Абонентские модули

Прежде всего рассмотрим подробнее важнейший компонент лю­бой цифровой АТС -комплекты аналоговых абонентских линий. Уп­рощенная схема абонентского комплекта показана на рис.4.4. и включает в себя элементы, поддерживающие батарейное пита­ние (Battery feed), защиту от перенапряжения (Overvoltage protec­tion), посылку вызова (Ringing current), контроль шлейфа абонент­ской линии (Supervision), кодирование аналоговых сигналов (Coding), функции дифсистемы (Hybrid) и тестирования (Testing). Отсю­да и возникла аббревиатура BORSCHT, весьма привычно звучащая на русском языке.

Первой функцией, которую должен обеспечить абонентский ком­плект, является дистанционное батарейное питание абонентского телефонного аппарата постоянным напряжением 60 В. Подавляю­щее большинство абонентских линий имеют длину менее 8 км и со­противление шлейфа менее 1000 Ом, что исключает проблемы с пи­танием даже при напряжении питания 48 В, принятом в импортных АТС. Для удаленных абонентов и в других исключительных случаях напряжение питания может быть повышено путем включения допол­нительного источника и/или использования специальных абонент­ских комплектов удаленных абонентов. Применяемое в телефонии питание от станционной батареи обеспечивает дополнительную на­дежность связи (она сохраняется при выходе из строя местной элек­тросети), а также упрощение телефонного аппарата (он не нуждает­ся в блоке сетевого питания). Впрочем, последнее обстоятельство сегодня не представляется существенным, так как местное электро­питание все равно необходимо для бесшнуровых телефонных аппа­ратов, для факсимильных аппаратов и для обеспечения других до­полнительных возможностей. Все это наводит на размышления о том, насколько необходимо сохранять централизованное питание телефонного аппарата в сети ISDN, при использовании оптических абонентских линий и при других перспективных технологиях сети доступа, которые будут обсуждаться в главе 7.

Другая функция абонентского комплекта -защита от перенапря­жений, источниками которых могут быть бытовые нарушения в элек­тропроводке, метеорологические условия (например, удар молнии), воздействия промышленной среды (например, связанные с повре­ждениями высоковольтных линий) и т.п. Для защиты могут исполь­зоваться газонаполненные предохранители, стабилитроны или дру­гие средства.

Каждый абонентский комплект выполняет также коммутацию цепи вызывного тока при посылке вызова к телефонному аппарату. В ана­логовых телефонных аппаратах звонок работает от довольно высо­кого переменного напряжения частотой 25 Гц с длительностью по­сылок, различающейся при местном вызове, при автоматическом междугородном вызове и при вызове со стороны телефонистки ме­ждугородной станции. Для современных бесшнуровых или цифро­вых телефонов дистанционное возбуждение звонка переменным током низкой частоты заменяется тональным вызывным сигналом

Весьма важной функцией, выполняемой абонентским комплек­том, является контроль шлейфа абонентской линии для распозна­вания абонентской сигнализации. Вопросы абонентской сигнализации рассматриваются ниже. Другими функциями, входящими в на­бор BORSCHT, являются аналого-цифровое (A/D) и цифро-аналого­вое (D/A) преобразование - кодирование речевого сигнала, подроб­но рассмотренное в первом параграфе данной главы, и функции дифсистемы, обеспечивающие переход от двухпроводной схемы передачи речевых сигналов по абонентской линии к внутристанционной четырехпроводной схеме. Термин «Hybrid» описывает весь набор задач, связанных с разделением направлений передачи при двусторонней связи.

И, наконец, абонентские комплекты должны предусматривать тестирование абонентской линии и аппарата абонента, позволяю­щее при возникновении неисправности установить ее причину и ме­сто. Сюда входит контроль сопротивления изоляции провода а или to относительно земли, сопротивления изоляции между проводами а и Ь, рабочей емкости между проводами а и to, сопротивления шлей­фа, параметров номеронабирателя. Эти проверки, проводимые, как правило, с помощью централизованных пультов, будут рассматри­ваться в посвященной технической эксплуатации главе 10 при опи­сании систем централизованного технического обслуживания або­нентов типа АРГУС.

Схемы абонентских комплектов, используемых в современных АТС, изменяются практически ежегодно, так что рис.4.4 следует рас­сматривать только как пример. Сигналы от телефонного аппарата по проводам а и to абонентской линии поступают в абонентский ком­плект через схему защиты от перенапряжений. При входящем вызо­ве в абонентском комплекте к проводам а и Ь подключается вызыв­ное напряжение, и сигнал вызова передается по линии к телефон­ному аппарату абонента.

Рис. 4.4 Пример абонентского комплекта

Схема интерфейса абонентской линии SLIC (Subscriber Line Inter­face Circuit) содержит блок абонентской сигнализации и блок пере­хода от двухпроводной линии к четырехпроводной. На станционной стороне SLIC устанавливаются один приемный и один передающий фильтры, которые служат для ограничения полосы частот речевого сигнала. Сигналы, поступающие от абонентского аппарата, детек­тируются в SLIC и в двоичной форме передаются в управляющее устройство (УУ) абонентского модуля. Такие же двоичные сигналы, в свою очередь, использует УУ для передачи от станции к абоненту акустических сигналов, таких как сигнал занятости, ответ станции, и т.д. Еще раз подчеркнем, что функции УУ варьируются от системы к системе, но на самом низком уровне должно обеспечиваться ска­нирование каждого абонентского комплекта, чтобы детектировать изменение состояния соответствующей абонентской линии. О каж­дом изменении сообщается УУ с указанием адреса линии и, обычно, времени, прошедшего с момента последнего изменения ее состоя­ния. И, наконец, УУ должно выполнять функции технической эксплуа­тации абонентского модуля. Число абонентских комплектов в одном модуле зависит от типа АТС.

В абонентский комплект не входят средства, поддерживающие многочастотный набор номера (DTMF). Впервые DTMF был введён AT& T в 1963 году с целью ускорить установление соединения на АТС. До этого применялся только импульсный набор номера, уже рас­смотренный нами при изучении абонентских комплектов электро­механических АТС. Набор 7-значного номера импульсным спосо­бом занимает минимум 8.1 секунды. Набор того же 7-значного но­мера многочастотным способом можно выполнить гораздо быст­рее, экономя время абонентов. Таким образом, многочастотный набор номера сокращает длительность непроизводительного за­нятия ресурсов АТС и сети. Сигналы DTMF используются также для ввода PIN-кода предоплатной карты, доступа к речевой почте и к другим услугам компьютерной телефонии и IP-телефонии, ко­торые будут рассмотрены в главе 11. Как только телефонное со­единение установлено, дополнительные сигналы DTMF, предусмот­ренные системами компьютерной телефонии, речевой почты или интерактивного речевого ответа IVR, проходят через АТС и через сеть прозрачно.

Телефон, оборудованный DTMF, вместо диска имеет многочас­тотную тастатуру. Обычно такая тастатура содержит 12 клавиш (10-для цифр, а две -для символов * и #). Тастатура некоторых телефо­нов имеет только 10 клавиш, но существуют и аппараты с 16-кла-вишной тастатурой (еще 4 клавиши - для символов А, В, С и D).

Для кодирования цифр и символов используется две группы зву­ковых частот, одна - в нижней части речевого диапазона, вторая -в верхней его части. Каждой цифре или символу (т.е. каждой клави­ше тастатуры) соответствует определенная двухчастотная комбина­ция (одна частота из нижней группы и одна - из верхней). Примени­тельно к 16-клавишной тастатуре это показано в табл. 4.1, где каж­дая строка соответствует определенной частоте нижней группы, а ка­ждый столбец - определенной частоте верхней группы; на пересечениях строк и столбцов записаны цифры (символы), обозначаемые соответствующими парами частот. Очевидно, что для 12-клавишной и 10-клавишной тастатуры крайний справа столбец табл. 4.1 не ну­жен, и частота 1633 Гц не используется.

Таблица 4.1 Код DTMF

Схема генерирования сигналов DTMF устроена так, что при на­жатии на тастатуре одновременно двух клавиш одного и того же го­ризонтального или одного и того же вертикального ряда генериру­ется только одна частота, общая для этих двух клавиш. Например, нажав одновременно 1 и 4, мы получим только частоту 1209 Гц, а на­жав сразу две клавиши в разных рядах, скажем, 1 и 5, мы вообще не получим никакой частоты.

Приемник сигналов DTMF бывает подключен к проводам абонент­ской линии тогда, когда предполагается набор абонентом цифр и/или символов. Для каждой из сигнальных частот в нем имеется детектор с узкополосным частотным фильтром. Цифра (или символ) считает­ся принятой, когда сигнал достаточно высокого уровня обнаружен одновременно двумя детекторами.

Работа некоторых старых телефонов с многочастотным набором номера зависела от полярности на проводах линии. Если в таком телефоне переполюсовать провода а и Ь, сам он будет работать, но тастатура работать не сможет. Во многих АТС переполюсовка напря­жения на проводах а и b служит сигналом того, что абонент ответил и можно начать начисление платы за связь. Эта операция намерен­но блокировала тастатуру DTMF. Однако многие новые услуги тре­буют, чтобы вызывающий абонент мог передавать сигналы DTMF, уже получив соединение с нужной ему службой. Такие службы могут функ­ционировать потому, что сигналы DTMF передаются по тому же трак­ту, что и разговорный сигнал, и служба может их принять, хотя АТС уже отключила свои детекторы, считая, что абонент закончил набор. Организовать же работу подобных служб с применением импульс­ного набора намного сложнее, поскольку многие АТС не ретрансли­руют импульсы набора в условиях, когда набор номера не ожидает­ся. Поэтому новые телефоны с многочастотным набором делают нечувствительными к полярности.