9 Оконечное терминальное оборудование
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЕЙ.
ПРИНЦИПЫ ТЕЛЕФОННОЙ ПЕРЕДАЧИ.
Оконечное терминальное оборудование телекоммуникационных сетей предназначено для передачи и приема различных видов информации: звуковой, изображения и данных. Форма предоставления информации: аналоговая и дискретная. Оконечные терминалы могут быть одностороннего и двустороннего действия.
Аналоговая передача характеризуется изменением параметров сигнала (давление воздуха, яркость света, цвет изображения и т.д.). Аналоговый сигнал характеризуется:
- спектром частот;
- динамическим диапазоном;
- соотношением между уровнем (мощностью) сигнала и уровнем “помехи”, которая добавляется к “полезному” сигналу по различным причинам на разных участках.
Дискретная передача характеризуется передачей информации знаками. При передаче таких знаков требуется сохранить содержание информации, а не формы (т.е. значение цифры, буквы или какого либо знака.
Дискретный сигнал может быть охарактеризован теми же параметрами, что и аналоговый сигнал, но лучше его характеризовать другими параметрами
- скоростью передачи (количеством счетных единиц сигналов в секунду – эта единица бит.);
- вероятностью ошибок – количеством ложных сигналов, возникающих при воздействии посторонней помехи на «полезный сигнал».
В соответствии с этим существует два класса терминалов:
1 класс – терминалы для передачи и приема аналоговой информации (телефон, микрофон, телевизионные камеры, фототелеграф, телевизоры и т.д.
2 класс – терминалы для передачи и приема дискретной информации (аппаратура передачи данных, телеграфные аппараты, датчики и приемники сигналов).
Задача терминалов – преобразовать исходную информацию в электрические сигналы, которые надо передать по сети и вернуть эти сигналы в исходную форму на приемном конце. Эти задачи могут быть совмещены (телефонный и телеграфный аппараты) и могут быть раздельными (телевизор, радиовещательный приемник, пейджер и т.д.).
Рассмотрим простейшую схему телефонной передачи (в ней приняты следующие графические обозначения:
- микрофон -
- телефон -
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В этой схеме двусторонней передачи аналоговой информации наблюдается явление местного эффекта (МЭ). Явление местного эффекта – это такое явление, когда говорящий слышит собственную речь через свой телефон, причем громче чем по воздуху благодаря усилительной способности микрофона. Приходящий с противоположного конца сигнал поступает с более низким уровнем из-за затухания тракта. Смена уровней сигнала, воздействующего на ухо говорящего, приводит к адаптации слуха. Ухо слушающего абонента приспосабливается к громкому сигналу и не воспринимает сигнал низкого уровня. В этом случае от воздействия звуков разных уровней произошло увеличение порога слышимости.
Для устранения местного эффекта элементы схемы ТА включаются с помощью трансформатора или автотрансформатора, т.е. ТА реализуются противоместными схемами двух типов мостовой и компенсационной. Общие принципы построения мостовых и компенсационных схем ТА представлены на рисунках ниже. Сущность подавления явления местного эффекта заключается в том, что создаются многоконтурные схемы, создающие дополнительные токи (потоки), компенсирующие наведенные в телефонной обмотке ЭДС от линейной обмотки.
Мостовая схема
Перспектива развития оконечных терминалов заключается в том, что ТА последних выпусков реализованы на микросхемой технике, обеспечивающей лучшие параметры и характеристики ТА. С целью удобства абонентам в схемах предусматривается память последнего набранного абонентам номера, который выдается в случае необходимости нажатием кнопки повтор. С этой же целью к ТА предусматривается приставка с памятью на 32 («Виза») или 64 («Элетап») многозначных номера, выдача которых осуществляется нажатием одной кнопки. Форма сигналов выдаваемой адресной информации может быть или
Обычной импульсной или частотной. На сетях используются ТА с автоматической регулировкой величины разговорных токов (ТА «Диалог» Швеция). В этих схемах используется свойство варристора изменять сопротивление переменному току в зависимости от приложенного постоянного напряжения
Разовая память Многоразовая память
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Диалог
Кроме того, в современных ТА громоздкая звонковая конструкция заменяется на тональное вызывное устройство – электронный звонок. Ниже представлена упрощенная схема электронного звонка, выполненного на микросхеме К176ЛА7. Приемником служит телефонный капсюль. Поступающий вызывной сигнал частоты 25 Гц выпрямляется и запускает мультивибратор, на выходе которого стоит интегрирующая цепочка, позволяющая регулировать уровень громкости и частоту звучания вызывного сигнала в телефоне.
В настоящее время получили большое распространение сотовые сети связи (ССС) оконечными терминалами которых являются радиоустройства двустороннего действия.
Ниже представлена схема терминала ССС.
|
|
|
|
Блок – управления Приемо-передающий блок Антенный блок
Перспективные схемы терминалов, которые появятся на сетях с 2000 года, позволят передавать цветные изображения с высокой скоростью с частотой не два кадра, а десять кадров в секунду.
На Швейцарской выставке Word Telecom – 1999 демонстрировалось большое количество разных моделей схем ТА ССС. Помимо основных функций в них предусматриваются: наручные часы, противоударная конструкция для случаев экстремальной ситуации, высвечивание различных участков географических карт из Интернета, номера дорог, ключевым пунктов, протяженности пути и т.д. Значительной занимательной функцией является функция Friend Find («Найди друга»). С помощью этой функции телефон определит местонахождение коллеги, обладающего таким же телефоном. В новые разработки терминалов ССС заложена и функция посылки сигнала SOS с точными координатами «терпящего бедствие», функция записной книжки, ежедневника, будильника и т.д.
АВТОМАТИЧЕСКАЯ КОММУТАЦИЯ
1.Принципы автоматической коммутации
Коммутация - это процесс замыкания, размыкания и переключения электрических цепей. На сетях электросвязи посредством коммутации абонентские устройства - АУ (терминалы - приемники и передатчики) соединяются между собой для передачи (приема) информации.
Коммутация осуществляется на коммутационных узлах (КУ), являющихся составными частями сети электросвязи.
Составными частями сети являются оконечные абонентские устройства, средства телекоммуникаций и соединительные линии.
Пример структуры сети:
|
|
|
|
Для осуществления соединения на КУ устанавливается коммутационная аппаратура, обеспечивающая соединение линии вызывающего абонента с линией вызываемого абонента.
Совокупность линейных и станционных средств, предназначенных для соединения оконечных терминалов, называется соединительным трактом. Число КУ между терминалами зависит от структуры сети и направления соединения.
Для осуществления требуемого соединения на КУ от вызывающего АУ должна поступать информация о номере вызываемого абонента (адресная информация).
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
Схема организации связи между абонентами
КУ посылают информационные сигналы для оповещения абонентов о различных ситуациях, возникающих в процессе установления соединения (СС – сигнал ответа станции, СЗ - сигнал «занято», КПВ – сигнал контроля посылки вызова, ПВ – сигнал «посылки вызова» и т.д.).
КУ соединяются между собой посредством физических, уплотненных, РРЛ спутниковых линий.
Под каналом или линией понимается совокупность технических средств (линейных и станционных), обеспечивающих соединение АУ и КУ, КУ между собой, а также передачу информации.
В приведенной выше схеме соединительным трактом называется тракт подключения двух оконечных абонентских – ТА.
Трактом передачи информации называется соединительный тракт при снятых микротелефонных трубках, т.е. он содержит звуковые участки.
Примером сети для передачи всех видов информации может служить Единая автоматизированная сеть бывшего СССР (ЕАСС) и ее подсистемы – вторичные сети. В настоящее время из ЕАСС выделена Объединенная телекоммуникационная сеть РУз
ОТС РУз, состоящая из множества подсистем – вторичных сетей телефонных, телеграфных, вещания, УзПАК, сети телевидения и т.д.
На КУ соединение может устанавливаться на время, необходимое для передачи одного сообщения (одного телефонного разговора) или на длительное время (больше одного сообщения). В первом случае это оперативная коммутация, во втором - кроссовая (долговременная). Оперативная коммутация – это коммутация, выполняемая абонентами по скорой системе эксплуатации.
Кроссовая - соединение каналов вручную или автоматически по требованиям абонентов, или в соответствии с расписанием сеанса связи.
2. Общая упрощенная структура КУ
|
|
|
|
MN
В состав любого КУ входит: кросс, коммутационное поле (КП), управляющее устройство (УУ), линейные комплекты (ЛК), шнуровые комплекты для внутристанционной связи (ШК), станционные комплекты для приема и выдачи адресной информации (регистры - комплекты приема номера КПН), источники электропитания, устройства сигнализации, генераторное оборудование , контрольно-испытательное оборудование.
3. КУ классифицируются по ряду признаков:
- по виду передаваемой информации (ТЛФ, ТЛГ, вещ., ПД, телеуправление и т.д.);
- по способу обслуживания соединений (ручной, полуавтоматический, автоматический);
- по месту, занимаемому в сети электросвязи (районные, ЦС, УС, ОС, ТС, УВС, УИС);
- по типу сети связи (городская, сельская, учрежденческая, междугородная);
- по типу коммутационного и управляющего оборудования (электромеханический, МЭ, КЭ, Э, Ц);
- по системам применения оборудования (ДШ, К, Маш., КЭ, Э);
- по емкости линий или каналов (малая, средняя, большая);
- по типу коммутации (оперативная, кроссовая, смешанная);
- по способу разделения каналов (пространственный, пространственно-временной, пространственно-частотный);
- по способу передачи информации (коммутация каналов, коммутация сообщений, коммутация пакетов..
4. Способы установления соединений.
На телефонных сетях наиболее распространенным способом коммутации является коммутация каналов (линий) КК. Он характеризуется тем, что по переданному адресу предоставляется тракт между передатчиком и приемником на все время передачи информации в реальном масштабе времени.
В таких системах качество обслуживания вызовов оценивается вероятностью отказов в установлении соединений из-за занятости каналов (линий) и приборов коммутации (системы с потерями) или временем ожидания обслуживания вызова (в системах с ожиданием). Речевое сообщение передается с паузами. Все это приводит к неполному использованию каналов. Следовательно, нужно увеличивать число линий и каналов для поддержания требуемого качества обслуживания вызовов.
Все показатели нормируются.
Способ коммутации сообщений КС характеризуется тем, что тракт между передатчиком и приемником заранее не устанавливается, а канал в нужном направлении предоставляется по адресу, приписываемому в начале сообщения, только для передачи сообщения, а в паузах этот канал может использоваться для других сообщений. Пришедшее на КУ сообщение поступает в ЗУ, после приема и анализа адреса сообщение устанавливается в очередь для передачи его в нужном направлении. Системы КС = системы с ожиданием. Качество оценивается по t задержки. Этот способ используется при ТЛГ передаче и передаче ПД, когда не требуется работа в реальном масштабе времени. Преимущества КС по сравнению с КК: повышается использование каналов, появляется возможность лучшего использования разнотипных линий и каналов, регистрируются и хранятся проходящие через узел сообщения.
Способ коммутации пакетов КП - сообщение разбивается на части одинакового объема (это пакет). Передача пакетов одного сообщения происходит аналогично передаче в системе КС и может осуществляться по одному пути или разным путям. В последнем узле или оконечном пункте (приемнике) пакеты собираются и выдаются адресату.
Каждый из указанных способов коммутации имеет свои преимущества и недостатки и может быть эффективно использован в определенных условиях и для определенных видов информации.
Идея автоматической коммутации заключается в следующем. На коммутаторе РТС при поступлении вызова телефонистка отвечает на вызов с помощью опросного штепселя шнуровой пары (ОШ), принимает адрес требуемого абонента, находит линию требуемого абонента в коммутационном поле и с помощью вызывного штепселя (ВШ) обеспечивает создание коммутационного тракта. В случае если аб.линия вызываемого аб.свободна, телефонистка посылает вызываемому абоненту сигнал вызова на звонок. При снятии абонентом микротелефонной трубки создается разговорный тракт между терминалами аб.А и аб.В через посредство шнуровой пары ОШ – ВШ.. По окончании разговора телефонистка производит разъединение.
В процессе установления соединения на РТС выполняются функции, которые можно разбить на две группы:
- функции чисто механические;
- функции, требующие мышления (прием информации о номере абонента, поиск его линии в поле коммутатора и т.п.).
Идея автоматической коммутации заключается в том, что вторая группа функций передается вызывающему абоненту, а первая передается коммутационным приборам АТС.
Ниже приведена схема АТС на 10 номеров. Нумерация ТА один знак от 0 до 9.
|
|
|
|
Абонентские линии заводятся в поле искателей вызова (ИВ) и в поле линейных искателей (ЛИ). При появлении вызова от абонента запускается распределитель вызова (РВ) запускает искатели вызовов ИВ, один из которых подключается к линии вызывающего абонента (по аналогии с ОШ на РТС). Затем абоненту выдается сигнал станции, по получении которого абонент набирает цифру адреса требуемого абонента. Адресная информация поступает в прибор ЛИ, связанного с соответствующим ОШ, По адресной информации ЛИ находит линию требуемого абонента. Далее определяется состояние линии и в случае, если она свободна, абоненту посылается сигнал вызова на звонок. Абонент А получает в этом случае сигнал контроль посылки вызова. Абонент В снимает трубку и устанавливается разговорный тракт между абонентами А и В. Для выдачи абонентам акустических сигналов на АТС предусматривается СВУ (сигнально-вызывное устройство).
Количество V шнуровых пар ИВ-ЛИ зависит от интенсивности телефонной нагрузки. Чем больше V, тем лучше качество. Однако при этом растет стоимость оборудования АТС. При проектировании число V определяется допустимым качеством обслуживания вызовов.