Asterisk™: будущее телефонии Второе издание - Меггелен Джим Ван

Аналоговая телефония

Назначение коммутируемой телефонной сети общего пользования (Public Switched Telephone Network, PSTN) - установление и обслуживание аудиосвязи между двумя конечными точками с целью передачи речи.

Хотя люди могут воспринимать звуковые колебания частотой в диапазоне 20-20 000 Гц1, большинство создаваемых нами звуков располагаются в диапазоне 250-3000 Гц. Поскольку назначение телефонной сети - передача человеческой речи, она была разработана с полосой пропускания примерно 3-3500 Гц. Такой ограниченный частотный диапазон означает, что некоторое качество звука теряется (что может засвидетельствовать любой, кому приходилось слушать музыку, проигрываемую во время ожидания), особенно на высоких частотах.

Составляющие части аналогового телефона

Аналоговый телефон состоит из пяти частей: звонка, номеронабирателя, гибридного (или сетевого) трансформатора, рычажного переключателя и трубки (оба подключаются к гибридному трансформатору). Звонок, номеронабиратель и гибридный трансформатор могут работать абсолютно независимо друг от друга.

Звонок

Когда центральная АТС хочет сообщить о входящем звонке, она подает в сеть сигнал переменного тока напряжением примерно 90 В. Это заставит зазвонить колокольчик в вашем телефоне. (В электронных телефонах звонковое устройство может представлять собой не колокольчик, а небольшой электронный частотный модулятор. В конце концов, в качестве звонка может использоваться все, что может реагировать на напряжение звонка; например, в шумных местах, таких как заводы, часто применяются стробирующие световые сигналы.)

Н| ' Напряжение звонка может быть высоким. При работе с под-ключенн°й телефонной линией необходимо обязательно пред- V""^'' принимать меры предосторожности.

Многие путают напряжение переменного тока, активирующее звонок, с напряжением постоянного тока (direct current, DC), питающим телефон. Просто запомните, что для активации колебаний звонка необходим переменный ток (так же как и церковный колокол не будет звонить, если не сообщить ему движение).

В Северной Америке количество звонковых устройств, которые можно подключить к линии, зависит от коэффициента эквивалентности звонка (Ringer Equivalence Number, REN) используемых устройств. Общий REN всех устройств, подключенных к линии, не может превышать 5,0. Старые аналоговые телефоны с электромеханическим звонком имеют REN 1,0. REN некоторых электронных телефонов равен 0,3 или даже меньше. Если подключить слишком много устройств, для питания которых будет необходимо большое напряжение, ни одно из них не сможет генерировать звонок.

Номеронабиратель

*

При выполнении телефонного звонка необходимо как-то сообщить сети адрес стороны, с которой вы хотите связаться. Номеронабиратель - это часть телефона, предоставляющая такую функциональность. На заре развития PSTN номеронабиратели были роторными устройствами, которые определяли введенные цифры по импульсам. Это был довольно медленный процесс, поэтому телефонные компании в конце концов перешли на тональный набор. Номеронабиратель для тонального набора, также известного как двухканальный многочастотный (Dual-Tone Multi Frequency, DTMF), состоит из 12 кнопок. За каждой кнопкой закреплено две частоты (табл. 7.1).

Таблица 7.1. Символы DTMF

Обратите внимание, что в этом столбце располагаются буквы, которые обычно не представлены на номеронабирателе телефона. Тем не менее они являются частью стандарта DTMF и любой качественный телефон имеет электронику, необходимую для их формирования, даже если на нем нет таких кнопок. (На самом деле такие кнопки можно увидеть на некоторых телефонах, которые преимущественно используются в армии и правительственных структурах.)

При нажатии кнопки номеронабирателя по линии передаются два сигнала соответствующих частот. Дальний конец линии связи может анализировать эти частоты и определять, какой символ был нажат.

Гибридный (или сетевой) трансформатор

Гибрид - это тип трансформатора, который решает задачу по комбинированию сигналов, передаваемых и получаемых по паре проводов в PSTN и двум парам проводов в трубке. Одна из функций гибрида - регулирование местного эффекта (sidetone), то есть того, какая часть передаваемого сигнала возвращается в динамик телефонной трубки. Его назначение - обеспечить связь с более естественным звучанием. Если местного эффекта будет слишком много, абонент будет слышать

свой голос чересчур громко; очень мало местного эффекта - и абонент решит, что линия отключена.

Рычажный переключатель. Это устройство сигнализирует о состоянии телефонной цепи на центральную АТС. Когда абонент снимает трубку своего телефона, рычажный переключатель замыкает цепь между ним и центральной АТС, что выглядит как запрос на получение тонального сигнала готовности линии. Когда абонент вешает трубку, рычажный переключатель размыкает цепь, что свидетельствует о завершении вы- зова1.

Рычажный переключатель также может использоваться для обмена сигналами. Некоторые электронные аналоговые телефоны имеют кнопку с надписью Link (Связь), при нажатии которой возникает мгновенное событие сброса (flash). Сброс можно выполнить вручную, нажав рычажный переключатель и удерживая его 200-1200 мс. Если удерживать переключатель в нажатом состоянии дольше, канал связи может интерпретировать это как завершение разговора. Назначение кнопки Link - реализация функциональности мгновенного нажатия рычажного переключателя. Если вы когда-нибудь использовали функцию отложенного вызова или вели разговор с подключением третьего абонента на аналоговой линии, вы применяли мгновенное нажатие рычажного переключателя с целью передачи сигналов в сеть.

Телефонная трубка. Телефонная трубка состоит из передатчика и приемника. Она осуществляет преобразования между звуковой энергией, используемой человеком, и электрической энергией, используемой телефонной сетью.

Tip и Ring

В аналоговой телефонной сети имеется два провода. В Серверной Америке эти провода называют Tip (Земля) и Ring (Вход)2. Эта терминология сложилась во времена, когда соединение по телефону выполнялось живыми операторами на пультах коммутации. Используемые ими штекеры имели два контакта: один располагался на верхушке штекера, а другой подключался к кольцу, охватывающему штекер посередине (рис. 7.1).

2

Tip - это провод с положительной полярностью питания. В Северной Америке этот провод обычно зеленого цвета и обеспечивает обратную цепь. Ring - это провод с отрицательной полярностью. В Северной Америке этот провод обычно красный. Для современных кабелей Cat 5 и 6 Tip - это обычно белый провод, а Ring - цветной. Когда трубка те-Говоря о состоянии аналоговой линии, люди часто употребляют понятия «занято» и «свободно». Если линия «занята», значит, выполняется разговор по телефону. Если линия «свободна», телефон, по сути, выключен, или не занят.

В других регионах их могут называть иначе (например, А и В).

Рис. 7.1. Вход и Земля

лефона не снята, напряжение на этом проводе относительно Tip - 48 В. При поднятии трубки это напряжение падает примерно до 7 В постоянного тока.