PGTU / 5 семестр / СК и ИКС / 1 семестр / Razdel_2

Раздел 2. Оконечные устройства

Тема 3. Типы абонентских линий, категории телефонов. Телефонные аппараты. Основные функциональные блоки, способы реализации.

Типы абонентских линий Выделяют следующие типы АЛ:

-индивидуального пользования (обычный абонент);

-индивидуальных линий учреждений или предприятий;

-таксофонов местной связи одностороннего и двухстороннего действия для исходящей связи к абонентам ГТС;

-таксофонов междугородной телефонной связи;

-районных переговорных пунктов с серийным исканием по входящей связи для ведения междугородных и внутризоновых переговоров;

-устройств передачи данных, для которых соединение устанавливается по телефонному алгоритму;

-терминального оборудования ЦСИС;

-линии от малых УАТС аналогового типа и малых УАТС ЦСИС, подключаемых к станции на правах абонентских устройств;

-линии с серийным исканием со средней нагрузкой 0,1 Эрл на каждую абонентскую линию в серии.

Виды абонентских линий Существуют следующие виды АЛ:

-аналоговые двухпроводные;

-линии ЦСИС базового и первичного доступа.

Категорий телефонов Телефонные аппараты подразделяются на 10 категорий:

-категория 1 - Телефон квартирный, учрежденческий с возможностью выхода на автоматическую внутризоновую, междугородную и международную сети.

-категория 2 - Телефон гостиницы с возможностью выхода на автоматическую внутризоновую, междугородную и международную сети.

-категория 3 - Телефон квартирный, учрежденческий, гостиницы с возможностью выхода к абонентам местной сети, но без права выхода на автоматическую внутризоновую, междугородную и международную сети.

-категория 4 - Телефон учрежденческий с возможностью выхода на автоматическую внутризоновую, междугородную и международную сети, обеспечивается приоритет при установлении соединений на внутризоновой и междугородной сетях (ожидание освобождения ресурсов).

-категория 5- Телефон учрежденческий для учреждений Минсвязи России с возможностью выхода на автоматическую внутризоновую, междугородную и международную сети; разговоры с телефона не должны тарифицироваться, но должны учитываться.

-категория 6 - Междугородный таксофон и телефон переговорного пункта с возможностью выхода на автоматическую внутризоновую, междугородную и международную сети, а также универсальный таксофон с возможностью выхода на внутризоновую, междугородную, международную

иместную сети; разговоры ведутся за наличный расчет.

-категория 7 - Телефон квартирный, учрежденческий с возможностью выхода на автоматическую внутризоновую, междугородную сети.

-категория 8 - Телефон учрежденческий с подключением устройства передачи данных, факсимильных сообщений и сообщений электронной почты, и с возможностью выхода на автоматическую внутризоновую, междугородную и международную сети.

-категория 9 - Местный таксофон.

-категория 0 - Резерв.

Типы оконечных абонентских устройств В АТС могут включаться следующие типы оконечных устройств: а) телефонные аппараты (ТА):

-ТА с дисковым номеронабирателем и ТА с кнопочным номеронабирателем с выдачей импульсов набора номера разрывом шлейфа абонентской линии;

-ТА с кнопочным номеронабирателем с частотным способом передачи номера, с дополнительной кнопкой "R" или без нее,

б) таксофоны местной телефонной связи с оплатой разговоров монетами (жетонами), или картами, с дисковым или кнопочным (импульсным или частотным) номеронабирателями:

-со встроенным в таксофон устройством ограничения времени разговора при разовой его оплате и возможностью продления разговора при внесении дополнительной оплаты как по сигналам управления от встроенного в таксофон устройства, так и по сигналам от АТС;

-без встроенного в таксофон устройства ограничения времени разговора при разовой его оплате;

в) таксофоны междугородной связи с оплатой разговоров жетонами (монетами) или картами с дисковым или кнопочным (импульсным или частотным) номеронабирателями:

-с автономным (от встроенного устройства) управлением тарификацией разговоров или централизованной тарификацией (от АТС) посредством тарифных импульсов 16 кГц;

-с устройством передачи данных для обмена информацией с оборудованием дистанционного управления и контроля или без такого устройства;

г) универсальные таксофоны местной, междугородной и международной телефонной связи с оплатой разговоров монетами или картами с дисковым или кнопочным (импульсным или частотным) номеронабирателями:

-с автономным (встроенным) устройством управления тарификацией или централизованным управлением тарификацией посредством импульсов

16 кГц;

-с устройством передачи данных для обмена информацией с оборудованием дистанционного управления и контроля.

д) универсальные таксофоны с дополнительными функциями (радио, факс, службы сервиса и т.д.);

Примечание: Таксофоны по пунктам б), г), д) должны обеспечивать возможность осуществления бесплатных входящих соединений.

е) районные переговорные пункты с серийным исканием по входящей связи для ведения внутризоновых и междугородных переговоров;

ж) устройства передачи данных и факсимильной информации с предоставлением связи по телефонному алгоритму (соединение через модем);

з) оконечные цифровые установки, используемые на цифровой сети с интеграцией видов связи (ЦСИС);

и) малые УАТС, подключаемые на правах абонента; к) группы абонентов учреждений (ЦЕНТРЕКС).

Устройство телефонного аппарата Телефонный аппарат – оконечное абонентское телефонное устройство,

предназначенное для передачи и приема речи и управляющих сигналов. Простейший телефонный аппарат состоит из следующих узлов:

микрофон, телефон, дифференциальная схема, рычажный переключатель, номеронабиратель.

Микрофон (М) преобразует энергию акустического поля в электрическую энергию. Первоначально в телефонных аппаратах использовались так называемые угольные микрофоны, работа которых полностью соответствовала изобретению Эдисона. Зернышки угля были насыпаны между двумя пластинами. Общее электрическое сопротивление конструкции изменялось в зависимости от звукового давления. При увеличении звукового давления пластины микрофона сближались, уменьшая расстояние между угольными частицами, тем самым, уменьшая активное сопротивление микрофона и увеличивая силу электрического тока, протекающего через микрофон. Этот принцип преобразования звуковых колебаний в электрический ток используется и в современных телефонах, хотя микрофоны стали сложнее и повысилось качество преобразования.

Телефон (Т) выполняет обратное преобразование переменного электрического тока в звуковые колебания. Он состоит из диафрагмы и электромагнитной катушки. Через обмотку катушки проходит переменный ток, который создает переменное магнитное поле, которое вызывает колебания диафрагмы, благодаря чему возникают звуковые волны.

Для работы микрофона необходим источник постоянного тока. Применение местного источника питания имеет очевидные недостатки: использование преобразователя переменного тока бытовой электросети

означает, что при повреждении этой сети телефон прекратит работу, а автономный источник питания в аппарате требует ухода и/или замены. Поэтому используется централизованная система питания, когда источник постоянного тока находится на телефонной станции и обеспечивает питание всех включенных в нее телефонных аппаратов. Номинальное напряжение станционной батареи равно 60 или 48 вольтам.

Для организации двухсторонней связи между абонентскими устройствами (АУ) необходимо организовать четырехпроводное соединение цепей передачи (микрофонной) и приема (телефонной) (рис 2.1).

Рис.2.1. 4-проводный разговорный тракт

В телефонных аппаратах устанавливают дифференциальные схемы (ДС, hybrid circuit), что позволяет использовать 2-проводные абонентские линии взамен 4-проводных. Это приводит к значительной экономии кабеля при прокладке слабоиспользуемых и многочисленных абонентских линий.

В аналоговых оконечных станциях (ОС) применяют 2-проводную коммутацию (рис.2.2).

Рис.2.2. Разговорный тракт аналоговых АТС

В цифровых АТС применяется 4-проводная коммутация, поэтому на АТС необходимо выполнить переход от двухпроводной линии к четырехпроводной с помощью дифференциальной схемы (рис.2.3).

Рис.2.3. Разговорный тракт цифровых АТС

Принцип действия ДС поясняет рис.2.4. Идеальная дифференциальная схема должна иметь малое затухание для прохождения разговорных сигналов от микрофона (М) в сторону абонентской линии АЛ и от абонентской линии к телефону (Т). С другой стороны, ДС должна иметь большое затухание в направлении микрофонтелефон, чтобы воспрепятствовать прослушиванию собственного сигнала и устранить самогенерацию разговорного тракта. Для выполнения этого условия комплексное сопротивление ZБ балансного контура (БК) выбирается так, чтобы ZБ = ZАЛ + ZАУ

Рис.2.4. Принцип действия ДС

Для приема вызывного сигнала, генерируемого АТС, в телефонном аппарате устанавливается звонок (Зв).

Положение рычажного переключателя (РП) и его контактов зависит от положения микротелефонной трубки (МТТ). Если трубка лежит на рычаге, то цепь потребления тока от станционной батареи разомкнута, а при поднятой трубке замкнута. По изменению тока в абонентской линии АТС определяет факты занятия и освобождения линии.

Номеронабиратель (НН) предназначен для набора и передачи номера вызывающего абонента.

Тема 4. Принцип работы телефонного аппарата и взаимодействие с системой коммутации.

Для управления телефонным соединением между двумя абонентами по абонентской линии передаются управляющие сигналы (абонентская сигнализация). Управляющие сигналы можно разделить на три группы:

−линейные (взаимодействия),

−регистровые (управления),

−информационные (зуммерные).

Клинейным сигналам относятся сигналы Занятие, Ответ абонента, Отбой (от ТА к АТС), Вызов (от АТС к ТА). Линейные сигналы предназначены для информирования сторон о состоянии абонентской линии (исходное, активное).

Крегистровым сигналам относится передача номера вызываемого абонента (ТА -> АТС). Регистровые сигналы предназначены для передачи информации необходимой для установления соединения и вспомогательной информации.

Кинформационным сигналам относятся сигналы Ответ станции,

Абонентская линия свободна (контроль посылки вызова), Занято.

Информационные сигналы предназначены для информирования вызывающего абонента в процессе соединения.

На рис.2.5 приведена принципиальная схема телефонного аппарата с декадным набором.

Рис.2.5. Принципиальная схема ТА с декадным набором

В исходном состоянии со стороны АТС в АЛ подается постоянное напряжение 60В и ток в АЛ не протекает (этап А на рис. 2.6). При снятии микротелефонной трубки (МТТ) рычажный переключатель РП своими контактами 1-2 создает цепь замыкания постоянного тока: Л1 – РП 1-2 – контакты номеронабирателя НН 1-2 – обмотка ДС 1-2 – микрофон — Л2. На АТС появление постоянного тока (25-40 мА) в цепи АЛ воспринимается как линейный сигнал Занятие (этап Б). Со стороны АТС в АЛ на фоне постоянного тока начинает поступать зуммерный сигнал "Ответ станции"

("ОС") частотой 425 Гц и амплитудой ~0.7 В, извещающий абонента о готовности АТС к установлению соединения.

Рис.2.6. Диаграмма состояния АЛ для а) вызывающего и б) вызываемого абонентов

Абонент набирает первую цифру номера, которая передается на АТС в виде серии кратковременных размыканий шлейфа АЛ контактами 1-2 номеронабирателя (шлейфный способ передачи управляющих сигналов) с одновременным шунтированием разговорных цепей контактами ННЗ-4. Число размыканий шлейфа соответствует набранной цифре номера, скорость передачи – 10 имп/с, отношение времени размыкания к времени замыкания – 1,4-1,7 (60мс/40мс). После поступления первой цифры номера со стороны АТС снимается зуммерный сигнал "ОС". Аналогично происходит передача следующих цифр номера. Серии импульсов отделяются друг от друга межсерийным интервалом длительностью не менее 500 мс (этапы B1-Bn).

По окончании полного набора номера вызываемому абоненту посылается вызывной сигнал Посылка вызова (ПВ) напряжением 90 В частотой 25 Гц длительностью 1 с и паузой 4 с. Вызывной сигнал воздействует на звонок ТА вызываемого абонента по цепи: Л1 – РП 1-3 – Зв – конденсатор С1 – Л2. Вызывающему абоненту посылается зуммерный сигнал "Контроль посылки вызова" ("КПВ") частотой 425 Гц в такт с сигналом ПВ (этап Г). При снятии МТТ вызываемым абонентом АТС снимает ПВ и "КПВ" (этап Д) и устанавливает соединение между ними (этап Е). Микрофонная цепь: М - ДС2-1 - НН1-2 - РП2-1 -Л1 - АТС - Л2 - М. Телефонная цепь: Т -

ДС4-1 - НН2-1 - РП2-1 - Л1 - АТС - Л2 - С2 - R1 - ДСЗ-5 - Т.

По окончании разговора абонент кладет МТТ и рычажный переключатель своими контактами 1-2 обрывает цепь прохождения постоянного тока, пропадание которого в АЛ, АТС воспринимает как линейный сигнал Отбой (этап Ж). Второму абоненту посылается зуммерный сигнал "Занято" частотой 425 Гц длительностью 0.4 с и паузой 0.4 с. При

отбое второго абонента (этап 3) АТС зуммерный сигнал "Занято" снимается, а задействованные приборы на АТС устанавливаются в исходное состояние.

Кроме импульсного (шлейфного, декадного) способа существует частотный (тональный) способ передачи номера вызываемого абонента. В АЛ применяется многочастотное кодирование - DTMF (Dual Tone Multi Frequency), при котором цифра номера передается двумя частотами. Одна частота выбирается из группы верхних частот с уровнем минус 3 дБм0, другая — из нижних с уровнем минус 6 дБм0. Длительность сигнала набора номера — 70 мс, пауза между цифрами — 70 мс. Таким образом, процесс набора одной цифры номера сокращается с 1500 мс при декадном наборе до 140 мс при частотном наборе.

Соответствие между кнопками номеронабирателя и номинальными частотными составляющими сигнала набора номера приведено на рис. 2.7.

Рис.2.7. Номеронабиратель с частотным набором

На всех этапах разговора полярность проводов абонентской линии должна быть:

−минус на проводе "а"

−плюс на проводе "в".

Полярность проводов абонентской линии при взаимодействии с таксофонами местной связи (за исключением выхода на бесплатные службы) должна соответствовать рис.2.8.

В исходном состоянии, а также после снятия трубки, при наборе номера, слушании сигнала КПВ и при разговоре с экстренными службами:

ведения разговора (для таксофонов местной связи с возможностью продления разговора и ограничения времени разговора от АТС).

При отбое абонента А - переход в состояние 1 (восстановление полярности).

---------------------------------------------------------

---------------------------------------------------------

¦¦предит ¦восста-¦отсутст- ¦Восста-

¦¦сигнал ¦новле- ¦вие слы- ¦новление

¦¦ние по ¦шимости ¦исходной

¦Разговор ¦лярнос-¦в таксо- ¦поляр-

Рис. 2.8. Взаимодействие с таксофоном местной связи с возможностью продления разговора путем доплаты