Средства телефонной связи

ВВЕДЕНИЕ

   Телефонная  станция - это здание с комплексом технических средств, предназначенных для коммутации каналов телефонной сети. На телефонной станции производится соединение определенных телефонных каналов - абонентских и соединительных линий - на время телефонных переговоров и их разъединение по окончании переговоров.

   Линии телефонной связи - сложные технические  сооружения (например, на некоторых  междугородных кабельных линиях число промежуточных усилителей достигает нескольких тысяч). Телефонный кабель применяется для прокладки  линий связи в городских и  сельских телефонных сетях.

   Телефонный  аппарат служит для передачи и приема речевой информации.

   Обычно  состоит из двух основных частей:

• коммутационно-вызывной, предназначенной для соединения и разъединения абонентов,
• разговорной, обеспечивающей прием и передачу речи.

   Телефонный  аппарат - одно из технических средств  электросвязи, имеющее в настоящее  время особую общественную значимость и наиболее широкое из всех средств  электросвязи распространение. Это  обусловлено тем, что посредством  телефонной связи человек реализует  самую естественную форму обмена информацией - речевой диалог. Недаром  объем потока речевых сообщений  на сетях связи превалирует над  потоками других видов информационных сообщений, включая передачу данных.

Телефонная  связь может обеспечить достаточно совершенную форму диалога с  помощью телефонных аппаратов при  условии удовлетворения возрастающих запросов абонентов в относительно недорогих услугах, получаемых от телефонной связи, и повышении качества этих услуг.  

   В целях повышения удобства пользования, расширения функций обслуживания и введения дополнительных услуг в последнее время получили распространение новые виды телефонных аппаратов, характеризующиеся, прежде всего широким внедрением в них новейших достижений электронной и вычислительной техники.  
 Телефонный аппарат общего применения с дисковым номеронабирателем для набора номера импульсами постоянного тока и электромеханическим звонком для приема входящего вызова существует в настоящем его виде уже несколько десятилетий и пока еще наиболее распространен.  
 Несмотря на то, что основные принципы построения и функциональные возможности таких аппаратов остались практически прежними, современный телефонный аппарат с дисковым номеронабирателем все же отличается от своего предшественника применением в нем электронных схем, микрофонов со стабильными характеристиками, тональных приемников вызывного сигнала и некоторыми другими усовершенствованиями.  
 

     Расширились эксплуатационные возможности аппарата, повышены удобства пользования им за счет введения безотрывных штепсельных розеток, втягивающихся розеточных шнуров, возможности подключения дополнительных приборов, таких как магнитофон или дополнительный телефон и т. д. Претерпел изменения и сам внешний вид аппарата — он приобрел современные формы, уменьшены его габариты, облегчена конструкция.  
 

     Внедрение квазиэлектронных и электронных  АТС с программным управлением, создание цифровых и волоконно-оптических систем связи, справочно-информационных систем, с которыми связь осуществляется по автоматически коммутируемой телефонной сети, привели к необходимости коренных преобразований телефонных аппаратов, созданию совершенно новых их видов. Одним из видов таких аппаратов, получивших широкое распространение, являются телефонные аппараты с кнопочными номеронабирателями — с импульсным и с частотным способами передачи информации набора номера.  
Телефонные аппараты с кнопочными импульсными номеронабирателями обеспечивают, например, по сравнению с телефонными аппаратами с дисковым номеронабирателем более высокую достоверность передачи информации набора номера, сокращение времени набора номера и общего времени занятия станционных приборов.  
 Разработка и внедрение кнопочных номеронабирателей на электронной элементной базе привели к созданию малогабаритных устройств автоматического набора номеров с программируемой электронной памятью, которые выполняются как в виде самостоятельных устройств, так и совмещенными с телефонными аппаратами в одном корпусе.  
 

     В настоящее время в телефонных аппаратах широко применяются "специализированные БИС функционального назначения, а также микропроцессорные системы, обеспечивающие автономное получение  широкого спектра дополнительных возможностей и превращающие телефонный аппарат  в многофункциональное оконечное  абонентское телефонное устройство.  

Телефонная  связь

     Телефонная  связь — один из наиболее массовых и оперативных видов связи, она обеспечивает обмен информацией во всех областях человеческой деятельности: в промышленности, сельском хозяйстве, государственном управлении, науке, культуре, здравоохранении, сфере бытового обслуживания и т. п. 
 
  Краткая историческая справка.

     Начало  телефонной связи было положено изобретением ТА (1876, А. Г. Белл) и созданием первой телефонной станции (1878, Нью-Хейвен. США).

В России первые городские телефонные станции  начали действовать в 1882 в Петербурге, Москве, Одессе и Риге.

Последующее развитие телефонной связи  характеризовалось техническим совершенствованием аппаратуры, ростом числа абонентов, увеличением дальности связи и повышением степени её автоматизации.

     В 1889 А. Б. Строуджер (США) создал шаговый искатель;

     в 1893 М. Ф. Фрейденберг совместно с С. М. Бердичевским-Апостоловым построил макет автоматической телефонной станции (АТС) с шаговыми искателями;

     в 1895 он же запатентовал идею и конструкцию АТС с предискателями.

     Первая  действующая АТС была построена  в 1896 (г. Огаста, США).

     В 40-х гг. XX в. были созданы координатные АТС,

     в 60-х гг. — квазиэлектронные,

     в 70-х — первые образцы электронных АТС. 
 
   Для увеличения дальности телефонной связи в 1902 был использован метод искусственного увеличения индуктивности кабеля связи с целью уменьшения затухания сигнала в нём. С 20-х гг. на телефонных линиях стали использовать промежуточные усилители сигналов, предложенные (1915) русским инженером В. И. Коваленковым. Развитие технических средств телефонной связи и расширение телефонной сети сопровождалось ростом стоимости линейных сооружений телефонной связи, что потребовало разработки систем многоканальной связи. Так, ещё в 1880 русский изобретатель Г. Г. Игнатьев предложил один из способов одновременного телеграфирования и телефонирования.

    Теоретической разработкой вопросов высокочастотной связи занимался в 20-х гг. 20 в. М. В. Шулейкин. Переход от телефонирования токами тональных частот (в диапазоне до 3400 гц) к высокочастотной телефонной связи (св. 16 кгц) практически завершился в середине 20 в. Изобретение высокоселективных электрических фильтров, модуляторов позволило создать системы многоканальной связи с частотным разделением каналов, с использованием кабельных, радиорелейных и спутниковых линий связи, рассчитанных на большое число каналов (до 10 тысяч и более). Начиная с 60-х гг. 20 в. линии связи уплотнение осуществляется также методами временного разделения каналов. 
 
   Наглядный показатель развития телефонной связи — рост числа ТА:

• в 1890 в мире насчитывалось 233 тысячи ТА,
• в 1928 — около 30 млн.,
• в 1958 — 118 млн.,
• в 1974 — свыше 330 млн.
• в России в 1885 было 1704 абонента телефонной связи,
• в 1917—223 тысячи;
• в СССР в 1940 — свыше 1 млн.,
• в 1965— около 4 млн.,
• в 1974 — около 16 млн. ТА. 
  

Значение  слова "Телефонная связь"

 
 
  Телефонная связь, передача на расстояние речевой информации, осуществляемая электрическими сигналами, распространяющимися по проводам, или радиосигналами; вид электросвязи.

  Телефонная связь обеспечивает ведение устных переговоров между людьми (абонентами), удалёнными друг от друга практически на любое расстояние.

   Телефонная  связь сводится к преобразованию звуковых колебаний в электрические сигналы в микрофоне телефонного аппарата (ТА) говорящего абонента, передаче этих сигналов по телефонным каналам связи и их обратному преобразованию в телефоне ТА слушающего абонента в звуковые колебания, воспроизводящие речь. Коммутация каналов связи в целях организации временных соединений ТА друг с другом производится на телефонных станциях (ручным, полуавтоматическим или автоматическим способом). 
 
  В соответствии с функциональным разделением телефонных сетей общего пользования различают:

• местную (городскую и сельскую),
• междугородную,
• международную

Кроме того, существуют телефонная связь:

• внутриведомственная
• внутрипроизводственная

 Телефонная связь с подвижными объектами (когда один или оба абонента находятся в движении — в автомобиле, самолёте, на теплоходе и т. д.). осуществляемая с привлечением технических средств радиосвязи (см. Радиотелефонная связь, Радиостанция низовой связи, Приёмо-передающая радиостанция). 
 
 

 
  Качество телефонной связи; организация соединений.

     Качество  телефонной связи определяется показателями, характеризующими главным образом качество передачи речи и качество телефонного обслуживания. 
 
  Качество передачи речи (разборчивость речи, её естественность, громкость) зависит в основном от технических характеристик ТА, телефонных станций и телефонных каналов. Оно считается высоким, если: по электрическим цепям телефонной сети проходят все гармонические составляющие голоса человека (форманты) в диапазоне частот от 300 до 3400 гц, ослабление (затухание) электрических сигналов в процессе их прохождения по каналам телефонной сети от одного ТА к другому при любых попарных сочетаниях последних ограничено в среднем ~30 дб, допустимый уровень шумов, возникающих в результате внешних наводок и внутренних помех (например, из-за искрения контактов), не менее чем на 35 дб ниже уровня токов телефонного сигнала.

     Для того чтобы удовлетворить этим требованиям, в телефонной связи используют:

• высококачественные ТА;
• многоканальные системы передачи, позволяющие создавать типовые каналы тональной частоты, затухание и частотные характеристики которых практически не зависят от протяжённости линий связи;
• координатные и квазиэлектронные АТС, осуществляющие соединения при помощи надёжных малошумящих (создающих малые помехи) контактов.

   Качество  обслуживания обусловливается системой организации соединений абонентов  и определяется статистическими  показателями, получаемыми в результате анализа распределения интенсивности  телефонной нагрузки во времени на основе массового обслуживания теории. 
    При автоматической телефонной связи абонент набирает номер другого абонента на своём ТА при помощи дискового или кнопочного номеронабирателя. В результате последовательного воздействия сигналов набора номера на управляющие устройства различных ступеней искания АТС и автоматических узлов связи образуется электрическая цепь, соединяющая ТА вызывающего абонента с АТС. В которую включен вызываемый абонент; на этой АТС производится проверка состояния абонентской линии вызываемого абонента и, если линия свободна, ему посылается сигнал вызова. Соединение считается осуществленным. Как только вызываемый абонент снял микротелефонную трубку с рычажного переключателя своего ТА. Учитывая, что число абонентов, осуществляющих телефонную связь одновременно, всегда существенно меньше общего числа абонентов, количество каналов телефонной сети, а также внутристанционных соединительных путей выбирается значительно меньшим, чем число абонентов АТС (обычно в 7—10 раз в местных телефонных сетях и в 200—250 раз в междугородных). В периоды повышенной интенсивности телефонной нагрузки возможен отказ в требуемом соединении вследствие занятости в данный момент необходимых каналов и внутристанционных соединительных путей. Качество автоматического телефонного обслуживания оценивается по проценту отказов в часы наибольшей нагрузки (например, в СССР принят допустимый процент отказов 0,2—0,4% для местной телефонной связи, 2% — для междугородной). Если расчёт телефонной сети сделан в соответствии с потребностями в телефонных переговорах и средняя продолжительность последних не превышает расчётной величины, то «лавинные» процессы перегрузок в часы наибольшей нагрузки маловероятны и такое телефонное обслуживание является высококачественным. 
 
  При организации междугородной и международной телефонной связи наряду с автоматическим применяются способы соединений:

• ручной
• полуавтоматический.

   При ручном способе – соединение производится телефонистками на станциях, оборудованных телефонными коммутаторами,

   При полуавтоматическом — выполняется на автоматических междугородных телефонных станциях при участии телефонистки, рабочее место которой оборудовано номеронабирателем: приняв заявку, она набирает номер вызываемого абонента, и далее соединение осуществляется автоматически.

   Ручной  и полуавтоматический способы соединения допускают такие системы обслуживания заявок на переговоры, как заказная, когда заявку принимает одна телефонистка, а соединение производит другая через  некоторый интервал времени (в порядке  очерёдности поступления заявок), и немедленная, когда одна и та же телефонистка, удерживая абонентскую  линию вызывающего абонента занятой, осуществляет соединение немедленно или  сразу же после освобождения нужного  канала. Качество ручного и полуавтоматического телефонного обслуживания обычно определяется вероятностью отказа в немедленном соединении и средним временем ожидания соединения. 
 
   Оплата стоимости переговоров при междугородной телефонной связи производится вызывающим абонентом в зависимости от длительности переговоров и расстояния до вызываемого абонента — в соответствии с принятой системой тарифов.

   В СССР для учёта стоимости переговоров  на автоматических междугородных станциях устанавливали электронную аппаратуру, осуществляющую автоматическое определение номера вызывающего абонента и детализированный учёт (который предусматривал регистрацию номера тарифной зоны, расчёт стоимости 1 мин переговоров, учёт и регистрацию длительности и стоимости переговоров, отпечатывание извещения об оплате на спец. бланке);

   на  ручных междугородных телефонных станциях устанавливают телефонные счётчики. Во многих странах действует система по разговорной оплаты также и для местной телефонной связи, однако в СССР принята (1976) абонентская система оплаты местной телефонной связи, не учитывающая кол-ва и длительности переговоров. 
 
 

Состояние и перспективы  развития телефонной связи

     Современная телефонная связь характеризуется высокой степенью автоматизации и универсальностью технических средств.

   Во  многих странах (ФРГ, Бельгия, Нидерланды и др.) полностью автоматизирована вся телефонная связь, в других (ПНР, ГДР, ЧССР, США, Швеция, Италия и др.) — при полной автоматизации местной телефонной связи степень автоматизации междугородной достигает 70— 99%.

   В СССР местная телефонная связь автоматизирована на 92%, междугородная — на 34% (включая полуавтоматические соединения).

   Среди действующих АТС различных систем распространены преимущественно координатные, а наиболее перспективны квазиэлектронные и электронные телефонные станции, в которых предусмотрен переход  управляющих устройств на программное управление процессами коммутации телефонных каналов и распределения потоков телефонных сообщений. При организации телефонной связи в телефонных сетях, где действуют АТС с программным управлением, открывается возможность введения дополнительных видов обслуживания абонентов, в частности предоставления им таких дополнительные услуги:

• применения сокращённого (с меньшим количеством знаков) набора номеров наиболее часто вызываемых абонентов; установка ТА «на ожидание», если номер вызываемого абонента занят; уведомление абонента о вызове, когда он ведёт разговор с др. абонентом;
• переключение соединения на др. ТА;
• организация одновременной телефонной связи нескольких абонентов (так называемая конференц-связь);
• обеспечение ограниченному количеству абонентов приоритета (преимущественного права на соединение).

   Линии связи, используемые в телефонной связи, — воздушные, кабельные, радиорелейные, спутниковые — входят (обычно в различных комбинациях) в состав многоканальных систем передачи информации и представляют собой сложные технические сооружения: например, на некоторых междугородных кабельных линиях число управляемых дистанционно промежуточных усилителей достигает нескольких тысяч. По высокочастотным кабельным и радиорелейным линиям осуществляется также электросвязь комбинированного вида — видеотелефонная. Для дальней связи (например, межконтинентальной телефонной связи) всё шире используются ИСЗ . 
 
 

Средства  телефонной связи

Средства электросвязи

   К средствам электросвязи относятся:

• средства и системы телефонной,
• телеграфной связи,
• факсимильной передачи информации,
• электронная почта и пр.

   Телефонные  аппараты можно классифицировать по различным признакам.

     1. По способу питания схемы они подразделяются на аппараты:

• системы местной батареи (МБ),
• центральной батареи АТС (ЦБ АТС)
• безбатарейные.

   Последние в силу ограниченности передающих свойств  не нашли широкого применения.

   2. По типу станций, для включения в которые предназначены аппараты:

• аппараты АТС (снабжаются устройством набора номера)
• аппараты телефонных станций с ручным обслуживанием (такого устройства не имеют)

   3.По способу набора номера телефонные аппараты могут быть:

• с передачей информации набора номера импульсами постоянного тока посредством дискового или кнопочного номеронабирателей
• с передачей информации набора многочастотным кодом посредством кнопочного номеронабирателя.

   В соответствии со способом набора номера и применяемым номеронабирателем  различают телефонные аппараты:

• с дисковым
• кнопочным импульсным
• кнопочным частотным номеронабирателями.

   4. По выполняемым функциям различают телефонные аппараты:

• с обычными функциональными возможностями,
• с дополнительными возможностями
• многофункциональные аппараты, обеспечивающие

   В зависимости от конструктивного  оформления аппараты подразделяются:

• настольные, стенные,
• унифицированные
• переносные.

   Особое  место занимают радиотелефонные-аппараты.

   5. По области применения можно выделить аппараты:

• общего
• специального (монтерские, шахтные, корабельные и т.п.)

     Телефонные  аппараты общего применения предназначены для включения в АТС с передачей сигналов набора номера импульсами постоянного тока посредством дискового или кнопочного номеронабирателя или переменным током в многочастотном коде с помощью кнопочного номеронабирателя.

     Сейчас  на российском рынке представлено большое  количество разнообразных телефонных аппаратов различных классов  сложности. Эти телефонные аппараты оснащены устройствами автоматического  набора запоминаемых номеров (количество запоминаемых номеров может доходить до нескольких десятков), автоматическим ответом на входящий сигнал при отсутствии абонента, устройством записи различных  сообщений, автоматическим набором  занятого номера до ответа абонента и  т.п.

     Но  следует учесть, что не все телефонные аппараты имеют сертификат соответствия российской телефонной сети, поэтому  перечень предлагаемых услуг может  быть не полным.      

     С начала 80-х гг. во многих странах стали пользоваться сотовым (мобильным) радиотелефоном как средством поддержки постоянного контакта, поскольку в отличие от систем радиотелефонной связи предыдущих поколений в сотовой сети разговор продолжается и тогда, когда абонент перемещается по территории из одной «соты» (зона обслуживания базовой станции) в другую.

     Ряд ведущих фирм освоили в производстве несколько видов радиотелефонов:

• мобильные,
• транспортабельные,
• персональные,
• носимые.

     Мобильные радиотелефоны, устанавливаемые в  автомобилях, были исторически первым средством радиотелефонной связи  и получили в настоящее время  наиболее широкое распространение.

     Транспортабельные телефоны обладают функциональностью  мобильных, кроме того, позволяют абонентам еще и вести переговоры, находясь в удалении от автомобиля.

     Носимые или портативные радиотелефоны  легко размещаются в дипломате, дают абонентам свободу перемещения  и в то же время позволяют им в любой момент связаться друг с другом.

       Персональные радиотелефоны малогабаритны,  легко умещаются в кармане,  а вес составляет лишь четверть  веса их предшественников.

     Существуют  различные системы или, точнее, стандарты  сотовой' (мобильной) связи.

     В России разрешены три стандарта, причем в Москве представлены все, а  в регионах - обычно какой-то один.

     Первой  в России начала действовать компания «МОСКОВСКАЯ СОТОВАЯ СВЯЗЬ». Она работает на частоте 450 МГерц, стандарт NMT, сигнал аналоговый.

     Второй  на рынок сотовой связи вышла  компания «ВЫМПЕЛКОМ», сеть которой называется «БИ ЛАЙН». Телефоны работают в двух стандартах — аналоговом AMPS и его цифровой модификации DAMPS. Частота — 800 МГерц. И, наконец, компания «МОБИЛЬНЫЕ ТЁЛЕСИСТЕМЫ» — она позже других начала работу и представляет европейский стандарт GSM-900, цифровой.

     Все ранние системы радиотелефонной  связи являлись аналоговыми, т.е. информация (речь или данные) передавались как  сигнал частотной модуляции по радиотракту. Новое поколение мобильных телефонов является цифровым. Рабочая группа Европейской организации администраций связи и почты определила первую систему цифровой радиосвязи уже в 1982 г. Общеевропейская сотовая система цифровой радиосвязи (Global System for Mobile Communications — GSM) является одной из радиотелефонных систем нового поколения, которая уже введена в строй в европейских странах (существуют и другие стандарты). Хотя аналоговые системы, несомненно, будут применятся еще в течение многих лет, спрос на, системы с большими возможностями обусловил разработку сложных цифровых систем.

     Система GSM отличается повышенной помехоустойчивостью, обеспечиваемой за счет применения цифровой передачи, благодаря чему достигается  оптимальное и эффективное применение назначенных частот. Стандартизация этих частот во всей Европе позволит абоненту пользоваться подвижной системой радиосвязи, находясь в любой точке Европы. Характеристики систем GMS выбраны с  учетом характеристик цифровой сети интегрального обслуживания ISDN, которые  используются национальными администрациями  для обслуживания стационарных абонентов  сети.

     В последнее время стала достаточно популярной система персонального  оповещения — пейджинг. В принципе, пейджер — это компактный радиоприемник, который работает в диапозоне УКВ и принимает закодированные в определенном формате текстовые и цифровые сообщения. Основная функция пейджинговой связи: вы отправляете своего рода телеграмму по радио. Но, в отличие от сотового телефона, связь осуществляется только в одну сторону. Возможностями передачи сообщений пейджеры не обладают. Недостаток пейджинговой связи — зависимость от телефонной линии: чтобы отправить сообщение, нужно все-таки звонить по телефону, а это не всегда и не везде удобно. Кроме того, нет возможности узнать, получил ли человек сообщение, отправленное вами, или нет.