Skip to content

1996 yılında Radyo Rehberi için telefon sistemi aracılığıyla ses bağlantısını açıklamaya çalışan “Telefon Hattının Temelleri” başlıklı bir makale yazdım. Aynı zamanda makalenin bir kopyasını web sitemize yerleştirdim. Hemen dünyanın her yerinden makalelere bağlantılar bulmaya başladım. Altı yıl sonra hala sitemizin en popüler makalesi. Hatta rakiplerimizden biri makaleyi kendi web sitesine yerleştirip yerleştiremeyeceğini sordu. Anlaşıldığı üzere, telefon sistemi hakkında özet halinde doğru bilgiyi bulmak kolay değil.

Doğru burada çok önemli bir kelime çünkü internette arama yaparken bulduğum birçok makale telefon sisteminin nasıl çalıştığına dair fikir ve spekülasyonlarla doluydu. Yoğunlaştırılmış başka bir anahtar kelimedir çünkü kabul edelim ki kimse telekomünikasyon spesifikasyonlarının bulunduğu dosyalara bakmak istemez. Makalede özetlenen makalenin çoğu, özel telefon sistemlerine ses girişi ve çıkışı ile ilgiliydi. Evet, çok az veya hiç yayınlanmamış bilgi olduğu için tescilli dedim. Ray benden Radyo Rehberi için yazmayı düşünmemi istediğinde, hemen “Telefon Hattının Temelleri“ne bir güncelleme yapılmasını önerdim. Sizi hemen uyarıyorum: bu, ISDN protokolleri veya en son kodlama algoritmaları hakkında bir başlangıç ​​değildir. Bu makale, bir sonraki uzaktan kumandanızdaki, basın konferansınızdaki veya otel odanızdaki en popüler telefon hattı yapılandırmasını ele almaktadır.

Santral Telefon Hatları

Her mühendis zaman zaman telefon hatlarıyla uğraşmak zorunda kalmıştır. Uygulama stüdyonuzdaysa, satın alınacak doğru ekipmanı ve sipariş edilecek doğru telefon hattı yapılandırmasını belirlemek için zaman ayırıp birkaç arama yapabilirsiniz. Yolda, farklı bir hikaye. Birçok ofis ve mağazada düşük maliyetli elektronik PBX (Özel Şube Santralı) veya Anahtar telefon sistemleri kurulmuştur.

“PBX” ve “Anahtar” terimlerinin her ikisi de birden fazla telefonun daha az sayıda telefon hattına bağlanmasını sağlayan donanımı ifade eder. “Anahtar” terimi artık herhangi bir küçük sistemi tanımlamak için kullanılıyor, ancak başlangıçta 1A serisi Anahtar telefon gibi sistemlerdeki manuel tuşları veya basmalı düğmeleri tanımlamak için kullanıldı. Günümüzün “Anahtar” sistemleri, ayırt edici zil sesi, tarama grupları ve otomatik hat seçimi gibi programlanabilir özelliklere sahip küçük telefon santralleri gibidir. Bir telefon santrali, telefon hatlarının binaya geldiği bir anahtar kutusu ve delme bloğundan oluşur. Özel telefonlar noktadan noktaya PBX delgi bloğuna bağlanır.

Elektronik Telefon Santrali kablolaması genellikle RJ-11 veya RJ-45 modüler telefon jaklarını kullanan 4 ila 8 kablodan oluşur. Bunlar standart telefon kabloları değil. Basit bir analog PBX hattı bile standart bir telefon hattına benzemez. Elektronik bir santralde, tuşa basma verilerini santrale ve zil sesi ve LED verilerini telefona geri gönderen kontrol hatları olarak genellikle iki kablo kullanılır. Bu kontrol bilgisi bir aramayı ayarlamak veya cevaplamak için gereklidir. Çoğu durumda, bir numarayı çevirdiğinizde duyduğunuz tonlar geri bildiriminiz için mevcuttur. “Gerçek” rakamlar, çağrıyı tamamlayan santrale veri bitleri olarak gönderilir.

Kuru Çift

Analog Telefon Santralindeki ses yoluna genellikle kuru çift adı verilir. Kuru, normal telefon hatlarında DC veya zil voltajının olmamasıdır. Bu ses kanalına erişebiliyorsanız, aramaları seçmek, aramak ve beklemeye almak için telefon tabanını kullanabilirsiniz. Bu size tek çiftte ses ile çok hatlı çağrı yönetimi sağlar. Yani yüksek maliyetlere katlanmadan çok hatlı bir stüdyo telefon sistemine sahip olabilirsiniz.

Dezavantajı santralin tescilli doğasıdır. Telefon sistemi üreticinizden herhangi bir destek beklemeyin; muhtemelen kurcalamaya karşı uyarıda bulunacaklardır. Ayrıca, özel mülkiyet, size haber vermeden değişiklik yapabilecekleri anlamına gelir; dolayısıyla bulduğunuz herhangi bir belge eski olabilir. Bu tür bilgisayar korsanlığı, telefon ekipmanı konusunda deneyimli ve olası garanti sorunlarıyla ilgilenmeye istekli bir mühendise bırakılmalıdır.

Dijital santral o kadar kolay değil. Burada ses doğrudan ahizede dijitalleştiriliyor ve Telefon Santraline veri olarak geri gönderiliyor. Bu ses yoluna erişiminiz yok. Neyse ki çoğu santral kurulumu faks makineleri, modemler ve tabii ki uzaktan yayın konsolunuzla kullanım için hala bir dış hat sağlıyor.

ISDN, Dijital Telefon Santrali için yalnızca bir protokoldür. Aslında, telefon şirketine kadar uzanan bireysel ISDN hatlarına veya binanızdaki santral sistemine giden ISDN hatlarına sahip olabilirsiniz. Telefon hattı üzerinden stüdyo kalitesinde ses göndermenize olanak tanıyan çok çeşitli ISDN CODEC’leri vardır, ancak daha önce de belirttiğim gibi bu farklı bir makale.

Analog Telefon Hatları

“Dış hat” terimi, aynı zamanda “analog hat” veya “POTS hattı” (Düz Eski Telefon Hizmeti) olarak da adlandırılan, binanın dışındaki telefon hattına doğrudan bağlantıyı ifade eder; yani standart konut tipi telefon hattı. Uzaktan yayın konsolunuz, hibrit telefonunuz, analog telefonunuz, kablosuz telefonunuz, faks makineniz veya modeminiz için POTS hattına ihtiyacınız olacaktır. POTS hattı uç ve halka adı verilen iki telden oluşur. Bu iki kablo, telefon elektroniğine güç sağlamak için DC, telefon zilini veya elektronik zili çalmak için AC ve tam çift yönlü dengeli bir ses yolu sağlar.

Bu, topraklama referansı olmayan kapalı döngü, dengeli bir sistemdir. POTS telefon hattı, tüm telefonlar takılıyken yaklaşık 48 volt DC ölçmelidir. Telefonun ahizeyi kaldırması, çift boyunca merkez ofiste bir döngü akımı olarak algılanan bir DC sinyal yolu oluşturur. Bu, telefonda ölçülen voltajı yaklaşık 3 ila 9 volta düşürür. Ahize açık bir telefon, yaklaşık 180 ohm’luk bir DC direncinde çalışmak için tipik olarak yaklaşık 15 ila 20 miliamper DC çeker. Kalan voltaj bakır kablo yolu ve telefon şirketi devreleri üzerinden düşer. Bu devreler, kısa devrelerden korunmak ve ses sinyallerini ayırmak için 200 ila 400 ohm arasında seri direnç sağlar.

Telefon şirketi, telefonunuzu çalmak için hatta 90 VRMS, 20 Hz AC sinyalini anlık olarak uygular. Bin ohm’luk hat direncine rağmen bu durum biraz şok yaratabilir, bu nedenle POTS hattı bulmaya çalışırken dikkatli olun.

Neden telefon hatlarındaki astar? İletişim dünyası şüphesiz değişiyor ancak milyonlarca analog telefon, kablosuz telefon, faks makinesi ve modem POTS hatlarını kullanıyor. POTS hattı yıllardır piyasada olmasına rağmen eski teknolojisi hala birçok mühendis tarafından yanlış anlaşılmaktadır. Şunu kabul edelim: Eğer bir telekomünikasyon devre tasarımcısı değilseniz, okullarda, yayınlarda veya dergilerde “eski” teknolojiye pek yer verilmez.

POTS Hat Özellikleri

Bant genişliği: 180 Hz ila 3,2 kHz.
60 Hz bölgesinden kaçınmak için alt uç erkenden kapatılır. Ayrıca telekom izolasyonu ve hibrit transformatörler, sinyalleri 20 Hz’e kadar taşımak zorunda kalsaydı çok daha hantal (ve pahalı) olurdu.

Üst düzey kesinti daha kritiktir. Telefon ağındaki bir ses, 8 kHz örnekleme hızında sayısallaştırılır; bu, 4 kHz’in üzerindeki herhangi bir sinyalin, ses bandında gürültü olarak geri takma adı olacağı anlamına gelir. Çoğu ses CODEC’i 4 kHz’de yaklaşık -25dB’de ve 3,2 kHz civarında -3dB’lik bir düşüş noktasıyla kesilir. Telefon şirketi yıllar önce 180 Hz ila 3,2 kHz aralığının konuşma anlaşılırlığı için yeterli olacağına ve birçok çağrıyı koaksiyel ve bükümlü çift üzerinden çoğullamalarına olanak sağlayacağına karar vermişti.

Sinyalden Gürültüye: Yaklaşık 45 dB.
Bunu ölçmek o kadar kolay değildir çünkü gürültü, floresan armatürlerden kaynaklanan elektriksel girişim veya ses yolundaki birçok amplifikatör aşamasından gelen tıslama gibi birçok biçimde gelir.

Konuşmayla ilişkili gürültü, doğrusal olmayan konuşma kodlama ve sıkıştırma algoritmalarından oluşturulabilir. Diğer konuşmalardan gelen çapraz konuşma da gürültünün başka bir şeklidir. Telefon şirketi, yaklaşık 12 bitlik dinamik aralık sağlayan 8 bitlik mu-law doğrusal olmayan kodlamayı kullanıyor. Sonuç olarak, yaklaşık 45 dB sinyal-gürültü oranının üzerine hiçbir zaman güvenemezsiniz.

Sinyal Seviyeleri: Uç/halka boyunca -9 dBm ortalama konuşma.
+4 dBm’ye kadar olan konuşma zirveleri telefonda ölçülebilir, ancak merkez ofiste 0 dBm’nin üzerindeki her şey kırpılacaktır. FCC, tüm telefon ses ara bağlantı ekipmanının konuşmayı ortalama 3 saniyenin üzerinde olacak şekilde -9dBm ile sınırlamasını gerektirir. Tüm ayrıntılar için FCC Bölüm 68 gerekliliklerine bakın.

Hibritler ve Telefonlar

Uç/halka çifti sinyali tam çift yönlü, dengeli çift yönlü sestir. Bu tasarım, her iki kabloda oluşan gürültüyü ortadan kaldırmak için ortak mod reddini kullanarak sinyallerin pahalı bir koruma olmadan kilometrelerce yol almasına olanak tanır. Çift üzerinden ses göndermek ve almak için, çifti ayrı iletim ve alma ses yollarına dönüştüren iki kablodan dört kabloya hibrit devre kullanmanız gerekir. Hacimli ve pahalı hibrit transformatörlerin yerini çoğu telefonda aynı işlevi yerine getiren IC’ler aldı. İster transformatör ister IC olsun, hibritin yıldırım çarpmalarına karşı en az 1500 volt izolasyon ve aşırı gerilim koruması sağlaması gerekir.

Ticari hibrit bağlayıcılar, tam çift yönlü ses iletimi ve alımı için tanıdık ses bağlantıları sağlar. Bağlayıcılar arasındaki temel fark, trans-hibrit kaybının veya hibritten gelen yankının miktarıdır. Sesi bir hibrit cihaza gönderdiğinizde, sesin bir kısmı arayanın sesiyle karıştırılmış olarak alınan sese geri sızar. Geri dönüş sızıntısının miktarı hibritin türüne ve telefon hattının özelliklerine ne kadar iyi uyduğuna bağlıdır.

Bir telefonda düşük ses kalitesine en önemli katkıyı sağlayan şey ahize mikrofonudur. Bu düşük maliyetli mikrofon elemanının yıllar boyunca yakınlardaki tükürmelere, bağırmalara ve ara sıra yere düşmelere dayanacak şekilde tasarlandığını unutmayın. Sonuç, önemli ölçüde distorsiyona, pürüzlü bir yanıt eğrisine ve önemli ölçüde dinamik sıkıştırmaya sahip sağlam bir öğedir. Mikrofonun ötesinde çoğu telefon, çeşitli telefon hattı koşullarında iyi performans gösterir.

Ses göndermek ve almak için telefonun Ahizesinin yerini alan, Ahize Arayüzleri adı verilen çok çeşitli ses bağlaştırıcıları vardır. Bu arayüzler analog ve dijital PBX telefonlarıyla çalışır.

Analog Hat Hayatta Kalabilir mi?

Garip bir şekilde, faks makineleri ve modemler, ISDN ve dijital santrallerin bulunduğu binalarda bile analog hatları kullanılabilir durumda tutacaktır. Buna ek olarak, veri iletimi sıkıştırma algoritmalarına, hat gürültüsüne ve bozulmaya karşı daha az toleranslıdır, bu nedenle telefon şirketinin ses kanallarını daha fazla “sıkıştırmayı” veya iletim ekipmanı toleranslarını gevşetmeyi düşünürken bunu akılda tutması gerekir.