Аналоговые телефонные сети реферат
Обновлено: 04.07.2024
Телефоны имеют много общего с телеграфами. Назначение их — передавать на дальние расстояния звуки и в особенности речь. И в обыкновенных электрических телеграфах Морзе депеши часто принимаются на слух. Разные попытки передачи звука (еще с XVII ст., со времен Гука) помощью прутьев, шнуров, проволок не имели большого практического значения.
Содержание работы
Содержимое работы - 1 файл
Телефонные сети связи.docx
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
тема: “ Телефонные сети связи ”
Телефоны имеют много общего с телеграфами. Назначение их — передавать на дальние расстояния звуки и в особенности речь. И в обыкновенных электрических телеграфах Морзе депеши часто принимаются на слух. Разные попытки передачи звука (еще с XVII ст., со времен Гука) помощью прутьев, шнуров, проволок не имели большого практического значения. Так же как в телеграфии, серьезного практического значения достигла и Т. только с применением к ней электрических токов. Первое такое применение было сделано Рейсом (Philipp Reis) в 1860 г. Изобретенный Рейсом электрический прибор, названный им впервые телефоном, основан был на том явлении (замеченном еще в 1839 г. Педжем, Page), что посредством прерывистого тока в спирали, обусловливающего быстрое намагничивание и размагничивание железного прута, помещенного внутри спирали, можно вызвать звучание этого прута. На этом основании устроена была приемная часть телефона Рейса. Передаточную же часть аппарата составлял ящик с раструбом, перед которым воспроизводится звук, и с горизонтальной перепонкой в прорезе его крышки; на перепонке наклеен платиновый кружок, сообщающийся проволокой с одним полюсом гальванической батареи, другой полюс которой соединен с острием, находящимся в очень близком расстоянии над кружком. При дрожании перепонки происходят периодические соприкосновения острия и диска, а, следовательно, и прерывистый ток в цепи; приемник издает при этом звук, соответствующий тому, который воспроизводится перед передатчиком. С помощью прибора Рейса возможно передавать только различной высоты тоны, но не речь.
Белль (Graham Bell) в Америке устроил в 1876 г. телефон, с помощью которого возможным оказалось передавать не только высоту, но и тембр или оттенок звука, а следовательно, и речь. Этот прибор, замечательный как по простоте его устройства, так и по совершенству его действия, изображен на таблице (фиг. 1) в разрезе. Его главнейшие части составляют прямой стальной магнит и надетая на один его конец небольшая катушка с тонкой проволокой, концы которой присоединены к зажимным винтам, а также железный тонкий диск, помещенный перед тем же концом магнита перпендикулярно к нему. Все эти части заключены в деревянную или эбонитовую оболочку, снабженную со стороны диска раструбом; с другой же стороны имеются два зажимных винта и винт для регулировки расстояния между магнитом и диском. Два таких прибора, соединенных между собою проводами, дают возможность двум лицам разговаривать друг с другом на большом расстоянии, причем каждый телефон попеременно может служить передатчиком и приемником. Звуковые волны, воспроизводимые вблизи раструба передаточного телефона, приводят в колебание железный диск, который своим движением изменяет периодически распределение силовых линий в магнитном поле и тем возбуждает индукционные токи в катушке и во всей телефонной цепи. Эти периодические переменные токи, проходя через катушку второго, приемного телефона, изменяют соответственным образом напряженность магнитного поля и вызывают звуковые дрожания как в самом магните, так и в диске. Звук получается соответственный по высоте и тембру, но более слабый тому, который воспроизводится перед первым аппаратом. Условия для возможно лучшей телефонной передачи заключаются в том, между прочим, чтобы основной собственный тон вибрирующего диска был выше самого высокого тона человеческого голоса (ut 3), иначе к передаваемым звукам может присоединиться и собственный тон диска; размеры диска поэтому должны быть подобраны надлежащим образом, напр. диаметр 10 стм, а толщина 1 мм или же диаметр 3 стм, а толщина 0, 1 мм. Кроме того, диск должен быть вставлен в рамку плотно, чтобы избежать дребезжания. Затем, оболочка должна быть устроена таким образом, чтобы внутри нее было по возможности меньше простора, с целью избежать резонанса воздушного столба. Наконец, надо стараться при устройстве прибора, чтобы линии сил магнитного поля по возможности все сосредоточивались в пространстве, заключающем диск и катушку.
Телефоны с изогнутыми, подковообразными магнитами. Приборы Сименса, Адера, д'Арсонваля и др. С целью сосредоточения и усиления магнитного поля в дальнейших устройствах телефонов стали применять вместо прямых магнитов, как это было у Белля, изогнутые подковообразные магниты, действующие на вибрирующий диск обоими своими полюсами. Из таких приборов с подковообразными магнитами более известны телефоны Сименса, Адера, д'Арсонваля, Голубицкого и др. В приборе Сименса магнит имеет форму камертона; общий его вид таков же, как Т. Белля, но больших размеров; это способствует силе передачи, но зато также и резонансу, мешающему ясности. В приборе Адера магнит имеет форму кольца, почему он вместе с тем служит ручкой для держания и подвешивания (см. табл. фиг. 7). Д'Арсонваль устроил Т. с кольцевым магнитным полем; один полюс его магнита заканчивается железным кольцом, а другой стержнем, окруженным катушкой и помещающимися в середине кольца. Имеются и другие Т. самых разнообразных конструкций, с несколькими магнитами в виде короны или плоские, в виде карманных часов (Говер), и т. д.
Угольные телефоны с батареями, или микрофоны. Описанные индукционные телефоны в настоящее время, в особенности для больших расстояний, применяются почти исключительно только как приемники. Лучшим передатчиком звука оказался микрофон, в котором звуковыми колебаниями вызываются не слабые индукционные токи, как в обыкновенных телефонах, а изменения в силе тока, доставляемые гальванической батареей. Тaкиe приборы под названием универсального телефона были устроены (январь 1878 г.) в Берлине Людтге (L ü dtge) и немного позже в том же году известным изобретателем печатающего телеграфа Юзом (Hughes) под названием микрофона. На том же основании был почти в то же время устроен телефон Эдисона. Действие таких приборов состоит в следующем. Представим себе угольный стерженек (Юз, Людтге, Блек), или целый ряд таких стерженьков (Адер, Дежонг), или угольный порошок (Эдисон), или угольные зерна (Гюннигс), зажатые слегка между угольными или металлическими пластинками и включенные в цепь гальванической батареи вместе с обыкновенным индукционным телефоном. Если под влиянием звука, например, человеческого голоса, угольки придут в дрожание, то вследствие большего или меньшего надавливания их в местах закрепления или прикосновения сопротивление, а следовательно, и сила тока станут периодически изменяться; в приемном телефоне поэтому будет таким же образом меняться магнитное поле и будет слышен звук. Один из лучших и более употребительных микрофонов устроен Блеком. В нем дрожание металлического диска под влиянием звука обусловливает периодические изменения давления, а следовательно, и сопротивления, в соприкасающихся с ним платиновом шарике и угольном столбике, подвешенных на пружинах и служащих электродами. С помощью особого винта можно регулировать давление, а вместе с тем и чувствительность прибора (фиг. см. в соотв. ст.). Средняя величина сопротивления микрофона равняется примерно 5 омам, но меняться оно в местах соприкосновений может в очень значительных пределах. Для микрофонов берутся обыкновенно элементы (два или три) Лекланше или Гасснера. Большие батареи не применяются на том основании, что они могут вызвать искры при случайных размыканиях цепи. В сложных микрофонах с целью избежать таких размыканий угольки располагаются поэтому в параллельных ветвях. При увеличении расстояния воспринимаемые звуки должны быстро ослабевать, потому что микрофонные изменения сопротивления становится все более ничтожными сравнительно с общим сопротивлением цепи. Это затруднение Эдисону удалось в значительной степени устранить применением индукционной катушки; первичная обмотка толстой проволоки включается при этом в общую цепь с микрофоном и батареей, а вторичная обмотка катушки присоединяется к линии. При таком условии микрофонные изменения сопротивления будут оказывать значительное влияние независимо от длины линии; для того же, чтобы преодолеть большое сопротивление длинной линии, нужно соответственным образом увеличить число оборотов вторичной обмотки индукционной катушки, вследствие чего увеличится и электродвижущая сила развиваемого в ней индукционного тока. В каждом телефонном или микрофонном передаточном аппарате должны иметься приспособления для вызова с целью предупредить приемную станцию, что с нею желают переговариваться. Если передатчиком служит обыкновенный индукционный телефон, в особенности больших размеров, как, напр., Сименса, то к нему наставляется особая дудка, посредством которой можно вызвать в приемнике достаточно сильный звук, слышимый и вдали от него. Чаще же применяют для вызовов звонки, которые приводятся в действие или гальванической батареей, или индукционным током небольшой магнитоэлектрической машины, приводимой во вращение с помощью рукоятки.
Упомянем здесь кстати, что кроме телефона придуманы и другие звуковые приемные аппараты, не применяющиеся, впрочем, на практике. Сюда относится, между прочим, приемник — конденсатор Варлея (1870); оказалось, что можно вызвать звучание конденсатора, изменяя периодически потенциалы его обкладок (открытие это пытались применить к Т. Герц и Дольбер). Термофон Приса состоит из металлического, закрепленного на окружности диска, середина которого слегка оттянута посредством платиновой проволоки. Проходящие через эту проволоку телефонные токи периодически изменяют ее температуру и, следовательно, и длину и приводят вместе с тем в соответственные колебания и самый диск. Действие прибора очень слабо. Химический приемник Эдисона основан на изменении трения между платиновым острием и бумагой, пропитанной гидратом извести и поташа, когда действием тока изменяется химически поверхность бумаги. Платиновое острие прикреплено проволокой к середине слюдяного диска, а бумажный лист навернут на вращающийся цилиндр. Под влиянием микрофонных токов коэффициент трения периодически меняется, вследствие чего слюдяная пластинка приходит в колебания. Такой приемник громко воспроизводит музыкальные тоны, но не речь. РадиофонБелля основан на известном свойстве кристаллического селена менять свое сопротивление при действии на него света. Передатчиком служит тонкое параболическое зеркало, которое под влиянием звука приходит в колебательное движение. Сила отражаемого им светового пучка при таком условии будет периодически меняться, а вместе с тем и сила тока в цепи приемного аппарата, части которого составляют селеновые пластинки, гальваническая батарея и телефон. Беллю удавалось передавать таким образом звуки на расстоянии двух км.
Телефонные сети связи
Выделенные линии представляют собой наиболее надежное средство соединения локальных сетей через глобальные каналы связи, так как вся пропускная способность такой линии всегда находится в распоряжении взаимодействующих сетей. Однако это и наиболее дорогой вид глобальных связей - при наличии N удаленных локальных сетей, которые интенсивно обмениваются данными друг с другом, нужно иметь Nx(N-l)/2 выделенных линий. Для снижения стоимости глобального транспорта применяют динамически коммутируемые каналы, стоимость которых разделяется между многими абонентами этих каналов.
Наиболее дешевыми оказываются услуги телефонных сетей, так как их коммутаторы оплачиваются большим количеством абонентов, пользующихся телефонными услугами, а не только абонентами, которые объединяют свои локальные сети.
Телефонные сети в зависимости от способа мультиплексирования абонентских и магистральных каналов делятся на:
Аналоговые сети- сети, которые принимают данные от абонентов аналоговой формы, то есть от классических аналоговых телефонных аппаратов, а мультиплексирование и коммутацию осуществляют как аналоговыми методами, так и цифровыми. В последние годы происходил достаточно интенсивный процесс замены коммутаторов телефонных сетей на цифровые коммутаторы, которые работают на основе технологии TDM. Однако такая сеть по-прежнему останется аналоговой телефонной сетью, даже если все коммутаторы будут работать по технологии TDM, обрабатывая данные в цифровой форме, если абонентские окончания у нее останутся аналоговыми, а аналого-цифровое преобразование выполняется на ближней к абоненту АТС сети. Новая технология модемов V.90 смогла использовать факт существования большого количества сетей, в которых основная часть коммутаторов являются цифровыми.
Основные характеристики аналоговых телефонных сетей:
· При вызове пользователи получают прямое соединение через коммутаторы в сети. Прямое соединение эквивалентно паре проводов с полосой пропускания от 300 до 3400 Гц. Абонентское окончание 2-проводное.
· Вызов абонента может осуществляться двумя способами: с помощью импульсного набора с частотой 10 Гц или тонового набора с частотой 10 Гц. При импульсном наборе длительность набора зависит от того, какие цифры образуют номер - например, цифра 0 передается десятью последовательными импульсами, цифра 9 - девятью и т. д. При тоновом наборе любая цифра передается подачей в сеть двух синусоидальных сигналов разной частоты в течение 50 мс (сопровождаемых паузой 50 мс). Поэтому набор номера тоновым способом в среднем в 5 раз быстрее, чем импульсный (к сожалению, в нашей стране импульсный набор пока остается основным способом набора во всех городах).
· Коммутаторы сети не позволяют обеспечить промежуточное хранение данных. Поскольку запоминающие устройства в коммутаторах отсутствуют, возможен отказ в соединении при занятости абонента или при исчерпании коммутатором своих возможностей по соединению входных и выходных каналов (занятость АТС).
· Для передачи дискретных данных по аналоговым коммутируемым сетям используются модемы, поддерживающие процедуру вызова абонента.
· Пропускная способность коммутируемого аналогового канала заранее неизвестна, так как модемы устанавливают соединение на скорости, подходящей для реального качества канала. Так как качество коммутируемых каналов меняется в течение сеанса связи, то модемы изменяют скорость передачи данных динамически.
В телефонных коммутаторах аналоговых телефонных сетей могут использоваться два принципа коммутации - аналоговый, основанный на частотном разделении канала (FDM), и цифровой, основанный на разделении канала во времени (TDM).
Системы, работающие по методу частотного уплотнения, подразделяются на электромеханические и программно-управляемые электронные.
Электромеханические системы (например, шаговые искатели) управляются по проводным цепям и приводятся в действие электродвигателями или шаговыми искателями. В электромеханических системах логика маршрутизации встроена в аппаратуру. В программно-управляемых коммутаторах логика коммутации реализуется программным обеспечением, а сама коммутация выполняется электронным способом.
Электромеханические коммутаторы, естественно, создают значительные помехи в коммутируемых каналах. Кроме того, дополнительные помехи создает сам способ коммутации уплотненных каналов на основе FDM. Это объясняется тем, что коммутировать уплотненные в общий канал сигналы отдельных абонентов невозможно. Перед операцией коммутации всегда нужно провести полное демультиплексирование сигналов абонентских каналов, то есть превратить сигнал высокочастотной несущей (который находится в диапазоне от 60 до 108 кГц для уплотненного канала первого уровня, состоящего из 12 абонентских каналов) в голосовой сигнал со спектром от 300 до 3400 Гц. Только затем такие каналы можно коммутировать с помощью шаговых искателей или электронных ключей. После коммутации абонентские каналы снова уплотняются в высокочастотный канал, но каждый входной канал теперь уже накладывается на несущую другой порядковой частоты, что и соответствует операции коммутации (напомним, что при TDM-коммутации в уплотненном кадре меняется порядок следования байт).
Операция демультиплексирования высокочастотной несущей, а затем повторное наложение сигналов на высокочастотные несущие создает значительные помехи (треск и свист в телефонной трубке), которые существенно снижают качество коммутируемых каналов по сравнению с выделенными аналоговыми. Понятно, что наличие электромеханических элементов только усугубляет картину, а старые АТС с шаговыми искателями еще эксплуатируются (в Москве только совсем недавно была демонтирована АТС 231, которая работала с 30-х годов и была, естественно, электромеханической).
Телефонная связь стала автоматической, заправляется компьютерными системами и охватывает весь мир. Телефонная сеть является сложнейшей системой, состоящей из многих автоматических телефонных станций (АТС), узловых и региональных центров, систем кабельной, ВЧ- и спутниковой связи, световолоконных линий связи и т. д. Вся эта система в идеальном случае способна в считанные секунды соединить друг с другом двух любых абонентов в двух любых точках земного шара при общем числе абонентов в сотни миллионов. В наши дни признано, что любое дело невозможно вести без качественной связи, поэтому пользователи требуют предоставления им широкого круга услуг. И конкурентоспособность любой системы телефонии сейчас определяется степенью удовлетворения этого требования.
Содержание работы
Файлы: 1 файл
РЕФЕРАТ ЗИМА.docx
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
РЕФЕРАТ НА ТЕМУ:
Устройство и принцип работы аналоговых и цифровых телефонных аппаратов. Методы обслуживания телефонных станций
1. Телефонный аппарат………. ………………………………. …… ……5
3. Телефоны специального назначения…………..………………………11
4. Цифровые телефоны…………………………………………….…. . 14
5. Факс и телефонная сеть……………………………………………. 20
7.Коммутационные системы……………………………………………. 26
Список использованных источников…………………………………….34
Телефон- это электронное устройство, преобразующее звуки человеческой речи в электрические сигналы и наоборот. Такие сигналы передаются через коммутационные устройства по воздушным, кабельным и радиорелейным линиям связи между абонентскими телефонными аппаратами. 14 февраля 1876 А. Белл подал патентную заявку на изобретение телефона (назвав его "усовершенствованием телеграфии"). В тот же день тремя часами позднее Э. Грей подал заявку с уведомлением о том, что работает над тем же принципом. Патентное бюро США выдало патент Беллу 7 марта 1876. Первый практичный телефон появился в 1877.
Самые разветвленные телефонные сети созданы в США (более 145 млн. телефонных линий) и Японии (более 56 млн. телефонных линий). По данным Федеральной комиссии связи США, домашними телефонами обеспечено свыше 93% населения Соединенных Штатов.
Устройство. Обычный телефонный аппарат состоит из двух частей: корпуса и телефонной трубки. В телефонной трубке имеются два миниатюрных элемента: передающий (микрофон) и приемный (громкоговоритель). Корпус большинства таких аппаратов снабжен рычажным переключателем и дисковым или кнопочным номеронабирателем, а также внутренней электросхемой вызова и двухпроводным шнуром для подключения к абонентской телефонной линии. В некоторых моделях номеронабиратель смонтирован на телефонной трубке. В старых телефонных аппаратах электромеханического типа насчитывалось до 500 деталей, а в новых, выполненных по полупроводниковой электронной технологии, число узлов не превышает десяти. Применяются два основных типа микрофонов - угольный и электретный; электретный значительно меньше угольного. Действие угольного микрофона основано на изменении электрического сопротивления угольного порошка, на который воздействует чувствительная к звуку мембрана. В электретном микрофоне звуковые колебания изменяют емкость конденсатора, одной из пластин которого является чувствительная мембрана. Выходной электрический сигнал микрофонов обоих типов является аналоговым (в противоположность дискретному - цифровому), т.е. он пропорционален меняющейся громкости звука. Электретный микрофон дает более чистый звук (с более низким уровнем шума) и менее чувствителен к сотрясениям. Миниатюрный приемный элемент (динамический громкоговоритель с подвижной катушкой) устроен так же, как и более мощные громкоговорители радиоприемников и аудиоаппаратуры: его вибрирующая мембрана преобразует изменения электрического сигнала в звуковые колебания воздуха. Передающий и приемный элементы телефонной трубки имеют по два выходных медных провода. Они присоединены к четырем внутренним медным жилам спирального шнура, соединяющего телефонную трубку с корпусом телефонного аппарата. Отдельный двухпроводной шнур, называемый телефонным сетевым, идет от корпуса телефонного аппарата к телефонной розетке или к настенной распределительной коробке. Здесь он присоединяется к двухпроводной абонентской линии, которая часто называется скрученной парой, поскольку ее снабженные изоляцией медные провода скручиваются вместе для уменьшения помех, обусловленных индукцией. Скрученная пара - это звено, связывающее телефонный аппарат абонента с телефонной сетью. В учреждениях, гостиницах, больницах телефонный аппарат часто подключается к телефонной сети через офисную телефонную станцию, к которой со стороны АТС подведена многоканальная соединительная линия.
Работа телефонного аппарата. Каждая абонентская телефонная линия, идущая к автоматической телефонной станции, несет информацию о состоянии рычажного переключателя своего аппарата (снята или нет телефонная трубка). В зависимости от ситуации АТС отвечает вызывающему абоненту сигналом "занято" (частыми гудками) или посылает вызываемому абоненту сигнал вызова звонком. Чтобы произвести вызов, вызывающий абонент должен снять трубку с рычажного переключателя. Непрерывный гудок (тональный сигнал готовности) говорит о том, что между телефонным аппаратом и АТС установлено соединение - замкнута двухпроводная линия с рабочим напряжением 48 В постоянного тока. Отсутствие сигнала готовности указывает на наличие неисправности. Услышав сигнал готовности, абонент может набрать номер нужного телефона. Первый дисковый номеронабиратель появился около 1896, а аппараты с кнопочным набором промышленность начала выпускать в 1963. Некоторые телефоны с кнопочным набором дают импульсы, как и дисковые, но более распространены аппараты с технически более удобным тональным кнопочным набором. Дисковые и импульсные кнопочные номеронабиратели необходимы в тех случаях, когда АТС не модернизирована для тонального набора. Тональные кнопочные номеронабиратели имеют цифровые кнопки от 1 до 9 и 0, а также кнопки "звездочка" (*) и "фунт" для обращения к особым видам обслуживания в цифровых АТС. В тех случаях, когда принят метод т.н. двухтональной многочастотной сигнализации, при нажатии каждой кнопки вырабатывается уникальная пара электронных тонов, выбранных из двух взаимоисключающих групп по четыре частоты в каждой. В некоторых телефонных аппаратах предусматриваются дополнительные кнопки, программируемые: 1) на выключение микрофона (чтобы, например, откашляться или сказать что-то другому лицу в помещении), 2) на автоматическое повторение набора последнего вызывавшегося номера, 3) на перевод вызова в режим ожидания при пользовании другой линией, 4) на автоматический набор часто вызываемых номеров и 5) на автоматический набор срочных вызовов (полиции, пожарной службы, скорой помощи и т.д.). На предприятиях и в учреждениях ручную телефонную станцию, т.е. миниатюрный коммутатор (с числом добавочных номеров до 100) обычно обслуживает секретарь или работник службы безопасности. Такие ручные телефонные станции снабжаются телефонной трубкой, лежащей сбоку на пульте, и дополнительными соединительными гнездами для автоответчика, факса, наушников, компьютерного модема, устройства световой или звуковой сигнализации. При пользовании каким-либо из телефонов с добавочным номером горит соответствующая кнопка на пульте станции.
"Домашний" радиотелефон. В телефонную трубку такого "бесшнурового" телефона встроен миниатюрный батарейный приемопередатчик, работающий на той же волне, что и другой приемопередатчик, который находится в корпусе телефонного аппарата, подключенного к сети электропитания и к телефонной сети. В корпусе телефонного аппарата имеются звонок вызова и зарядное устройство для аккумулятора питания приемопередатчика. Приемопередатчик телефонной трубки может работать на расстояниях, немногим меньших 1 км, а в некоторых моделях - до 3,5 км. Емкость питающего его аккумулятора достаточна для разговора в течение 45 мин и в течение 6 ч обеспечивает готовность телефона со снятой трубкой. Когда трубка положена, ее аккумулятор автоматически подзаряжается. Основное преимущество домашнего радиотелефона - возможность свободного перемещения абонента в радиусе действия приемопередатчика. Главный недостаток - незащищенность (большинства моделей) от несанкционированного подключения к телефону посторонних лиц.
Радиотелефон сотовой связи. С радиотелефоном сотовой связи абонент может на протяжении сеанса связи перемещаться из зоны действия (сотовой ячейки) одной антенны в зону действия другой, затем третьей и т.д. Такая техника, предложенная фирмой "Белл лэбораторис" в 1971, была введена в коммерческую практику в 1983. Каждая из антенн сотовой связи может поддерживать одновременно сотни отдельных двусторонних телефонных переговоров (или передач по радиофаксу). Вызов занимает одну из 666 частотных полос антенной ячейки и при перемещении телефона автоматически переключается на любую свободную частотную полосу следующей ячейки. При этом частотная полоса предыдущей ячейки освобождается и может быть занята другим абонентом. Имеются три основных вида радиотелефонов сотовой связи: 1) мобильные, устанавливаемые в автомобилях и питаемые от автомобильных аккумуляторов, 2) переносные с отдельной переносной батареей питания, которые можно использовать отдельно или включать в гнездо электрозажигалки в автомобиле, и 3) карманные (со встроенной батареей питания) массой около 100 г. Новые виды карманных телефонов сотовой связи будут использоваться в "сетях персональной связи" (PCN). Сигнал в таких телефонах будет более слабым, чем в существующих телефонах сотовой связи, а антенна - меньших размеров. Антенны персональной связи будут, вероятно, монтироваться на уличных фонарных столбах и на фасадах зданий, а также внутри автобусов, железнодорожных вокзалов, аэровокзалов. Антенны персональной связи, как и антенны другой сотовой связи, подключаются проводными или оптическими кабелями к коммутационной подстанции АТС. Сети персональной связи разрабатываются на основе цифровой техники (см. ниже Цифровые телефоны).
Телефоны специального назначения
Громкоговорящие телефонные аппараты. Абонент включает ручным выключателем более мощную систему микрофона с громкоговорителем для двусторонней телефонной связи, когда в переговорах необходимо участвовать одновременно нескольким лицам, находящимся в помещении. Такое устройство выполняется, как правило, в виде отдельной или встраиваемой приставки к корпусу обычного шнурового телефонного аппарата. Для его работы нужно, чтобы телефонная трубка лежала на рычажном переключателе аппарата.
Видеотелефонные аппараты. В видеотелефоне передача речи дополняется передачей изображения. Телевизионная камера одного видеотелефона формирует сигнал изображения абонента, участвующего в сеансе связи, и его изображение высвечивается на небольшом телевизионном экране (75-100 мм по диагонали, на жидких кристаллах) другого видеотелефона. Видеоизображение, передаваемое одновременно с речевым сигналом по обычным телефонным линиям, оказывается менее качественным, чем изображение широковещательного телевидения. Дело в том, что слишком мала ширина частотной полосы одного телефонного канала: для передачи качественного изображения нужно около 1400 речевых каналов. Неподвижные видеоизображения могут передаваться с гораздо большей четкостью, но для полного формирования одного кадра требуется заметное время, примерно 2-3 с (для передачи движущегося изображения нужна скорость передачи не менее 10 кадров в секунду). Такие телефоны довольно дороги, однако для некоторых организаций это приемлемо, когда по телефону обсуждаются копии чертежей, рентгенограммы, модели изделий, недвижимое имущество и т.д.
Значительная часть телефонов, используемых в системах связи, представляет собой аналоговые устройства: они передают и принимают непрерывно меняющийся электрический сигнал, соответствующий плавно меняющимся звуковым частотам речи. Аналоговая электрическая передача - естественное продолжение человеческого речевого общения, которое тоже представляет собой аналоговый процесс, основанный на возбуждении и восприятии колебаний со звуковыми частотами. Однако у аналоговой передачи есть свои недостатки, которые особенно существенны, когда один кабель служит общим звеном для большого числа разговорных трактов. Кроме того, затруднена аналоговая передача цифровых сигналов компьютера - их приходится преобразовывать в квазиречевые сигналы. По этим причинам все шире начинают применяться цифровые телефонные сети. Цифровой телефон подключается к цифровой телефонной линии (см. ниже Линии передачи). Речевые же телефонные аппараты, которые можно было бы подключать непосредственно к волоконно-оптической линии, не выпускаются промышленностью, хотя некоторые персональные компьютеры могут иметь волоконно-оптические порты для локальных вычислительных сетей (ЛВС). Офисные цифровые телефонные станции могут допускать использование в учреждении аналоговых линий, но цифровые телефоны и в этом случае следует подключать только к цифровым линиям. В цифровом телефонном аппарате микросхема преобразует аналоговый речевой сигнал, вырабатываемый электретным микрофоном в частотной полосе шириной 4000 Гц, в цифровой сигнал 64 Кбит/с для передачи по цифровому речевому каналу. Таким образом, аналоговый электрический сигнал с непрерывно изменяющейся интенсивностью заменяется последовательностью кодированных двоичных чисел (битов). Хотя для цифрового телефона подходит только цифровая телефонная линия, он может быть соединен с аналоговым телефоном, подключенным к сети. Цифровые линии стыкуются с аналоговыми на АТС, где осуществляется преобразование цифровых сигналов в аналоговые и наоборот.
Факс и телефонная сеть
С помощью факса (факсимильного аппарата) по телефонной сети передаются и принимаются изображения документов, рукописных и печатных текстов, графиков, карт, чертежей, фотографий и пр. Сканирующее устройство факса считывает исходящий материал и преобразует аналоговое изображение в цифровой код. Встроенный модем (см. ниже Модем и телефонная сеть) преобразует цифровой сигнал в аналоговый, соответствующий стандарту местной телефонной сети. Модем преобразует также входящие сигналы от других факсов в цифровой сигнал для печатающего устройства.
Модем (модулятор-демодулятор) необходим для подключения портативного или настольного компьютера через ЛВС к другим компьютерам, а через телефонную сеть общего пользования (по запрограммированным номерам вызова) - к различным компьютерным сетям, таким, как системы электронной почты. Модем преобразует цифровой сигнал факса или персонального компьютера в аналоговый сигнал, совместимый с системами передачи и коммутации аналоговой местной и цифровой междугородной телефонной сети. Модем принимает также входящие аналоговые сигналы и преобразует их в цифровые, совместимые с подключенным к нему факсом или компьютером.
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
6.4.2 Аналоговые телефонные сети
Всемирная сеть, которую использует телефон и которая может быть доступна компьютерам, называется общедоступной коммутируемой телефонной сетью (PSTN). В вычислительной среде ее можно рассматривать как один большой канал связи для ГВС (для передачи речи PSTN предлагает коммутируемые телефонные линии). Изначально PSTN была создана для передачи речи, поэтому она обладает низкой скоростью, а модемы, которые необходимы для связи по коммутируемым аналоговым линиям, также не увеличивают скорость. Со средней пропускной способностью 9600 Кбит/с коммутируемые аналоговые линии, оснащенные модемами, подходят только для пользователя с минимальными требованиями к времени реакции системы. Максимальная на сегодня пропускная способность в 56 Кбит/с достигается только в том случае, если все коммутаторы в сети на пути следования данных являются цифровыми.
Основные характеристики аналоговых телефонных сетей:
при вызове пользователи получают прямое соединение через коммутаторы в сети. Абонентское окончание 2-проводное;
вызов абонента может осуществляться двумя способами: с помощью импульсного набора или тонового набора. При импульсном наборе длительность набора зависит от того, какие цифры образуют номер, при тоновом наборе любая цифра передается подачей в сеть двух синусоидальных сигналов разной частоты в течение 50 мс. Поэтому набор номера тоновым способом в среднем в 5 раз быстрее, чем импульсный;
коммутаторы сети не позволяют обеспечить промежуточное хранение данных. Поскольку запоминающие устройства в коммутаторах отсутствуют, возможен отказ в соединении при занятости абонента;
для передачи дискретных данных по аналоговым коммутируемым сетям используются модемы, поддерживающие процедуру вызова абонента;
пропускная способность коммутируемого канала заранее неизвестна, так как модемы устанавливают соединение на скорости, подходящей для реального качества канала.
В телефонных коммутаторах аналоговых телефонных сетей могут использоваться два принципа коммутации – аналоговый, основанный на частотном разделении канала (FDM), и цифровой, основанный на разделении канала во времени (TDM).
Для передачи данных по аналоговым коммутируемым телефонным каналам используют модемы, которые поддерживают процедуру автовызова абонента и работают по 2-проводному окончанию. Для передачи данных по коммутируемым каналам разработан ряд основных стандартов, определяющих скорость и метод кодирования сигналов: V.21, V.22, V.22 bis, V.26 ter, V.32, V.32 bis, V.34, V.34+. На практике сегодня в основном применяют модемы, поддерживающие стандарт V.34+, которые могут адаптироваться к качеству линии.
Иерархия аналоговой телефонной сети,какидругих телефонных
Сетей России, Европы и сша, имеет несколько уровней коммутации
(В каждой стране количество уровней коммутации различно):
•1-ый уровень – региональные центры коммутации;
•2-ой уровень – междугородные центры коммутации (АМТС);
•3-ий уровень – оконечная АТС (районная АТС – РАТС).
Иерархическая структура аналоговой телефонной сети с тремя уровнями коммутации
1-ый уровень
2-ой уровень
3-ий уровень
В приведенной иерархии изображен только один центр коммутации. Однако на практике таких центров может быть несколько (в США – 12).
Главный недостаток иерархической (древовидной) структуры сети, по которой строились аналоговые телефонные сети, - высокая чувствительность сети к повреждениям на соединительных линиях и в центрах коммутации (АТС), что приводит к отсутствию связи в конкретных направлениях. Для устранения этого недостатка приходится между парами коммутационных центров (АТС) прокладывать избыточное число соединительных линий, в том числе в обходных направлениях.
Функции коммутации при местной и междугородной (международной) Разделение функций коммутации в случае местной и междугородной связи объясняется, главным образом, удобствами расчетов за телефонные переговоры, передачу данных, а также различными требованиями к технической эксплуатации сооружений связи. Местные соединения, как правило, короткие и осуществляются лишь через несколько центров коммутации (АТС). Междугородные соединения проходят через большое число коммутационных центров (АТС) при использовании достаточно длинных междугородных соединительных линий между этими станциями.
Характеристики аналоговой телефонной сети
Одним из самых трудных моментов при проектировании аналоговой телефонной сети является установление норм на качество передачи по отдельным системам сети. Эти нормы уточняются с учетом экономических оценок и зависят от разновидности, а также типов оборудования и линий связи.
При установлении норм качества передачи на аналоговой телефонной сети учитываются следующие основные факторы:
-затухание сигнала (Норматив на потерю мощности звукового сигнала при установлении телефонного соединения – 8,0 дБ., который никогда не выдерживается на практике);
-помехи (Помехи называются переходными, если сигнал помехи воспринимается как информационный сигнал. В аналоговых сетях переходные помехи регулировать очень трудно, как правило, они проявляются в паузах, когда нет сигнала, т.е. уровень мощности полезного сигнала равен нулю.);
-искажения (Искажения бывают нелинейными, которые вызываются нелинейными элементами: угольными микрофонами, усилителями сигналов в т.ч. тональной частоты, и линейными. Различают следующие типы линейных искажений: амплитудные – возникают при передаче сигнала на длинные расстояния через катушки пупинизации, фильтры, которые должны пропускать частоты разговорного диапозона 0,3 – 3,4 КГц, но на практике отсекаются частоты свыше 3,0 КГц. Фазовые искажения при передаче речи практически не ощутимы и обусловлены задержками, зависящими от конкретных частот, составляющих спектр сигнала. Для каждой частоты - своя задержка.).
-мощность речевых сигналов Уровень мощности речевого сигнала в период активного разговора составляет в среднем:16,0 дБ.
Читайте также: