Основы телефонной линии

Каждому инженеру время от времени приходилось сталкиваться с телефонными линиями. Если практика проводится в вашей студии, вы можете потратить время на несколько звонков, чтобы определить, какое оборудование нужно приобрести и какую конфигурацию телефонной линии заказать. В дороге дело обстоит иначе. Недорогие электронные АТС (частные телефонные станции) или коммутационные телефонные системы установлены во многих офисах и магазинах.

"АТСТермины «Коммутатор» и «Коммутатор» относятся к оборудованию, которое позволяет подключать несколько телефонов к меньшему количеству телефонных линий. Термин «переключатель» теперь используется для описания любой небольшой системы, но первоначально он использовался для описания ручных клавиш или кнопок в таких системах, как телефон Switch серии 1A. Сегодняшние системы «Switch» подобны небольшим коммутаторам с программируемыми функциями, такими как отличительный звонок, группы поиска и автоматический выбор линии.распределительный щит,Он состоит из распределительной коробки и перфорационного блока, размещенных в месте выхода телефонных линий в здании. Частные телефоны подключаются точка-точка к коммутатору УАТС.

Кабели телефонного коммутатораОбычно он состоит из 4–8 проводов с использованием модульной телефонной розетки RJ-11 или RJ-45. Это не стандартные телефонные кабели! Даже простая аналоговая телефонная линия не имеет ничего общего со стандартной телефонной линией. В электронном коммутаторе два провода обычно используются в качестве линий управления, которые передают данные о нажатии клавиш на коммутатор, а также данные о мелодии звонка и светодиодах на телефон. Эта управляющая информация необходима для установления вызова или ответа на него. К счастью, в большинстве УАТС по-прежнему имеется магистраль для использования факсимильных аппаратов и модемов.

Термин «магистральная линия», которая представляет собой прямое соединение с телефонной линией за пределами здания, а также термины «аналоговая линия» или «линия POTS» (обычная старая телефонная служба) относятся к стандартному бытовому телефону. лайнер. Вам понадобится линия POTS для удаленной консоли вещания, гибридного телефона, аналогового телефона, беспроводного телефона, факса или модема. Линия POTS состоит из двух проводов, называемых наконечником и кольцом. Эти два кабеля обеспечивают постоянный ток для питания электроники телефона, переменный ток для звонка телефонного звонка или электронного зуммера, а также полнодуплексный сбалансированный аудиотракт.

Это сбалансированная система с замкнутым контуром без заземления.Телефонная линия POTS должна измерять напряжение примерно 48 В постоянного тока при всех подключенных телефонах. Когда телефон на линии снимает трубку, это значение падает до диапазона от 3 до 9 В.Телефон с питанием обычно потребляет около 20 миллиампер постоянного тока для работы при сопротивлении постоянному току около 180 Ом. Остаточное падение напряжения происходит на медных проводах и в цепях телефонных компаний, где обычно предусмотрено последовательное сопротивление от 200 до 400 Ом для защиты от коротких замыканий и отдельных аудиоцепей.

Телефонная компания на мгновение подает на линию сигнал переменного тока напряжением 90 В (среднеквадратичное значение) и частотой 20 Гц, чтобы позвонить на ваш телефон. Даже при сопротивлении линии в тысячу Ом это немного шокирует, поэтому будьте осторожны, пытаясь найти линию POTS. Почему очереди на телефонных линиях? Мир коммуникаций, несомненно, меняется, но миллионы аналоговых телефонов, беспроводных телефонов, факсов и модемов используют линии POTS. Хотя линия POTS присутствует на рынке уже много лет, многие инженеры до сих пор не понимают ее устаревшую технологию. Давайте посмотрим правде в глаза: если вы не разработчик телекоммуникационных схем, «старые» технологии мало освещаются в школах, публикациях или журналах.

Наши клиенты часто задают вопросы о телефонной линии, а не о конкретном продукте. Наиболее распространенными являются вопросы о полосе пропускания, соотношении сигнал/шум, уровнях сигнала и гибридных двухпроводных и четырехпроводных схемах; Итак, давайте рассмотрим некоторые:

Особенности линии POTS:

Полоса пропускания: от 180 Гц до 3,2 кГц

Нижний предел отключается раньше, чтобы избежать области 60 Гц. Кроме того, телекоммуникационные развязывающие и гибридные трансформаторы были бы гораздо более громоздкими (и дорогими), если бы им приходилось передавать сигналы, скажем, до 20 Гц.

Нарушения на высоком уровне более критичны. Голос в телефонной сети оцифровывается с частотой дискретизации 8 кГц; Это означает, что любой сигнал выше 4 кГц будет называться обратным шумом в звуковом диапазоне. Большинство аудиокодеков обрезают сигнал на уровне -25 дБ на частоте 4 кГц с точкой спада -3 дБ на частоте 3,2 кГц. Телефонная компания несколько лет назад решила, что диапазона от 180 Гц до 3,2 кГц будет достаточно для разборчивости речи и позволит мультиплексировать множество вызовов по коаксиальному кабелю и витой паре. Сигнал/шум: прибл. 45 дБ

Измерить это не так-то просто, поскольку шум имеет множество форм, например, электрические помехи от люминесцентных светильников или шипение от многих каскадов усилителей в аудиотракте. Речевой шум может быть создан нелинейными методами оцифровки и сжатия речи. Перекрестные помехи от других разговоров — это еще одна форма шума. В результате никогда нельзя рассчитывать на соотношение сигнал/шум более 45 дБ.

Уровни сигнала: Средний уровень речи (на конце/звонке) составляет -9 дБм. Ожидаются пики речи до +4 дБм, но они начнут снижаться. Федеральная комиссия по связи требует, чтобы все телефонное аудиооборудование ограничивало речь до уровня -9 дБм в среднем более 3 секунд. Для получения полной информацииФКССм. требования Части 68.

Гибриды и телефоны

Аудио в паре вывод/кольцо представляет собой полнодуплексный сбалансированный звук, и для его преобразования в отдельные каналы передачи и приема требуется двухпроводная гибридная схема или трансформатор. Громоздкие и дорогие гибридные трансформаторы в большинстве телефонов заменены микросхемами, выполняющими ту же функцию. Будь то трансформатор или микросхема, гибрид также должен обеспечивать изоляцию до 1500 В и защиту от перенапряжения от ударов молнии.

Основной причиной плохого качества передачи голоса по телефону является микрофон трубки. Помните, что этот микрофонный элемент разработан так, чтобы выдерживать годы плевков, криков, случайных падений и крошек печенья. Он должен быть рассчитан на длительное использование, но при этом иметь низкую стоимость. К сожалению, в результате получается цельный элемент со значительными искажениями, неровной кривой отклика и значительной степенью динамического сжатия. Помимо микрофона, большинство телефонов хорошо работают в различных условиях телефонной линии.

Как ни странно, факсы и модемыISDNи позволит использовать аналоговые линии даже в зданиях с цифровыми распределительными щитами. Кроме того, передача данных менее устойчива к алгоритмам сжатия, линейному шуму и искажениям, поэтому телефонной компании необходимо учитывать это при рассмотрении вопроса о дальнейшем «сжатии» голосовых каналов или ослаблении допусков передающего оборудования.