ประเทศอังกฤษ ในปี ค.ศ. 1839 (พ.ศ. ๒๓๘๒) โดยวิลเลียม คุก (William Cooke) และ
ชาร์ลีส์ วีทสโตน (Charles Wheatstone) โดยเครื่องส่งสัญญาณรุ่นแรกดังรูปที่ ๓.๑ และนำไปใช้งานภายในประเทศสหรัฐอเมริกาในปี ค.ศ.1844 (พ.ศ. ๒๓๘๗) โดยแซมมัวล์ มอส (Samuel Morse) ซึ่งข้อความแรกที่ได้ทดลองส่งให้แก่ผู้ช่วยซึ่งอยู่ ณ เมืองบัลติมอร์นั้นมีใจความว่า “พระเจ้าทำงานอะไร (What hath God wrought)” [๑][๒] จากนั้น เครือข่ายโทรเลขจึงได้มีการขยายตัวอย่างมากในภาคพื้นทวีปยุโรป อเมริกาเหนือ และตะวันออกกลาง ส่งผลให้วิศวกรจากประเทศอังกฤษ และสหรัฐอเมริกาได้เริ่มแนวคิดการติดต่อสื่อสารกันแบบข้ามทวีปด้วยสายเคเบิลใต้น้ำขึ้น

สายเคเบิลใต้ทะเลรุ่นแรกเริ่มระหว่างเกาะอังกฤษกับประเทศอื่นๆในทวีปยุโรป โดยในปี ค.ศ.1851 (พ.ศ.๒๓๙๔) ได้มีการเชื่อมต่อแบบถาวรจากเมืองโดเวอร์(Dover) ไปยังเมืองคาเลส์ (Calais) ประเทศฝรั่งเศส จากนั้นจึงได้เกิดโครงการความร่วมมือแองโกล-อเมริกัน (Anglo American) ขึ้นสำหรับการเชื่อมต่อเครือข่ายสายเคเบิลใต้น้ำข้ามมหาสมุทรแอตแลนติก เพื่อเชื่อมโยงทวีปยุโรป กับสหรัฐอเมริกาโดยโครงการนี้ ได้พยายามวางสายครั้งแรกใน
ช่วงเดือนสิงหาคมปี ค.ศ.1857(พ.ศ.๒๔๐๐)และอีกครั้งในช่วงฤดูใบไม้ผลิ ปี ค.ศ.1858(พ.ศ.๒๔๐๑)ซึ่งก็ประสบความล้มเหลวทั้งสองครั้งเนื่องจากปัญหาอันเกิดขึ้นเป็นปกติของไฟฟ้าแรงดันสูง ที่ใช้งานอยู่ในอุปกรณ์จ่ายสัญญาณ แต่ต่อมาหลังจากการใช้เวลาร่วมหนึ่งเดือนของช่วงฤดูร้อนในปี พ.ศ.๒๔๐๑ โครงการแองโกล-อเมริกันดังกล่าวก็ประสบความสำเร็จและเมื่อมาถึงปี ค.ศ.1861(พ.ศ.๒๔๐๔) หน่วยงานร่วมระหว่างภาครัฐ และเอกชนได้ดำเนินกิจการการวางสายเคเบิลโทรเลขโครงการต่อๆ มาอีก โดยได้วางสายกระจายไปทุกภูมิภาคทั่วโลกเป็นระยะทางรวมถึง ๑๘,๐๐๐ กิโลเมตร แต่ในความยาวสายขนาดนี้นั้นใช้งานได้จริงมีระยะรวมแค่ ๕,๐๐๐ กิโลเมตรเท่านั้น[๒]โดยตัวอย่างสายเคเบิลดังกล่าวแสดงดังรูปที่ ๓.๒ และมีแนวเส้นทางการวางสายเคเบิลใต้น้ำแสดงดังรูปที่ ๓.๓
 

ในปี ค.ศ.1866(พ.ศ.๒๔๐๙)บริษัทโทรเลขแองโกล-อเมริกัน(Anglo-American Telegraph Company) ได้ขยายข่ายสายเคเบิลใต้น้ำ ด้วยการวาง
สายคู่ถาวรข้ามมหาสมุทรแอตแลนติก โดยการวางสายเคเบิลโทรเลขนี้เจริญเติบโตขึ้นอย่างมาก ได้ขยายไปทั่วย่านน้ำของทุกทวีป ยกเว้นแอนตาร์คติกา
และกระจายครอบคลุม  ไปยังทุกหัวเมืองหลัก  ริมฝั่งทะเลต่าง ๆ ทั่วโลกต่อมา  ซึ่งการพัฒนาระบบการสื่อสารโทรเลขใต้น้ำ  นับเป็นโครงการวิศวกรรมชั้น
แนวหน้าตลอดช่วงคริสต์ทศวรรษที่ 1850-1860 (ประมาณช่วง พ.ศ. ๒๓๙๓-๒๔๑๒)   ระบบการสื่อสารสำคัญชนิดแรกนี้  ได้ก่อให้เกิดการพัฒนาพื้นฐาน
ต่างๆ และวิทยาการอื่นๆในหลายด้านที่เกี่ยวข้องควบคู่ไปด้วย อาทิ การสร้างเรือเดินสมุทร การสร้างสายโทรเลขและเทคนิคการวางสายเคเบิลใต้ทะเล หรือแม้กระทั่งเทคโนโลยีด้านมหาสมุทรศาสตร์
       ในช่วงแรกของการพัฒนา ปัญหาหลักที่เกิดขึ้นกับระบบโทรเลขใต้น้ำ คือ เรื่องของการลดทอน (Attenuation) และการบานออก หรือการกระจัดกระจาย (Dispersion) ของสัญญาณที่ส่งผ่านสายเคเบิลใต้น้ำใ  นระยะทางที่ไกลมาก  ซึ่งการกระจัดกระจายที่เกิดขึ้นดังกล่าว  มีสาเหตุมาจากค่าการเก็บ
ประจุ(capacitance)ของตัวสายเคเบิล โดยจะส่งกระทบผลต่อสัญญาณและมีผลทำให้ความเร็วในการส่งสัญญาณผ่านสายเคเบิลที่มีระยะทางไกลดังกล่าว ถูกจำกัดให้สามารถส่งได้เพียงไม่กี่คำต่อนาทีเท่านั้น
       จากปัญหาดังกล่าว วิลเลียม ทอมป์สัน (William Thompson) เป็นวิศวกรไฟฟ้าคนแรกที่ได้ทำการศึกษาผลกระทบของปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าเหล่านั้นอย่างเป็นระบบโดยผลงานการศึกษาของทอมป์สันได้ตีพิมพ์ไว้ในบทความเผยที่แพร่เมื่อปี ค.ศ.1854(พ.ศ.๒๓๙๗)ซึ่งได้ใช้หลักการสมการของฟูเรียร์ ที่ใช้อธิบายถึงการส่งถ่ายความร้อน (Heat transfer) โดยนำมาสร้างแบบจำลองของการส่งสัญญาณไฟฟ้า ผ่านสายเคเบิลใต้น้ำ  ที่มีระยะทางไกล ๆ โดย
ทำการแยกส่วนสัญญาณ (decoupling) ของโทรเลข ออกมาจากตัวกลางนำสัญญาณหรือสายเคเบิล จากการศึกษาดังกล่าวทำให้สามารถออกแบบองค์ประกอบของตัวนำ และฉนวนของสายเคเบิลให้มีความเหมาะสมที่สุด สำหรับการส่งผ่านสัญญาณได้ อีกทั้งยังสามารถประดิษฐ์เครื่องรับส่งโทรเลข ที่ส่งสัญญาณได้คมชัดและสามารถตรวจรับสัญญาณได้ดีอีกด้วย
       ต่อมา วิศวกรไฟฟ้าพยายามที่จะเพิ่มการส่งข้อความเข้าไปกับสายโทรเลข โดยในกลางคริสต์ทศวรรษที่ 1870 โจเซฟ สเตินส์(Joseph Stearns) และโทมัส เอดิสัน(Thomas Edison)ได้พัฒนาระบบที่มีความเชื่อถือได้ที่สามารถส่งสัญญาณโทรเลขตั้งแต่สองหรือสี่ชุดพร้อมกันไปในสายโทรเลขเดี่ยวขึ้นจากนั้น ได้มีวิศวกรไฟฟ้าจำนวนหนึ่งเริ่มสนใจ  กับระบบโทรเลขหลายโทนเสียง (Harmonic) ซึ่งเป็นกระบวนการใช้โทนเสียงชุดหนึ่ง  เพื่อส่งสัญญาณ
โทรเลขแบบต่อเนื่องจำนวนมากไปพร้อมๆกันบนสายโทรเลขเดียวกัน จากแนวคิดนี้ทำให้อะเล็กซานเดอร์ เกรแฮม เบลล์ (Alexander Graham Bell) และเอลิชา เกรย์(Elisha Gray) จาก ประเทศสหรัฐอเมริกา ได้แนวคิดต่อมาว่า หากสายโทรเลขสามารถส่งผ่านโทนเสียงดนตรีหลายเสียงได้ ระบบนี้ก็ควรที่จะส่งเสียงสนทนาของมนุษย์ไปได้ด้วยเช่นเดียวกันซึ่งแนวคิดนี้ก็เป็นจริงขึ้น ในปีช่วงต้น ค.ศ.1876(พ.ศ.๒๔๑๙)เมื่อเบลล์ได้จดสิทธิบัตร แนวคิดนี้ก่อนหน้าที่เกรย์  จะยื่นคำร้องคัดค้านสิทธิบัตร  ของเบลล์เพียงไม่กี่ชั่วโมง  ซึ่งโทรศัพท์  ก็ได้กลายมาเป็นบริการ  ประจำท้องถิ่นอย่างรวดเร็ว  โดยในปี ค.ศ.1880
(พ.ศ.๒๔๒๓) บริษัทเบลล์ได้เปิดให้บริการเช่าเครื่องมือสำหรับการใช้โทรศัพท์ถึงเกือบ ๑๐๐,๐๐๐ ชุด[๒]
 

ลักษณะการใช้งานของระบบโทรศัพท์   ในสมัยเริ่มแรกนั้น มีลักษณะการใช้งาน   ที่ต้องพ่วงต่ออุปกรณ์  หรือเครื่องมือขนาดใหญ่  ดังเช่นรูปที่ ๓.๔
สามารถเชื่อมต่อสัญญาณ  ไปยังปลายทาง  ด้วยการใช้บริการชุมสาย ซึ่งเป็นการตัดต่อสลับสัญญาณด้วยมือ โดยใช้แรงงานคน ทำให้เกิดความล่าช้าเมื่อ
มีผู้ใช้บริการมากขึ้น จากปัญหาดังกล่าว อัลมอน บี สโตรวเจอร์(Almon B. Strowger) ผู้มีอาชีพเป็นสัปเหร่อจากเมืองแคนซัสประเทศสหรัฐอเมริกา จึงได้คิดค้น และจดสิทธิบัตรระบบหมุนโทรศัพท์อัตโนมัติขึ้นดังรูปที่ ๓.๕ ในปี ค.ศ.1899(พ.ศ.๒๔๔๒) โดยระบบของ สโตรวเจอร์นี้ประสบความสำเร็จ ในการแก้ปัญหาการสลับสัญญาณด้วยมือได้เป็นอย่างดี ทำการติดตั้งใช้งานครั้งแรกในปี ค.ศ. 1892 (พ.ศ.๒๔๓๕) และการใช้งานระบบสลับสัญญาณนี้ได้แพร่หลายกระจายไปในหลายๆ เมืองของสหรัฐอเมริกาและยุโรปอย่างต่อเนื่องเป็นเวลานานไปจนถึงช่วงกลางคริสต์ทศวรรษที่ 1970
 

อีกประการของระบบโทรศัพท์เพื่อการสื่อสารในระยะไกล คือ ปัญหาการลดทอนและการบานออกหรือการกระจัดกระจาย ของสัญญาณเช่นเดียวกับระบบโทรเลขใต้น้ำ โดยวิศวกรไฟฟ้าได้จัดการกับปัญหานี้ด้วยการนำ “โหลดแบบเหนี่ยวนำ” ที่คิดค้นและจดสิทธิบัตรโดยจอร์จ แคมป์เบลล์ (George Campbell) จากบริษัทเอทีแอนด์ที (American Telephone & Telegraph : AT&T) และมิเชล พูพิน (Michael Pupin) จากมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย (Columbia University) เข้ามาใช้งานเพื่อหักล้างค่าการเก็บประจุของสาย ผลของการนำโหลดแบบเหนี่ยวนำมาใช้งาน สามารถช่วยลดปัญหาการกระจัดกระจายของสัญญาณได้อย่างดีเยี่ยม ทำให้ระบบโทรศัพท์สามารถติดตั้งและใช้งานได้ไกลถึง ๔,๓๐๐ กิโลเมตรจากนิวยอร์ก (New York) ถึงเดนเวอร์ (Denver)ในปี ค.ศ.1911(พ.ศ.๒๔๕๔)อย่างไรก็ตามการเพิ่มโหลดเหนี่ยวนำก็ยังให้ประสิทธิภาพที่ไม่ดีนักเรื่องจากระบบสัญญาณโทรศัพท์ในช่วงเวลานั้นยังไม่มีการ“ขยายสัญญาณ”เพื่อให้สามารถส่งสัญญาณได้ไกลขึ้นโดยอุปกรณ์ขยายสัญญาณนี้ ได้นำอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ชื่อว่าไทรโอด (Triode) มาพัฒนา ให้สามารถนำมาใช้งานกับระบบคู่สายโทรศัพท์ทางไกล ซึ่งสามารถใช้งานข้ามทวีประหว่างนิวยอร์กไปยังซานฟรานซิสโกได้ในปี ค.ศ.1915 (พ.ศ.
๒๔๕๘)
        ในช่วงต้นคริสต์ทศวรรษที่ 1930 ได้เริ่มมีการวิจัย  และพัฒนาปรับปรุงสายเคเบิลข้ามมหาสมุทรให้ดีขึ้น  และมีความน่าเชื่อถือเพิ่มมากขึ้น  โดยในปี
ค.ศ.1942(พ.ศ.๒๔๘๕)นั้นหน่วยปฏิบัติการเบลล์จากบริษัทเอทีแอนด์ที ได้เตรียมแผน ให้ระบบมีช่องสัญญาณจำนวน ๑๒ ช่อง และมีหน่วยทวนสัญญาณทุก ๆ ๕๐ ไมล์เอาไว้แต่ก็ต้องยุติแผนการลงเมื่อสหรัฐอเมริกาเข้าร่วมสงครามโลกครั้งที่สอง จนเหตุการณ์ได้ผ่านมาถึงปี พ.ศ.๒๔๙๕(ค.ศ.1952) หน่วยปฏิบัติการเบลล์ และสำนักงานกิจการไปรษณีย์โทรเลขสหราชอาณาจักร  จึงได้เริ่มการเจรจา  สำหรับการเชื่อมต่อสายเคเบิลโทรศัพท์ระหว่างสหราชอาณาจักรและประเทศสหรัฐอเมริกาขึ้น กำเนิดเป็นโครงการทีเอที-วัน(TA T-1: Transatlantic No.1) ความร่วมมือนี้ประสบความสำเร็จ ในการติดตั้งวางสายเคเบิลและอุปกรณ์ปลายทางต่อมาในปี พ.ศ.๒๔๙๘ (ค.ศ.1955)และ พ.ศ.๒๔๙๙(ค.ศ.1956) ตามลำดับ โดยได้เปิดให้บริการในวันที่ ๒๖ กันยายน พ.ศ.๒๔๙๙ (ค.ศ. 1956) สามารถรองรับได้ ๓๖ ช่องสัญญาณ โดยมีขนาดช่องสัญญาณละ ๔ กิโลเฮิรตซ์ บริการนี้ได้ยุติให้บริการลงในปี พ.ศ. ๒๕๒๒ (ค.ศ. 1979)[๒]
           นอกเหนือจากทีเอที-วันแล้วในช่วงปลายคริสต์ทศวรรษที่ 1950 ได้มีการให้บริการระบบสายเคเบิลอื่นๆ ตามมาด้วย ซึ่งรวมไปถึง ทีเอที-ทู (TAT-2) ซึ่งเป็นการเชื่อมโยงระหว่างประเทศฝรั่งเศสกับเกาะนิวฟันด์แลนด์ (Newfound land) โดยข้ามมหาสมุทรแอตแลนติก และการเชื่อมโยงอื่นๆ อีกได้แก่จากมลรัฐอะแลสกา (Alaska) ไปยังมลรัฐวอชิงตัน(Washington)และจากฮาวาย(Hawaii) ไปยังมลรัฐแคลิฟอร์เนีย (California) ทางฝั่งมหาสมุทรแปซิฟิก
        ต้นคริสต์ทศวรรษที่ 1960 ระบบสายเคเบิลโทรศัพท์ใต้น้ำ ได้มีการปรับเปลี่ยนเชิงเทคนิค  สองกรณีใหญ่  ได้แก่ การลดการใช้แบนด์วิดท์  หรือช่วง
กว้างความถี่ใช้งานและการปรับเปลี่ยนไปใช้วงจร ที่อยู่บนพื้นฐานเทคโนโลยีโซลิดสเตต(solid-state)หรือสารกึ่งตัวนำ เนื่องจากสายเคเบิลโทรศัพท์ใต้น้ำ
ชุดแรกที่ได้วางสายไว้นั้นสามารถรองรับคู่สายได้ไม่มาก ดังนั้นวิศวกรจึงต้องพยายามที่จะใช้ความจุที่มีให้ได้อย่างเต็มที่หรือลดขนาดแบนด์วิดท์ใช้งานลง เพื่อให้สามารถใช้งานคู่สายได้มากขึ้นในช่วงความถี่ที่มีจำกัดนั้น วิศวกรจากเบลล์จึงได้ประยุกต์หลักการสองวิธีเพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว โดยวิธีการแรกคือ การลดระยะห่างระหว่างช่องสัญญาณสนทนาจาก ๔ กิโลเฮิรตซ์เหลือเพียง ๓ กิโลเฮิรตซ์ เพื่อเพิ่มพื้นที่ความถี่ใช้งานในสายเคเบิล ซึ่งแต่เดิมช่วงห่างขนาด ๔ กิโลเฮิรตซ์นั้นได้ถูกนำมาใช้งานกับทีเอที-วัน เป็นระยะห่างระหว่างช่องสัญญาณขนาดปกติ ที่ใช้งานกันอยู่ในระบบโทรศัพท์ภาคพื้นดินทั่วไป เนื่องมาจากราคาอุปกรณ์   ที่ใช้เทคนิคการกรองสัญญาณ (Filtering) และการกล้ำสัญญาณ (Modulation) ของช่วงห่างความถี่ขนาดนี้  มีราคาที่ไม่สูงนัก
ดังนั้นเพื่อ เป็นการลดจำนวนแบนด์วิดท์ ที่ใช้งานต่อหนึ่งคู่สายสนทนาข้างต้น บริษัทเบลล์จึงต้องออกแบบระบบร่วมใช้ช่องสัญญาณ หรือมัลติเพล็กซ์ (Multiplex) ที่มีวงจรยุ่งยากและซับซ้อนมากขึ้นสำหรับช่องสัญญาณขนาดช่องว่าง ๓ กิโลเฮิรตซ์ดังกล่าว แม้ว่าวิธีนี้จะทำให้อุปกรณ์ปลายทางมีราคาแพงขึ้นก็ตาม  แต่ก็ให้ผลคุ้มค่าเมื่อเทียบกับต้นทุนรวม  หากมีการวางสายเคเบิลระยะทางมหาศาลเพิ่มเติม ( หากยังคงใช้ระยะห่าง ช่องสัญญาณขนาดเดิม  ๔
 กิโลเฮิรตซ์)  ดังนั้น   ระบบสายเคเบิลโทรศัพท์ใต้น้ำส่วนใหญ่   ที่ได้ทำการหลังปี   พ.ศ.๒๕๐๒ (ค.ศ.1959)   จึงได้ปรับมาใช้ขนาดช่องห่างความถี่ที่  ๓
 กิโลเฮิรตซ์   
        อีกวิธีการที่ใช้ลดการใช้ขนาดช่องสัญญาณลงได้นั่นคือ การกำหนดช่วงเวลาสำหรับเสียงสนทนาหรือที เอ เอส ไอ (Time Assignment Speech Interpolation: TASI) โดยทีเอเอสไอนี้ใช้งานเป็นวงจรคูณสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ (multiplier) ที่จะช่วยรวมสัญญาณให้สามารถส่งไปในสายโทรศัพท์ได้มากขึ้น หรืออีกความหมายหนึ่งคือ เป็นการขยายความจุของสายโทรศัพท์ให้มีมากขึ้น เนื่องจากกรณีปกติ ค่าเฉลี่ยในการสนทนาทั่วไปนั้นจะมีเสียงพูดอยู่เพียงร้อยละ ๔๐ ของเวลาสนทนาทั้งหมดเท่านั้น ถ้าหากสามารถสลับสัญญาณรวดเร็ว และตรวจจับเสียงพูดที่ดีได้ ระบบก็จะสามารถจัดสรรช่องสัญญาณที่มีขนาดจำกัดในเชิงเวลาให้สามารถใช้งานร่วมกันได้มากและดีขึ้น หรือมีประสิทธิภาพสูงขึ้นนั่นเอง ด้วยการใช้ทีเอเอสไอนี้ แม้ว่าอุปกรณ์ทีเอเอสไอจะมีราคาแพงแต่ก็ให้ผลคุ้มค่า สำหรับการใช้งานกับระบบโทรศัพท์ผ่านเคเบิลใต้น้ำ โดยทีเอเอสไอรุ่นแรกนั้นได้ถูกติดตั้งใช้งานจริงเมื่อปี พ.ศ. ๒๕๐๒
        นอกเหนือจากการพัฒนาเทคโนโลยีโทรศัพท์แล้ว ในช่วงเวลาเดียวกันก็ได้มีการพัฒนาเทคโนโลยีการสื่อสารระยะไกลประเภทอื่นๆตามมา เช่น การสื่อสารผ่านคลื่นวิทยุ ระบบการสื่อสารผ่านดาวเทียม อินเทอร์เน็ต เป็นต้น ซึ่งความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเหล่านี้ได้ส่งผลให้ระบบโทรศัพท์ที่มีอยู่สามารถทำงาน ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าเดิม ไม่เพียงแค่จะจัดการสัญญาณโทรศัพท์ เพื่อให้เกิดวงจร การสนทนาที่สมบูรณ์เท่านั้น หากกระบวนการการจัดการสัญญาณแบบใหม่นี้ มีหน้าที่หรือมีบริการที่มากกว่านั้น หลักการพื้นฐานของการจัดการดังกล่าวนี้สามารถตรวจสอบการเรียกสายใด ๆ เพื่อสำรวจข้อมูลเฉพาะของการเรียกสายครั้งนั้นว่าตรงกับหน้าที่หรือฟังก์ชันที่ได้กำหนดไว้แล้วอย่างไร แล้วจึงแทรกให้บริการเพิ่มดังกล่าวเข้าไปกับการเรียกใช้สายนั้นๆ โดยบริการเสริมลำดับแรก ที่ได้มีการเปิดใช้คือ ระบบโทรศัพท์หมายเลขนำ 800 หรือบริการเก็บค่าใช้งานปลายทาง ก่อนที่จะมีบริการรูปแบบอื่นๆ เพิ่มขึ้นตามมา เช่นการเรียกสายซ้อน หรือการประชุมสามสาย การพักสาย เป็นต้น
         นอกจากความก้าวหน้าเหล่านี้แล้ว ยังเป็นช่วงเวลาที่รัฐบาลกลางสหรัฐอเมริกาได้เริ่มต้นการป้องกันการเอาเปรียบกลไก ทางการตลาดของบริษัทเอทีแอนด์ที ซึ่งเป็นผู้ให้บริการโทรศัพท์แบบผูกขาดเพียงรายเดียวมายาวนานกว่าเจ็ดสิบปี (นับตั้งแต่ปี ค.ศ. 1913) ซึ่งระบบการผูกขาดของเอทีแอนด์ทีได้ยุติลงในวันที่ ๑ มกราคม พ.ศ.๒๕๒๗(ค.ศ.1984)โดยได้ยกเลิกกิจการโทรศัพท์ระดับท้องถิ่นและแตกตัวเองออกเป็นกลุ่มบริษัทย่อยดำเนินกิจการการให้บริการโทรศัพท์ทางไกลและได้เริ่มขยับขยายไปดำเนินธุรกิจอื่นๆ ที่ไม่ถูกควบคุมต่อไปเช่น ด้านเทคโนโลยีการคำนวณ(computing)เป็นต้น[๒]  จากการแตกกิจการดังกล่าวได้มีการก่อตั้งหน่วยวิจัยและหน่วยพัฒนาระบบวิศวกรรม เบลล์คอร์ (Bellcore) ขึ้น โดยเป็นองค์กรที่มีหน้าที่สนับสนุนเชิงเทคนิค แก่บริษัทผู้ให้บริการโทรศัพท์ในระดับภูมิภาครายใหม่ๆ และเป็นหน่วยงาน ที่หลายส่วนงานร่วมกัน เป็นเจ้าของหรือไม่มีการผูกขาด โดยเบลล์คอร์นี้ ในช่วงเริ่มเปิดกิจการได้เป็นแรงผลักดันหลัก ในการขับเคลื่อนอุตสาหกรรมการสื่อสาร ทำงานวิจัยประยุกต์ และพัฒนาการวางแผน สำหรับโครงข่ายและข้อกำหนดทั่วๆ ไป อันเป็นองค์ประกอบที่จะนำไปสร้างและการจัดการโครงข่ายเหล่านั้น [๒][๓] การแปรรูปการให้บริการเหล่านี้ได้กระตุ้นให้เกิดการแข่งขันและทำให้ค่าบริการโทรศัพท์ทางไกลในตลาดมีราคาที่ย่อมเยาลง และเกิดการพัฒนาขึ้นอย่างกว้างขวางต่อมา