Technik.teleinformatyk 312[02] z2.04_u

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”


1

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Grzegorz Lis

Eksploatowanie telekomunikacyjnych systemów

przewodowych 312[02].Z2.04

Poradnik dla ucznia


2

Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy Radom

2007

Recenzenci: dr inż.

Lechosław Kozłowski mgr

inż. Zbigniew Miszczak

Opracowanie redakcyjne: mgr

inż. Grzegorz Lis

Konsultacja:

mgr Małgorzata Sienna

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 312[02].Z2.04,

„Eksploatowanie telekomunikacyjnych systemów przewodowych”, zawartego w modułowym

programie nauczania dla zawodu technik teleinformatyk.


3

Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie 3 2. Wymagania wstępne 5 3. Cele kształcenia 6 4. Materiał

nauczania 7 4.1. Geneza i działanie analogowej sieci telefonicznej PSTN 7 4.1.1. Materiał nauczania 7

4.1.2. Pytania sprawdzające 18

4.1.3. Ćwiczenia 18

4.1.4. Sprawdzian postępów 19

4.2. Kable i przewody oraz technika szybkiego łączenia w telekomunikacji 20 4.2.1. Materiał nauczania 20 4.2.2. Pytania sprawdzające 37



4.3. Architektura stałych sieci i systemów telekomunikacyjnych 40 4.3.1. Materiał nauczania 40




4.4. PCM30/32 oraz układy komutacji przestrzenno-czasowej 45 4.4.1. Materiał nauczania 45 4.4.2. Pytania sprawdzające 54



4.5. Stała cyfrowa sieć telekomunikacyjna ISDN 56 4.5.1. Materiał nauczania 56




5. Sprawdzian osiągnięć 65 6. Literatura 70

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o budowie, działaniu i usługach w

ramach systemów telekomunikacji przewodowej. W poradniku znajdziesz:

– wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane, abyś

bez problemów mógł korzystać z poradnika,

– cele kształcenia – wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,


4

– materiał nauczania – wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki

modułowej,

– zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy już opanowałeś określone treści,

– ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować

umiejętności praktyczne,

– sprawdzian postępów,

– sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań. Zaliczenie testu potwierdzi opanowanie

materiału całej jednostki modułowej, – literaturę uzupełniającą.


5

Schemat układu jednostek modułowych

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

− posługiwać się pojęciami z zakresu radiofonii i telewizji,

− obliczać wielkości elektryczne związane z radiofonią i telewizją,

312[02].Z2

Urz ą dzenia i systemy telekomunikacyjne

312[02].Z2.02

Badanie systemów radiokomunikacyjnych

312[02].Z2.01

Badanie urz ą dze ń radiowo-telewizyjnych

312[02].Z2.03

Eksploatowanie sieci telefonii

komórkowych

312[02].Z2.04

Eksploatowanie

telekomunikacyjnych systemów

przewodowych


6

− wyjaśniać zasady tworzenia i przetwarzania sygnałów analogowych w urządzeniach

radiowo-telewizyjnych,

− posługiwać się dokumentacją techniczną urządzeń radiowo-telewizyjnych,

− charakteryzować poszczególne bloki funkcjonalne nadajników i odbiorników radiowych oraz

telewizyjnych,

− wykonywać montaż elementów i podzespołów urządzeń i sieci telekomunikacyjnych,

− posługiwać się pojęciami z zakresu radiokomunikacji,

− opisać objaśniać budowę i działanie systemów radiokomunikacyjnych oraz zastosowane w

nich rozwiązania technologiczne,

− odczytywać schematy blokowe i ideowe sprzętu radiokomunikacyjnego,

− wyjaśniać zasadę działania radiokomunikacji publicznej CB,

− wyjaśniać zasadę działania radiokomunikacji służb ratunkowych,

− wyjaśniać zasadę działania radiokomunikacji trankingowej,

− rozróżniać systemy oraz sieci łączności radiokomunikacji cyfrowej,

− stosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej oraz ochrony

środowiska.


7

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

− zastosować podstawowe pojęcia z zakresu telefonii,

− posłużyć się dokumentacją techniczną sieci i urządzeń telekomunikacyjnych,

− dobrać materiały, podzespoły i urządzenia stosowane w telekomunikacji przewodowej,

− przeprowadzić wykonać montaż urządzeń i sieci telekomunikacji przewodowej,

− zastosować kable telekomunikacyjne miedziane oraz światłowodowe,

− wykonać pomiary w systemach telekomunikacji przewodowej oraz zinterpretować wyniki i

sformułować wnioski z pomiarów,

− dokonać przeglądów i konserwacji i przeglądów systemów

telekomunikacji przewodowej,

− zlokalizować i usunąć uszkodzenia w sieciach telekomunikacyjnych,

− zastosować urządzenia sieci telekomunikacyjnej cyfrowej ISDN do

obsługi teleinformatyki,

− zastosować ustalone określone procedury w stanach awaryjnych, zagrażających ciągłości

pracy systemu,

− zintegrować system telekomunikacji przewodowej z systemem teleinformatycznym,

− zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy podczas wykonywania czynności

związanych z obsługą sieci telekomunikacji przewodowej,

− posłużyć się nazwami i określeniami dotyczącymi telekomunikacji przewodowej w języku

angielskim,

− zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy podczas wykonywania czynności

związanych z obsługą sieci telekomunikacji przewodowej.

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Geneza i działanie analogowej sieci telefonicznej PSTN

4.1.1. Materiał nauczania

Pierwszy telefon.

Wynalazcą i konstruktorem pierwszego telefonu uznany został szkocki profesor fizjologii

dźwięku (urodzony w Edynburgu 3 marca 1847 r., zmarł Beinn Bhreagh w Kanadzie)

pracownik uniwersytetu bostońskiego, Alexander Graham Bell.

Historia pokazuje, że również i w tym przypadku matką wynalazku okazała się potrzeba.

Po przyjeździe do Kanady Bell poznał, a następnie poślubił Mabel Hubbard, osobę która była

niedosłysząca.

Kiedy ojciec Mabel Hubbard, bardzo zamożny człowiek, dowiedział się, że jego zięć

zajmuje się elektrycznymi przetwornikami i wzmacniaczami dźwięku, postanowił sfinansować

badania Bella, dzięki czemu w niedługim czasie powstało urządzenie wzmacniające dźwięk

przeznaczone dla osób z wadami słuchu.


8

Alexander Graham Bell opatentował w tamtym czasie między innymi serię przetworników

elektryczno – akustycznych (głośników i mikrofonów).

Bell ciągle prowadził doświadczenia w tym zakresie, co w efekcie dało ogłoszenie w roku

1876 o wynalezieniu urządzenia do przesyłania głosu na odległość za pośrednictwem

przewodów, w których płynie prąd elektryczny. Tak powstał telefon.

Fotografię przedstawiającą wynalazcę telefonu prezentuje rysunek 1.

Rys. 1. Fotografia wynalazcy telefonu [1, s. 5]

Alexander Graham Bell opatentował schemat elektryczny pierwszego telefonu i zastrzegł

prawa do jego produkcji i wykorzystania do dalszych badań.

Schemat elektryczny wynalazku Bella przedstawia rysunek 2.

Rys. 2. Schemat elektryczny pierwszego telefonu [1, s. 7]

Jak widać na schemacie, telefon Bella składa się z dwóch identycznych dwukierunkowych

przetworników akustyczno-elektrycznych, które pełniły zarówno role mikrofonów, jak i

głośników (słuchawek).


9

Przetworniki składały się z membran o dużych powierzchniach, rdzeni

ferromagnetycznych i nawiniętych cewek. Drgania membran połączonych z kotwicami

magnetycznymi powodowały zmiany pola magnetycznego w obrębie cewek, co indukowało

zmiany przepływającego przez cewki prądu elektrycznego.

Obie cewki połączone są we wspólny obwód prądu stałego (w obwodzie włączone jest

źródło napięcia stałego) i zmiennego (wywołanego w jednym i drugim przetworniku).

Jak widać ze schematu, telefon Bella pozwalał rozmawiać na odległość do 5 km. Warto też

zauważyć, że „aparaty telefoniczne” połączone są jednym przewodem. Obwód zamyka się

natomiast przez Ziemię.

Jednotorowe łącze jednokierunkowe

Patent Grahama Bella tuż po jego ogłoszeniu cieszył się ogromnym zainteresowaniem w

wielu krajach, co poskutkowało masowym jego wykorzystaniem. Szybko okazało się jednak,

że niska jakość przesyłanego dźwięku, związana z zastosowaniem przetworników

uniwersalnych, zaczyna być jedną z głównych wad tego rozwiązania. Następcy Alexandra

Grahama Bella wprowadzali kolejne zmiany i udoskonalenia w liniach telefonicznych,

instalowanych na świecie.

Wprowadzono specjalizowane jednokierunkowe przetworniki akustyczno – elektryczne

(mikrofony) oraz jednokierunkowe przetworniki elektryczno – akustyczne (głośniki).

Zrezygnowano również z wykorzystywania Ziemi jako jednego z przewodów łączących

oddalone od siebie „aparaty rozmówne”. Połączenie dwoma przewodami mikrofonu oraz

głośnika pozwala na uruchomienie jednokierunkowego łącza telefonicznego. Dwa przewody,

nazywane „parą” stanowią jeden tor łączący nadawcę (mikrofon) i odbiorcę (głośnik). Przepływ

w obwodzie prądu stałego wymusza włączone tam źródło napięcia stałego (bateria ogniw).

Schemat jednokierunkowego jednotorowego łącza telefonicznego pokazuje rysunek 3.

Rys. 3. Schemat jednotorowego jednokierunkowego łącza telefonicznego [1, s. 9]

Rysunek nr 3 pokazuje również, jaki rodzaj energii wykorzystany jest do przenoszenia

informacji właściwej (głosu).

Dwutorowe łącze dwukierunkowe.

W celu zapewnienia komunikacji głosowej w obu kierunkach (w celu umożliwienia

prowadzenia rozmów), zastosowano w każdej relacji łączącej „aparaty rozmówne” połączenia

czteroprzewodowe, czyli dwutorowe: każdy z torów zapewniał przekaz głosu w odrębnym

kierunku.

Schemat dwukierunkowego dwutorowego łącza telefonicznego przedstawia rysunek 4.


10

Rys. 4. Schemat dwutorowego dwukierunkowego łącza telefonicznego [1, s. 12]

Schemat przedstawiony na rysunku pokazuje, że w celu zapewnienia komunikacji

dwukierunkowej po prostu zestawiano parę łączy jednokierunkowych.

Jednotorowe łącze dwukierunkowe

Kolejnym etapem modernizacji linii telefonicznych było ograniczenie ilości przewodów

łączących „aparaty rozmówne”. Spowodowało to zamianę łącza dwutorowego na jednotorowe,

które zapewniło komunikację w obie strony: sygnał powstający w jednym z mikrofonów trafiał

do obydwu głośników, podobnie sygnał powstający w drugim mikrofonie mógł być słyszalny

w obydwu głośnikach. Rozwiązanie takie pozwalało na prowadzenie bieżącego przesyłania

głosu pomiędzy rozmówcami.

Schemat jednotorowego dwukierunkowego łącza telefonicznego pokazuje rysunek 5.

Rys. 5. Schemat jednotorowego dwukierunkowego łącza telefonicznego [1, s. 15]

Układy dodatkowe w aparacie telefonicznym

Kolejny etap modernizacji sieci telefonicznych spowodowany był zwiększającymi się

wymaganiami w zakresie jakości prowadzonych rozmów telefonicznych (wprowadzono układ

antylokalny) a także zmieniającymi się rozwiązaniami mikrofonów i głośników / słuchawek.

Spowodowało to rozpoczęcie prac nad ulepszaniem samych aparatów rozmównych,

nazywanych z czasem telefonicznymi.

Kolejny etap zmian w sieciach telefonicznych – to wprowadzenie węzłów realizujących

łączenie abonentów: w XIX wieku ręczne centrale telefoniczne, a w XX wieku centrale

automatyczne.


11

Schemat ogólny dwukierunkowego jednotorowego łącza telefonicznego ze

zmodernizowanymi układami aparatów rozmównych przedstawia rysunek 6.

Rys. 6. Schemat łącza dwukierunkowego jednotorowego z rozbudowanymi aparatami rozmównymi [1, s. 19]

Przełączanie obwodów w aparacie telefonicznym

Jednym z elementów, który znacząco zmienił działanie linii telefonicznych było

wprowadzenie przełączania obwodów w aparacie telefonicznym oraz zastosowanie oprócz

obwodu rozmównego także obwodu sygnalizacyjnego, zwanego obwodem wywołania.

Początkowo przełącznikiem obwodów był zwykły zestyk manualny. Niedługo jednak

potrwało zastąpienie ręcznego przełącznika obwodów widełkami z zespołem zestyków, które

przełączały układ rozmówny i układ wywołania w zależności od tego, czy słuchawka aparatu

telefonicznego (zwana także mikrotelefonem) została podniesiona, czy też jest „odłożona” na

widełkach.

Konstrukcję standardowego, współczesnego przełącznika obwodów w formie widełek,

pokazuje rysunek 7.

Rys. 7. Konstrukcja przełącznika obwodów aparatu telefonicznego w formie widełek [1, s. 21]

Ogólny schemat blokowy aparatu telefonicznego, wyszczególniający obwód rozmówny i

obwód sygnalizacyjny, przedstawia rysunek 8.


12

Rys. 8. Główne obwody i ich przełącznik w aparacie telefonicznym [1, s. 23]

Dla poprawnej pracy aparatów telefonicznych, w tym szczególnie układów i podzespołów

wchodzących w skład tych aparatów oraz dla zapewnienia właściwej komunikacji pomiędzy

aparatami i urządzeniami węzłowymi w coraz bardziej znormalizowanej analogowej sieci

telefonicznej, obok baterii ogniw elektrochemicznych, która wymusza w obwodach

rozmównych przepływ prądu stałego, niezbędnego dla poprawnej pracy mikrofonów,

wprowadzono w centralach telefonicznych źródła napięcia sinusoidalnie zmiennego o

amplitudzie 60–100 V, co pozwoliło rozróżnić sygnał wywołania wysyłany z centrali do

abonenta, który w odróżnieniu od wspomnianego już prądu stałego płynącego w obwodach linii

telefonicznych podczas rozmowy, jest prądem sinusoidalnie zmiennym, który przepływając

przez obwód sygnalizacyjny aparatu telefonicznego powoduje zadziałanie dzwonka

elektromagnetycznego, znajdującego się w obwodzie sygnalizacyjnym aparatu.

Schemat elektryczny aparatu telefonicznego PSTN

Lata 30 – te XX wieku zakończyły okres generalnych zmian i modernizacji podstawowych

rozwiązań zastosowanych w aparatach telefonicznych. Główny ciężar badań przeniósł się z

kolei na budowę i działanie central telefonicznych, w tym central automatycznych, których erę

rozpoczęło wynalezienie przez Strowgera wielostykowego przełącznika

elektromechanicznego, zwanego wybierakiem obrotowym, a później podnosząco – obrotowym.

Schemat elektryczny aparatu telefonicznego, współpracującego za pośrednictwem

dwuprzewodowego (jednotorowego) łącza telefonicznego z ręczną lub automatyczną centralą

telefoniczną, która zrealizuje połączenie z dowolnym żądanym aparatem przyłączonym do tej

centrali, przedstawia rysunek 9.

Rys. 9. Uproszczony schemat elektryczny aparatu telefonicznego PSTN [1, s. 31]


13

Analogowa sieć telefoniczna obsługująca aparaty o konstrukcji przedstawionej na

powyższym rysunku nazwana została z języka angielskiego publiczną komutowaną siecią

telefoniczną (public switched telephone network – PSTN). Pod koniec XX w., kiedy w użyciu

jest już przewodowa stacjonarna sieć telekomunikacyjna cyfrowa ISDN oraz cyfrowe systemy

telekomunikacyjne bezprzewodowe, analogowa sieć telefoniczna uzyskała nazwę publiczny

stary system telefoniczny (public old telephone system – POTS).

Symbole użyte na powyższym rysunku oznaczają:

L1, L2 – zaciski linii telefonicznej,

D – dzwonek (sygnalizator akustyczny),

C1 – kondensator uniemożliwiający przepływ prądu stałego przez sygnalizator,

PO – przełącznik obwodów (widełki),

TN – tarcza numerowa (lub klawiatura),

C2, R2 – układ kształtujący impulsy wybiercze,

T – transformator,

TT – ogranicznik amplitudy i trzasków,

Z1 – układ wyrównania impedancji linii telefonicznej.

Zasada działania aparatu telefonicznego PSTN

Jak wynika ze schematu przedstawionego na rys. 9, odłożenie słuchawki na widełkach

spowoduje takie połączenie zestyków w przełączniku obwodów, że do zacisków linii

telefonicznej przyłączony zostaje układ sygnalizacyjny (dzwonek).

Szeregowo z dzwonkiem (lub innym sygnalizatorem akustycznym) połączony jest

kondensator, dzięki czemu ciągłe występowanie stałego napięcia na zaciskach linii

telefonicznej (w przyjętym ogólnie systemie zasilania sieci telefonicznej od strony centrali

nazywany systemem centralnej baterii CB) nie będzie powodowało przepływu prądu w

obwodzie linii telefonicznej pomiędzy centralą a aparatem PSTN abonenta (brak przepływu

prądu w stanie spoczynku nie pobiera energii elektrycznej ze źródła zasilania, co w przypadku

dużej liczby abonentów przyłączonych do centrali ma wielkie znaczenie).

Przepływ prądu stałego w obwodzie rozpoczyna się z chwilą przełączenia obwodów za

pomocą widełek (podniesienie słuchawki). Prąd stały płynie przez zwarte w stanie spoczynku

zestyki impulsowe tarczy numerowej, uzwojenie pierwotne transformatora i mikrofon.

Amplitudę omawianego prądu stałego modulują prądy zmienne, powstające w:

– powstający w mikrofonie tego telefonu (treść sygnału mowy),

– dostarczany z linii telefonicznej (treść dochodzącego sygnału mowy lub sygnały centrali).

Schemat aparatu telefonicznego typu „Tulipan”

Schemat najprostszego aparatu telefonicznego wyposażonego w tarczę numerową jako

układ wybierczy oraz dzwonek elektromagnetyczny jako sygnalizator dźwiękowy przedstawia

poniższy rysunek 10.


14

Rys. 10. Schemat aparatu telefonicznego „Tulipan” [1, s. 34]

Produkowany seryjnie aparat telefoniczny „Tulipan” wyposażony jest dodatkowo w układ

ogranicznika amplitudy oraz trzasków i zakłóceń, bocznik jednobiegunowy w układzie

dzwonka, dodatkowy przełączany układ uziemienia oraz zespół rezystorów dopasowujących

impedancję wejściową linii telefonicznej do układu antylokalnego.

Schemat ogólny aparatu telefonicznego PSTN

W związku ze zmianą oczekiwań użytkowników w stosunku do usług i działania

stacjonarnej analogowej sieci telefonicznej, konstrukcja i rozwiązania technologiczne

stosowane w aparatach telefonicznych zmieniały się przez lata. Tarczę numerową zastąpiła

klawiatura, system wybierania impulsowego zastąpił system wybierania tonowego DTMF,

przełączniki mechaniczne zastąpiły półprzewodniki, wprowadzono filtry, prostowniki,

wzmacniacze, timery i zegary oraz układy pamięci z zastosowaniem półprzewodnikowych

układów elektronicznych analogowych i cyfrowych.

Pomimo wprowadzanych zmian podstawowe parametry i funkcje aparatów telefonicznych

PSTN muszą pozostać niezmienione, aby zapewnione zostało poprawne współdziałanie

kolejnych generacji aparatów z linią telefoniczną.

Podstawowy schemat blokowy każdego aparatu telefonicznego musi zawierać te same

elementy. Rysunek 11 przedstawia ogólny schemat blokowy współczesnego aparatu

telefonicznego PSTN.

Rys. 11. Schemat blokowy współczesnego aparatu telefonicznego PSTN [1, s. 35]

Aparat współczesny najczęściej wyposażony jest dodatkowo w zestaw głośnomówiący,

pozwalający na prowadzenie rozmowy telefonicznej bez podnoszenia słuchawki,


15

wieloznakowy wyświatlacz LCD lub LED, oraz klawiaturę wraz z dodatkowymi klawiszami

funkcyjnymi. Stosuje się również aparaty ze słuchawkami bezprzewodowymi.

Mikrofon węglowy stosowany w aparatach telefonicznych

We współczesnych aparatach telefonicznych, ze względu na niewysokie wymagania

dotyczące jakości przetwarzanego dźwięku, zawężone pasmo częstotliwościowe do 4 kHz,

prostotę konstrukcji, niewielkie wymiary oraz narzucone warunki elektryczne pracy, stosuje się

głównie mikrofony węglowe lub elektrodynamiczne.

Konstrukcja i zasada działania mikrofonu węglowego przedstawiona jest na rysunku 12.

Rys. 12. Budowa i zasada działania mikrofonu węglowego: a) obwód prądu stałego płynącego przez

mikrofon, b) zmiany amplitudy tego prądu pod działaniem fali akustycznej [1, s. 41]

Podstawą konstrukcji mikrofonu węglowego jest metalowy pojemnik (puszka) wypełniony

szczelnie kuleczkami węglowymi. Pojemnik ten zamknięty jest pokrywą również wykonaną z

dobrze przewodzącej blachy, przy czym pokrywa ta umocowana jest elastycznie i jest

odizolowana elektrycznie od pojemnika. Do pokrywy tej zamocowana jest sztywno membrana

mikrofonu, która najczęściej wykonana jest z cienkiej blachy metalowej lub wykonanej z

tworzywa sztucznego. Do metalowej puszki przyłączona jest jedna elektroda, do metalowej

pokrywy druga.

Zasada działania mikrofonu węglowego jest następująca: pod działaniem fali akustycznej

membrana oraz sztywno połączona z nią pokrywka wprawiane są w drgania, dzięki czemu

zmienia się nacisk pokrywy na węglowe kuleczki zgromadzone w puszce. To z kolei powoduje

ciągle zmieniającą się rezystancję układu: puszka – kuleczki – pokrywka, a charakterystyka

tych zmian jest ściśle uzależniona od charakterystyki fali akustycznej. Tym samym zmiany

amplitudy drgań cząstek powietrza, a przez to membrany w mikrofonie, powodują zmiany

amplitudy prądu stałego, płynącego przez mikrofon. Omawiane tu zmiany amplitudy prądu w

obwodzie mikrofonu pokazuje rys. 12b).

Mikrofon dynamiczny stosowany w aparatach telefonicznych

Drugim typem mikrofonów bardzo często wykorzystywanych w aparatach telefonicznych

są mikrofony dynamiczne.

Budowa mikrofonu dynamicznego przedstawiona jest na rysunku 13.


16

Rys. 13. Budowa układu mikrofonu dynamicznego [1, s. 48]

Budowa mikrofonu dynamicznego jest następująca: w metalowej puszce magnetycznie

„miękkiej” znajduje się, usytuowany centralnie magnes stały w kształcie walca. Na magnesie

tym, na elastycznie zamocowanym względem obudowy i magnesu karkasie nawinięto cewkę,

której końce stanowią elektrody i są wyprowadzone na zewnątrz. Z karkasem tym sztywno

połączona jest membrana, również zamocowana elastycznie względem obudowy i magnesy

stałego.

Zasada działania takiego mikrofonu jest następująca: fala akustyczna wprawia w drgania

zamocowaną elastycznie membranę, a wraz z nią karkas z nawiniętą cewką. Cewka będąc w

stanie drgań zmienia swoje położenie względem magnesu stałego. Znajduje się więc ona w

zmiennym polu magnetycznym (polu magnetycznym, które jest stałe i wytwarzane przez

magnes stały). W wyniku zjawiska indukcji magnetycznej w uzwojeniu cewki indukuje się prąd

elektryczny, którego zmiany amplitudy i kierunku wiernie odtwarzają położenie membrany i

cewki względem magnesu stałego.

Warto dodać, że układ mikrofonu dynamicznego nie wymaga przepływu prądu stałego

przez układ mikrofonu. Jest to więc znacząca zaleta tego układu.

Słuchawka elektrodynamiczna w aparacie telefonicznym PSTN

Najczęściej stosowany w aparatach telefonicznych układ słuchawki przedstawia rysunek

14.

Rys. 14. Konstrukcja i zasada działania słuchawki elektrodynamicznej [1, s. 51]

Układ słuchawki składa się jedynie z magnesu stałego w kształcie podkowy z nawiniętą na

nim cewką oraz zamocowanej elastycznie, w niewielkiej odległości od biegunów magnesu

stałego, metalowej blaszki, stanowiącej membranę.


17

Kiedy przez cewkę przepływa prąd zmienny, dostarczający treść sygnału mowy, tworzy

się układ elektromagnesu, który ze zmieniającą się ciągle siłą przyciąga metalową membranę.

Tym samym membrana wprawiona zostaje w drgania wiernie odtwarzające zmianę amplitudy

prądu przepływającego przez cewkę. Ponieważ membrana drży z częstotliwościami należącymi

do pasma akustycznego (a nawet zawężonego pasma akustycznego, określonego dla

analogowej sieci telefonicznej), drgania te powodują dźwięk. W taki sposób sygnał elektryczny

zamieniony jest na sygnał akustyczny.

Układ antylokalny i transformator separujący

Ponieważ łącze abonenckie jest jedynie dwuprzewodowe, więc połączone z sobą aparaty

stanowią wspólny obwód elektryczny. Prąd elektryczny przepływający podczas trwającego

połączenia przez aparaty telefoniczne przenosi sygnały mowy powstające w obydwu

mikrofonach i dostarcza te sygnały do obydwu słuchawek, jednym z negatywnych zjawisk,

obniżających jakość działania aparatu telefonicznego jest efekt lokalności polegający na tym,

że abonent prowadzący rozmowę, we własnej słuchawce słyszy własne słowa, a na dodatek

dźwięki te są dużo głośniejsze, niż słowa rozmówcy.

Aby efekt ten wyeliminować, wprowadzono w układzie aparatu telefonicznego PSTN

układ antylokalny.

Schemat elektryczny wyjaśniający zasadę działania układu antylokalnego przedstawiony

jest na rysunku 15.

Rys. 15. Schemat elektryczny układu antylokalnego aparatu telefonicznego PSTN [1, s. 53]

Zasada działania układu antylokalnego jest następująca: mikrofon „naszego” aparatu

telefonicznego włączony jest w środkowy odczep uzwojenia pierwotnego transformatora,

dzięki czemu prąd zmienny zaindukowany w tym mikrofonie płynie w przeciwnych kierunkach

uzwojenia pierwotnego. Ponieważ wypadkowa wartość prądu w uzwojeniu pierwotnym tego

transformatora wynosi 0 A, w uzwojeniu wtórnym nie zaindukuje się napięcie i prąd, więc w

słuchawce „naszego” telefonu nie usłyszymy dźwięku, który powstał w „naszym” mikrofonie.

Prąd zmienny zawierający sygnał mowy powstający w mikrofonie abonenta B, przepływa

przez uzwojenie pierwotne transformatora „naszego” aparatu w jednym kierunku przez obie

połowy tego uzwojenia, co spowoduje zaindukowanie maksymalnego ustalonego prądu

zmiennego w uzwojeniu wtórnym „naszego” transformatora, dzięki czemu zadziała „nasza”

słuchawka i usłyszymy to, co powiedział abonent B.

Sygnał mowy powstający w „naszym” mikrofonie jest przesyłany natomiast poprawnie za

pośrednictwem linii telefonicznej do abonenta B, ponieważ linia telefoniczna połączona jest

szeregowo tylko z jedną połową uzwojenia pierwotnego „naszego” aparatu telefonicznego.

Transformator zastosowany w omówionym wyżej układzie antylokalnym pełni jeszcze

jedną rolę: izoluje słuchawkę od obwodu prądu stałego, do jakie przyłączony jest aparat


18

telefoniczny po podniesieniu mikrotelefonu: przez słuchawkę przepływa jedynie składowa

zmienna prądu, więc gdy w czasie połączenia rozmówcy milczą, prąd przepływający prze

słuchawkę ma wartość 0 A.

Wygląd transformatora separującego stosowanego w aparatach telefonicznych przedstawia

rysunek 16.

Rys. 16. Wygląd transformatora separującego stosowanego w aparacie telefonicznym PSTN [1, s. 57]

System impulsowego wybierania cyfr

Kolejnym ważnym elementem wchodzącym w skład analogowego aparatu telefonicznego

PSTN jest tzw. układ wybierczy, czyli urządzenie pozwalające na wytwarzanie przez aparat

telefoniczny i stosowne kodowanie w systemie impulsowym żądanych cyfr,

elektromechaniczna tarcza numerowa lub klawiatura z elektronicznym generatorem

impulsowania. Dodajmy, że układ wybierania cyfr pojawił się jako obowiązkowe wyposażenie

każdego aparatu telefonicznego z chwilą, gdy centrale telefoniczne obsługiwane przez

telefonistki zostały zamienione na centrale automatyczne, czyli takie, gdzie proces zestawiania

połączenia pomiędzy abonentem żądającym a dowolnym abonentem żądanym, wykonywany

jest przez urządzenia znajdujące się w centrali bez udziału człowieka. Centrala automatyczna

musi jednak odebrać od abonenta żądającego numer telefonu abonenta żądanego.

Jak powstają i jak są kodowane cyfry wytwarzane przez tarczę numerową? Problem ten

rozwiązany został w sposób niezwykle prosty, żeby nie powiedzieć prymitywny.

Ponieważ w relacji pomiędzy centralą i aparatem telefonicznym możliwe są tylko dwa

stany: płynie prąd stały (obwód dla prądu stałego zamykany jest przez aparat po podniesieniu

przez abonenta mikrotelefonu) albo prąd stały nie płynie (mikrotelefon odłożony), sposób na

przesłanie cyfr musiał wiązać się z zamkniętym obwodem i przepływającym przez aparat

telefoniczny prądem stałym. Skonstruowana tarcza numerowa powodowała krótkotrwałe

przerwy w zamkniętym dla prądu stałego obwodzie pomiędzy aparatem telefonicznym a

centralą, przy czym częstotliwość i parametry czasowe impulsów były zawsze jednakowe

niezależnie od wybranej cyfry, a właściwa informacja o cyfrze ukryta była w liczbie przerw:

cyfrze „1” odpowiadał jeden impuls o czasie trwania 100 ms, cyfrze „2” odpowiadają dwa takie

impulsy, wreszcie cyfrze „0” odpowiada seria 10 kolejnych impulsów, trwająca 1 całą sekundę.

Należy jeszcze dodać, że każdy impuls składał się z części nazwanej „przerwa”, kiedy

rzeczywiście omawiany obwód jest rozwarty, oraz z części „zwarcie”, kiedy obwód dla prądu

stałego zamyka się przez tarczę numerową (nawet obwód rozmówny jest w tym czasie

wyeliminowany). Jeżeli chodzi o czasy trwania części „przerwa” i części „zwarcie”, to stosunek

tego pierwszego do drugiego wynosi 2 (oznacza to, że każda „przerwa” trwa 66 ms, a każde

zwarcie 33 ms, co daje łącznie jeden impuls o czasie 99 ms).


19

Jak skonstruowana jest tarcza numerowa? Jej głównym elementem są dwie pary zestyków:

pierwsze zestyki nazywają się impulsującymi i wykonują przerwy oraz zwarcia omówione

wyżej zawsze w momencie, gdy tarcza numerowa wraca do położenia spoczynkowego. Drugie

zestyki nazywają się zwierającymi i pozostają w stanie rozwarcia tylko w sytuacji, gdy tarcza

numerowa pozostaje w stanie spoczynku.

Schemat tarczy numerowej oraz sposób jej połączenia z pozostałą częścią aparatu

telefonicznego pokazuje rys. 10. Zestyk impulsujący na schemacie tarczy numerowej na

schemacie aparatu telefonicznego z rys. 10 znajduje się po lewej stronie, a zestyk zwierający

po stronie prawej.

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Kto, kiedy i w jakich okolicznościach wynalazł telefon?

2. Z jakich elementów zbudowany jest pierwszy telefon?

3. Jaka jest zasada działania pierwszego telefonu?

4. Jaka jest różnica pomiędzy jednotorowym i dwutorowym łączem telefonicznym?

5. Z jakich głównych elementów składa się schemat blokowy aparatu telefonicznego PSTN?

6. Jak przebiega proces przełączania obwodu sygnalizacyjnego i rozmównego w aparacie

telefonicznym PSTN?

7. Czy potrafisz zaprezentować budowę elektromechanicznego aparatu telefonicznego PSTN

na podstawie schematu elektrycznego aparatu „Tulipan” lub innego podobnego?

8. Czy potrafisz omówić schemat ogólny współczesnego aparatu telefonicznego PSTN?

9. Co jest podstawą działania mikrofonów węglowych, stosowanych

w aparatach telefonicznych?

10. Na czym polega technika działania mikrofonów dynamicznych, stosowanych w aparatach

telefonicznych?

11. Z jakich elementów się składa i jak działa słuchawka elektrodynamiczna, stosowana w

aparatach telefonicznych?

12. Do czego służy układ antylokalny w aparacie telefonicznym?

13. Na czym polega impulsowe kodowanie cyfr w telefonii PSTN?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Sprawdź działanie układu antylokalnego w aparacie telefonicznym PSTN.

Sposób wykonania ćwiczenia.

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zdemontować obudowę z aparatu telefonicznego typu „Tulipan” lub innego podobnego i

przyłączyć ten aparat do linii telefonicznej PSTN centrali abonenckiej, do której

przyłączone są inne podobne aparaty telefoniczne,

2) posłużyć się schematem elektrycznym tego aparatu telefonicznego zlokalizować

transformator separujący i elementy dodatkowe, tworzące razem układ antylokalny,

3) dokonać przełączenia mikrofonu tego aparatu tak, aby był on przyłączony nie do jednej

połowy, ale do całości uzwojenia pierwotnego transformatora separującego,


20

4) nawiązać połączenie telefoniczne z badanego telefonu do telefonu innego. Prowadząc

rozmowę zwrócić uwagę na poziom dźwięku własnego, jaki odtwarzany jest przez

słuchawkę tego aparatu,

5) ocenić jakość i komfort prowadzenia rozmowy telefonicznej przy wyeliminowanym

układzie antylokalny,

6) zapisać wnioski i spostrzeżenia własne.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− centrala abonencka PSTN,

− dowolny aparat telefoniczny PSTN,

− aparat telefoniczny PSTN elektromechaniczny typu „Tulipan” lub inny podobny,

− schemat elektryczny aparatu telefonicznego elektromechanicznego („Tulipan”),

− ołówek, papier do pisania.

Ćwiczenie 2

Analizując schemat dowolnego aparatu telefonicznego PSTN scharakteryzuj rolę każdego

z elementów (układów). Sporządź listę stosowną listę elementów wraz z opisami.



1) przeanalizować dostarczony schemat elektryczny (ideowy) aparatu telefonicznego i

odszukać główne podzespoły i elementy, kluczowe dla działania układu,

2) zapisać w punktach listę wyznaczonych elementów,

3) opisać w kilku zdaniach funkcje wypełniane przez dany element / układ, 4) sformułować

jako podsumowanie własne wnioski.


− schemat ideowy oraz instrukcja obsługi aparatu telefonicznego elektromechanicznego lub

elektronicznego PSTN,

− ołówek,

− papier do pisania.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) posłużyć się terminologią dotyczącą sieci i urządzeń telekomunikacyjnych

PSTN?

2) posłużyć się dokumentacją techniczną dotyczącą systemów

telekomunikacyjnych?

3) dobierać podzespoły, materiały i urządzenia stosowane w telekomunikacji

przewodowej?

4) wykonywać prace montażowe w zakresie urządzeń i sieci telekomunikacji


21

przewodowej?

5) lokalizować i usuwać uszkodzenia w sieci telekomunikacyjnej stałej?

6) eksploatować urządzenia i sieci telefoniczne?

7) Stosować przepisy BHP dotyczące obsługi i konserwacji

sieci

telekomunikacyjnych przewodowych?

4.2. Kable i przewody oraz technika szybkiego łączenia w

telekomunikacji


Telekomunikacyjny kabel miejscowy XzTKMXpw

Najbardziej popularny i najczęściej stosowany w budownictwie telekomunikacyjnych sieci

miejscowych typ kabla z żyłami miedzianymi.

Zewnętrzna powłoka polietylenowa pozwala na stosowanie kabla w zastosowaniach

zewnętrznych. Pozwala układać kabel bezpośrednio w gruncie, zaciągać do kanalizacji i

rurociągów kablowych lub prowadzić w kanałach technicznych zewnętrznych.

Kabel należy stosować w terenie o małych zagrożeniach

uszkodzeniami mechanicznymi.Kabel posiada zaporę przeciwwilgociową w postaci

folii aluminiowej oraz dodatkową ochronę przeciwwilgociową poprzez wypełnienie

specjalnym żelem.

Miedziane żyły o średnicy 0,5 mm skręcone wspólnie w czwórki (rzadko dwójki czyli pary)

tworzą wiązki, te zaś tworzą struktury większe zwane pęczkami.

Produkuje się kable miejscowe z żyłami również o średnicach: 0,4 mm, 0,6 mm i 0,8 mm.

Symbol kabla ma następujące znaczenie: X

– powłoka zewnętrzna z polietylenu,

z – zapora przeciwwilgociowa w postaci folii aluminiowej, TKM

– telekomunikacyjny kabel miejscowy,

Xp – powłoka żył wykonana z polietylenu piankowego, w

– wypełnienie kabla żelem przeciwwilgociowym.

Budowę telekomunikacyjnego kabla miejscowego przedstawia rysunek 21.

Rys. 21. Budowa kabla XzTKMXpw [2, s. 11]

Telekomunikacyjne kable miejscowe produkuje się najczęściej w strukturze czwórkowej

z żyłami o średnicy 0,5 mm.

Pojemności kabli miejscowych zawierają się w przedziale od 5 do 500 czwórek (od

XzTKMXpw5×4×0,5 do XzTKMXpw500×4×0,5).


22

Kable te w sieciach miejscowych pełnią rolę magistralnych (200 – parowe i grubsze), oraz

rozdzielczych (150 – parowe i cieńsze).

Średnice zewnętrzne kabla XzTKMXpw mają następujące wartości:

5×4×0,5–13,0 mm,

10×4×0,5–15,5 mm,

15×4×0,5–17,5 mm,

25×4×0,5–20,5 mm,

35×4×0,5–23,5 mm,

50×4×0,5–26,5 mm,

100×4×0,5–35,5 mm,

150×4×0,5–41,5 mm,

200×4×0,5–47,5 mm,

250×4×0,5–52,5 mm,

400×4×0,5–64,0 mm, 500×4×0,5–70,0

mm.

Masa poszczególnych pojemności kabli jest następująca:

5×4×0,5–115 kg/km,

10×4×0,5–186 kg/km,

15×4×0,5–259 kg/km,

25×4×0,5–391 kg/km,

35×4×0,5–521 kg/km,

50×4×0,5–727 kg/km,

100×4×0,5–1385 kg/km,

150×4×0,5–2058 kg/km,

200×4×0,5–2682 kg/km,

250×4×0,5–3333 kg/km,

400×4×0,5–5162 kg/km, 500×4×0,5–6384

kg/km.

Odcinki fabrykacyjne wynoszą 500 mb.

Telekomunikacyjny kabel miejscowy z linką stalową XzTKMXpw

Popularny i często stosowany typ kabla w miejscowych sieciach napowietrznych. Własna

lina stalowa pozwala wykonywać przewieszki z użyciem tego kabla na podporach (słupach)

drewnianych, stalowych i betonowych.

Zewnętrzna powłoka polietylenowa powoduje, że kabel jest odporny na zmienne

klimatyczne warunki zewnętrzne.

Kabel posiada zaporę przeciwwilgociową w postaci folii aluminiowej oraz dodatkową

ochronę przeciwwilgociową poprzez wypełnienie specjalnym żelem.

Miedziane żyły o średnicy 0,5 mm skręcone wspólnie w czwórki (rzadko dwójki) tworzą

wiązki, te zaś tworzą struktury większe zwane pęczkami.

Produkuje się kable miejscowe dla sieci napowietrznych z żyłami również o średnicach:

0,4 mm i 0,6 mm.

Symbol kabla ma następujące znaczenie: X – powłoka

zewnętrzna z polietylenu, z – zapora przeciwwilgociowa

w postaci folii aluminiowej,

TKM – telekomunikacyjny kabel miejscowy, X –

powłoka żył wykonana z polietylenu, w –


23

wypełnienie kabla żelem przeciwwilgociowym, n –

kabel samonośny (linka stalowa).


Rys. 22. Budowa kabla XzTKMXwn [2, s. 13]

Telekomunikacyjne kable miejscowe produkuje się najczęściej w strukturze czwórkowej

z żyłami o średnicy 0.5 mm.

Pojemności kabli miejscowych samonośnych zawiera się w przedziale od 5 do 50 czwórek

(od XzTKMXwn5×4×0,5 do XzTKMXwn50×4×0,5).

Kable te w sieciach miejscowych pełnią rolę rozdzielczych. Kabel 5×4 stosowany jest

również w napowietrznych sieciach abonenckich.

Przekrój kabla w przybliżeniu przypomina ósemkę.

Wymiary zewnętrzne kabla XzTKMXwn są następujące:

5×4×0,5–13,0 × 21,0 mm,

10×4×0,5–15,5 × 24,0 mm,

15×4×0,5–17,5 × 26,0 mm,

25×4×0,5–20,5 × 30,0 mm,

35×4×0,5–23,5 × 35,0 mm, 50×4×0,5–26,5

× 38,0 mm.


5×4×0,5–180 kg/km,

10×4×0,5–261 kg/km,

15×4×0,5–323 kg/km,

25×4×0,5–493 kg/km,

35×4×0,5–670 kg/km,

50×4×0,5–881 kg/km,

Średnice zastosowanej linki stalowej w poszczególnych wielkościach kabla są następujące:

5×4×0,5–3 mm,

10×4×0,5–3 mm,

15×4×0,5–3 mm,

25×4×0,5–4 mm,

35×4×0,5–5 mm, 50×4×0,5–5

mm.


Telekomunikacyjny kabel miejscowy odporny na atak gryzoni XzTKMXwFfx.

Kabel wzmocniony mechanicznie i uodporniony na działanie gryzoni.


24

Zewnętrzna powłoka polietylenowa pozwala stosować kabel na zewnątrz. Pozwala układać

go bezpośrednio w gruncie, zaciągać do kanalizacji i rurociągów kablowych lub prowadzić w

kanałach technicznych zewnętrznych.

Pod powłoką zewnętrzną kabel posiada opancerzenie z falowanej blachy stalowej.

Dodatkowo kabel posiada zaporę przeciwwilgociową w postaci folii aluminiowej oraz

dodatkową ochronę przeciwwilgociową poprzez wypełnienie specjalnym żelem.

Miedziane żyły o średnicy 0,5 mm skręcone wspólnie w czwórki (rzadko dwójki czyli pary)

tworzą wiązki, te zaś tworzą struktury większe zwane pęczkami.

Produkuje się kable miejscowe z żyłami również o średnicach: 0,4 mm, 0,6 mm i 0,8 mm.

Symbol kabla ma następujące znaczenie: X

– powłoka zewnętrzna z polietylenu,

z – zapora przeciwwilgociowa w postaci folii aluminiowej, TKM

– telekomunikacyjny kabel miejscowy,

X – powłoka żył wykonana z polietylenu piankowego,

w – wypełnienie kabla żelem

przeciwwilgociowym, Ff – opancerzenie falowaną

taśmą stalową, X – dodatkowa osłona

polietylenowa.


Rys. 23. Budowa kabla XzTKMXwFfx [2, s. 17]

Telekomunikacyjne kable miejscowe tego typu produkuje się najczęściej w strukturze

czwórkowej z żyłami o średnicy 0,5 mm.

Pojemności kabli miejscowych zawierają się w przedziale od 5 do 50 czwórek (od

XzTKMXwFfx5×4×0,5 do XzTKMXwFfx50×4×0,5).

Kable te w sieciach miejscowych pełnią rolę rozdzielczych, a czasem 5×4 są

wykorzystywane jako kable abonenckie.


5×4×0,5–16,0 mm,

10×4×0,5–18,5 mm,

15×4×0,5–20,5 mm,

25×4×0,5–23,0 mm,

35×4×0,5–26,5 mm, 50×4×0,5–29,5

mm.


5×4×0,5–181 kg/km,

10×4×0,5–286 kg/km,

15×4×0,5–380 kg/km,

25×4×0,5–559 kg/km,


25

35×4×0,5–577 kg/km, 50×4×0,5–816

kg/km.


Telekomunikacyjny kabel stacyjny ekranowany YTKSYekw

Kabel przeznaczony do zastosowania wewnątrz obiektów (najczęściej

telekomunikacyjnych i teleinformatycznych) do łączenia urządzeń i podzespołów.

Zewnętrzna powłoka polwinitowa nie jest odporna na warunki zewnętrzne. Jej skład

chemiczny powoduje, że jest to kabel niepalny i nierozprzestrzeniający ognia.

Kabel przeznaczony jest do układania w ciągach kablowych, w rynienkach i na drabinkach,

a także w listwach i korytach instalacyjnych stalowych lub PCV.

Kabel nie posiada zapory przeciwwilgociowej i wypełnienia żelowego. Nie jest odporny

na działanie wilgoci.

Miedziane żyły o średnicy 0,5 mm skręcone wspólnie w dwójki (pary) tworzą wiązki, te

zaś tworzą struktury większe zwane pęczkami.

Produkuje się kable miejscowe z żyłami również o średnicach: 0,4 mm i 0,8 mm.

Symbol kabla ma następujące znaczenie:

Y – powłoka zewnętrzna z polwinitu,

Yn – powłoka zewnętrzna z polwinitu niepalnego,

TKS – telekomunikacyjny kabel stacyjny, Y

– powłoka żył wykonana z polwinitu, ekw –

ośrodek kabla posiada wspólny ekran.


Rys. 24. Budowa kabla YTKSYekw [2, s. 21]

Telekomunikacyjne kable stacyjne tego typu produkuje się najczęściej w strukturze

dwójkowej z żyłami o średnicy 0,5 mm.

Pojemności kabli stacyjnych zawierają się w przedziale od 1 do 53 pary (od

YTKSYekw1×2×0,5 do YTKSYekw53×2×0,5).

Średnice zewnętrzne kabla YTKSYekw mają następujące wartości:

1×2×0,5–4,8 mm,

2×2×0,5–5,2 mm,

3×2×0,5–6,5 mm,

5×2×0,5–7,0 mm,

6×2×0,5–8,0 mm,

7×2×0,5–8,4 mm,

10×2×0,5–9,0 mm,

12×2×0,5–9,5 mm,

14×2×0,5–10,0 mm,

21×2×0,5–12,0 mm,


26

28×2×0,5–14,0 mm,

30×2×0,5–14,5 mm,

35×2×0,5–15,5 mm,

42×2×0,5–16,5 mm,

48×2×0,5–17,5 mm, 53×2×0,5–18,0

mm.


1×2×0,5–16,3 kg/km,

2×2×0,5–23,6 kg/km,

3×2×0,5–30,3 kg/km,

5×2×0,5–43,2 kg/km,

6×2×0,5–53,0 kg/km,

7×2×0,5–59,1 kg/km,

10×2×0,5–77,7 kg/km,

12×2×0,5–89,4 kg/km,

14×2×0,5–101,4 kg/km,

21×2×0,5–145,9 kg/km,

28×2×0,5–190,4 kg/km,

30×2×0,5–202,0 kg/km,

35×2×0,5–229,7 kg/km,

42×2×0,5–269,0 kg/km,

48×2×0,5–302,4 kg/km,

53×2×0,5–329,6 kg/km,


Telekomunikacyjny kabel stacyjny wielkiej częstotliwości YTKSYekp

Kabel przeznaczony do zastosowania wewnątrz obiektów

teleinformatycznych i telekomunikacyjnych do połączenia urządzeń pracujących w paśmie do

1 MHz.

Zewnętrzna powłoka polwinitowa nie jest odporna na warunki zewnętrzne. Jej skład

chemiczny powoduje, że jest to kabel niepalny i nierozprzestrzeniający ognia.

Kabel przeznaczony jest do układania w ciągach kablowych, w rynienkach i na drabinkach,

a także w listwach i korytach instalacyjnych stalowych lub PCV.

Kabel nie posiada zapory przeciwwilgociowej i wypełnienia żelowego. Nie jest odporny

na działanie wilgoci.

Miedziane żyły o średnicy 0,4 mm skręcone wspólnie w dwójki (pary) tworzą wiązki w

ilości 1 lub 8.




TKS – telekomunikacyjny kabel stacyjny, Y –

powłoka żył wykonana z polwinitu, ekp –

każda z par indywidualnie ekranowana.

Budowę telekomunikacyjnego kabla stacyjnego w.cz. przedstawia rysunek 25.


27

Rys. 25. Budowa kabla YTKSYekp [2, s. 29]

Telekomunikacyjne kable stacyjne tego typu produkuje się najczęściej w strukturze

dwójkowej z żyłami o średnicy 0.4 mm.

Kable stacyjne w.cz. produkuje się w dwóch pojemnościach: 1 lub 8 par

(YTKSYekp1×2×0,4 lub YTKSYekp8×2×0,4).

Średnice zewnętrzne kabla YTKSYekw mają następujące wartości: 1×2×0,4–4,5

mm,

8×2×0,4–15,0 mm,


1×2×0,4–16,0 kg/km,

8×2×0,4–166,0 kg/km,


Telekomunikacyjny kabel zakończeniowy ekranowany YTKZYekw.

Kabel stosowany do zakańczania telekomunikacyjnych kabli miejscowych (sieci

miejscowej) w pomieszczeniach obiektów telekomunikacyjnych. Najczęściej stanowią odcinek

pośredniczący między kablami miejscowymi a pomieszczeniami przełącznic.

Zewnętrzna elastyczna powłoka polwinitowa pozwala stosować kabel wewnątrz obiektów

w kanałach, korytach, drabinkach i listwach instalacyjnych metalowych lub PCV.

Kabel nie posiada zapory przeciwwilgociowej oraz nie jest wypełniony żelem.

Miedziane żyły o średnicy 0,5 mm skręcone wspólnie w czwórki tworzą wiązki.

Produkuje się kable miejscowe z żyłami również o średnicach: 0,6 mm i 0,8 mm.




TKZ – telekomunikacyjny kabel zakończeniowy,

Y – powłoka żył wykonana z polwinitu, ekw –

ośrodek kabla otoczony wspólnym ekranem.

Budowę telekomunikacyjnego kabla zakończeniowego przedstawia rysunek 26.

Rys. 26. Budowa kabla YTKZYekw [2, s. 31]

Telekomunikacyjne kable zakończeniowe produkuje się najczęściej w strukturze

czwórkowej z żyłami o średnicy 0,5 mm.


28

Pojemności kabli zakończeniowych zawierają się w przedziale od 5 do 50 czwórek (od

YTKZYekw5×4×0,5 do YTKZYekw50×4×0,5).


5×4×0,5–9,0 mm,

10×4×0,5–12,0 mm,

15×4×0,5–14,0 mm,

20×4×0,5–15,5 mm,

35×4×0,5–20,0 mm, 50×4×0,5–22,5

mm.


5×4×0,5–73 kg/km,

10×4×0,5–135 kg/km,

15×4×0,5–190 kg/km,

20×4×0,5–242 kg/km,

35×4×0,5–397 kg/km, 50×4×0,5–549

kg/km.


Teleinformatyczny kabel nieekranowany UTP kat.5.

Kabel stosowany do transmisji sygnałów wymagających dużej przepływności binarnej oraz

częstotliwości do 100 MHz (kat. 5) lub 125 MHz (kat. 5e lub 5+).

Najczęściej stosowany w sieciach komputerowych lokalnych, systemach automatyki,

sterowania i przetwarzania danych oraz systemach telewizji kablowej i dozorowej CCTV.

Zewnętrzna elastyczna powłoka polwinitowa pozwala stosować kabel jedynie wewnątrz

obiektów w kanałach, korytach, drabinkach i listwach instalacyjnych metalowych lub PCV.


Kabel posiada 8 miedzianych żył o średnicy 0,5 mm każda, skręconych parami.

Symbol kabla UTP 4×2×0,5 ma następujące znaczenie:

U – unshielded (tzn. nieekranowany z jęz. angielskiego), T

– twisted (skręcone, z jęz. angielskiego),

P – pairs (pary, z jęz. angielskiego),

4 – liczba wiązek (par), 2

– liczba żył w wiązce,

0,5 – średnica żyły.

Budowę teleinformatycznego kabla nieekranowanego kategorii 5 przedstawia rysunek 27.

Rys. 27. Budowa kabla UTP kat. 5 [2, s. 34]

W strukturze kabla daje się wyszczególnić 4 pary, a w każdej z par pierwszą i drugą żyłę

(żyłę „a” i żyłę „b”).

Kolorystyka żył jest następująca:


29

Para 1: żyły biało – niebieska oraz niebieska.

Para 2: żyły biało – pomarańczowa oraz pomarańczowa.

Para 3: żyły biało – zielona oraz zielona.

Para 4: żyły biało – brązowa oraz brązowa.

Średnica zewnętrzna kabla UTP kat. 5 ma wartość 6 mm. Odcinki

fabrykacyjne wynoszą 305 mb.

Teleinformatyczny kabel ekranowany folią FTP kat.5


częstotliwości do 100 MHz (kat. 5) lub 125 MHz (kat. 5e lub 5+) w miejscach gdzie występują

duże zakłócenia polami elektromagnetycznymi.








F – foiled (tzn. ekranowany folią, z jęz. angielskiego),

T – twisted (skręcone, z jęz. angielskiego),





Kabel wyposażony jest w metalową żyłę uziemiającą, połączoną elektrycznie z ekranem.


Rys. 28. Budowa kabla FTP kat. 5 [2, s. 37]




Para 1: żyły biało – niebieska oraz niebieska.

Para 2: żyły biało – pomarańczowa oraz pomarańczowa.

Para 3: żyły biało – zielona oraz zielona.

Para 4: żyły biało – brązowa oraz brązowa.

Średnica zewnętrzna kabla FTP kat. 5 ma wartość 6 mm. Odcinki


Teleinformatyczny kabel z oplotem ekranowym STP kat.6.


30


częstotliwości do 250 MHz (kat. 6) w miejscach gdzie występują duże zakłócenia polami

elektromagnetycznymi oraz zwiększone wymagania dotyczące wytrzymałości mechanicznej

kabla.







Symbol kabla STP 4×2×0,5 ma następujące znaczenie:

S – shielded (tzn. ekranowany siatką, z jęz. angielskiego), T






Kabel wyposażony jest w metalową żyłę uziemiającą, połączoną elektrycznie z ekranem.


Rys. 29. Budowa kabla STP kat. 6 [2, s. 39]




Para 1: żyły biało-niebieska oraz niebieska.

Para 2: żyły biało-pomarańczowa oraz pomarańczowa.

Para 3: żyły biało-zielona oraz zielona.

Para 4: żyły biało-brązowa oraz brązowa.

Średnica zewnętrzna kabla STP kat. 6 ma wartość 7 mm. Odcinki


Teleinformatyczny kabel nieekranowany zewnętrzny OUT DOOR UTP kat.5


częstotliwości do 100 MHz (kat. 5) lub 125 MHz (kat. 5e lub 5+).



Kabel posiada polietylenową powłokę zewnętrzną oraz polietylenowe izolacje każdej z

żył, co pozwala stosować kabel również poza obiektami (instalacje zewnętrzne, rurociągi

kablowe, itp.).


31

Kabel nie posiada zapory przeciwwilgociowej w formie powłoki aluminiowej oraz nie jest

wypełniony żelem.



U – unshielded (tzn. nieekranowany z jęz. angielskiego), T







Rys. 27. Budowa kabla OUT DOOR UTP kat. 5 [2, s. 39]




Para 1: żyły biało-niebieska oraz niebieska.

Para 2: żyły biało-pomarańczowa oraz pomarańczowa.

Para 3: żyły biało-zielona oraz zielona.

Para 4: żyły biało-brązowa oraz brązowa.

Średnica zewnętrzna kabla OUT DOOR UTP kat. 5 ma wartość 7.8 mm.

Masa kabla wynosi 46 kg/km.


Optotelekomunikacyjny kabel stacyjny W – NOTKSd

Kabel przeznaczony do transmisji sygnałów cyfrowych i analogowych w całym paśmie

optycznym wykorzystywanym we wszystkich systemach transmisji. Stosowany w sieciach

telekomunikacyjnych i teleinformatycznych.

Kabel przeznaczony do stosowania wewnątrz budynków i prowadzenia na drabinkach,

korytach i listwach instalacyjnych.

Kabel posiada bezhalogenową powłokę zewnętrzną (dzięki czemu jest niepalny i

nierozprzestrzeniający ognia, a nawet samogasnący) oraz konstrukcję w formie tuby ścisłej o

zewnętrznej średnicy 0.9 mm.

Kabel nie posiada zapory przeciwwilgociowej w formie powłoki aluminiowej oraz nie

jest wypełniony żelem. W przypadku kabli światłowodowych wilgoć nie jest tak

niebezpieczna, jak w przypadku kabli z żyłami miedzianymi.

Kabel wyposażany jest w 4, 6, 8, 12 lub 24 włókna umieszczone w ścisłych tubach.

Włókna jednomodowe zwykłe oznacza się symbolem J, włókna jednomodowe z

przesuniętą dyspersją symbolem Jn, włókna wielodomowe gradientowe o średnicy rdzenia 50

nm oznacza się symbolem G50, a włókna wielodomowe gradientowe o średnicy rdzenia 62,5

nm oznacza się symbolem G62.5.


32

Przykładowe pełne oznaczenie kabla tego typu jest następujące: W – NOTKSd 12J+12G50.

Kabel posiada dodatkowe wzdłużne wzmocnienie mechaniczne w postaci włókna

aramidowego.

Symbol kabla W – NOTKSd ma następujące znaczenie: W

– kabel do zastosowań wewnętrznych,

N – kabel wyposażony w niepalną powłokę bezhalogenową,

OTK – optotelekomunikacyjny kabel, S – ośrodek kabla

w strukturze tuby ścisłej, d – kabel całkowicie

dielektryczny (nie posiada metalu).

Budowę optotelekomunikacyjnego stacyjnego wewnętrznego w konstrukcji tuby ścisłej

przedstawia rysunek 28.

Rys. 28. Budowa kabla W – NOTKSd [2, s. 42]

Kable stacyjne światłowodowe są w pełni dielektryczne, odporne na zakłócenia

elektromagnetyczne (można stosować bezpośrednio obok kabli urządzeń

elektroenergetycznych), są giętkie i łatwe w montażu oraz pozwalają na montaż złączy

dowolnego typu.

Średnice zewnętrzne kabla W – NOTKSd mają następujące wartości:

2 włókna – 3,5 mm,


6 włókien – 4,6 mm,



12 włókien – 5,5 mm, 24

włókna – 8,0 mm.


2 włókna – 13,5 kg/km,

4 włókna – 14,4 kg/km,

6 włókien – 17,2 kg/km,




24 włókna – 50,0 kg/km.

Odcinki fabrykacyjne produkuje się według poszczególnych zamówień.

Kable światłowodowe tego typu można przechowywać w temperaturach od –30 do +70

°C, instalować w temperaturach od –5 do +60 °C, a

eksploatować w temperaturach od –20 do +60 °C.


33

Optotelekomunikacyjny kabel stacyjny rozdzielczy W – NNOTKSd.




Kabel przeznaczony do stosowania wewnątrz budynków i prowadzenia na drabinkach,

korytach i listwach instalacyjnych.

Kabel posiadający w swojej strukturze większą niż standardowy kabel stacyjny liczbę

włókien (do 96). Włókna zgrupowane są w modułach (od 1 do 12 włókien w module) odrębnie

wyposażonych w dodatkowe powłoki bezhalogenową.

Produkuje się kable o ilości od 2 do 8 modułów.


nierozprzestrzeniający ognia) oraz konstrukcję w formie tuby ścisłej o zewnętrznej średnicy

0.9 mm.




Kabel wyposażany jest w 2, 4, 6, 8, 10, 12, 24, 48, 96 włókna umieszczone w ścisłych

tubach.





Przykładowe pełne oznaczenie kabla tego typu jest następujące: W – NNOTKSd

12J+24G62.5.


aramidowego.

Symbol kabla W – NNOTKSd ma następujące znaczenie: W

– kabel do zastosowań wewnętrznych,


N – każdy z modułów posiada niepalną powłokę bezhalogenową,




Budowę optotelekomunikacyjnego stacyjnego rozdzielczego kabla wewnętrznego

przedstawia poniższy rysunek 29.

Rys. 29. Budowa kabla W – NNOTKSd [2, s. 43]




dowolnego typu.


34

Średnice zewnętrzne kabla W – NNOTKSd mają następujące wartości:








48 włókna – 27,5 mm, 96

włókna – 27,5 mm.


2 włókna – 71 kg/km,


6 włókien – 79 kg/km,





48 włókna – 190 kg/km, 96

włókna – 300 kg/km.


Kable światłowodowe tego typu można przechowywać w temperaturach od – 30 do +70



Optotelekomunikacyjny kabel zewnętrzno – wewnętrzny ZW – NOTKSd.




Kabel może być stosowany wewnątrz budynków i prowadzenia na drabinkach, korytach i

listwach instalacyjnych, a także na zewnątrz w kanalizacjach i rurociągach kablowych.



zewnętrznej średnicy 0,9 mm.




Kabel wyposażany jest w 2, 4, 6, 8, 10 lub 12 włókna umieszczone w ścisłych tubach.





Przykładowe pełne oznaczenie kabla tego typu jest następujące: ZW – NOTKSd 6J+6G50.


aramidowego.


35

Symbol kabla ZW – NOTKSd ma następujące znaczenie: Z

– kabel można stosować na zewnątrz,

W – kabel można stosować wewnątrz,







Rys. 30. Budowa kabla W – NOTKSd [2, s. 42]




dowolnego typu.

Średnice zewnętrzne kabla W – NOTKSd mają następujące wartości:





10 włókien – 11 mm,

12 włókien – 11 mm,












Światłowodowy kabel zewnętrzno – wewnętrzny dwuwłóknowy ZW – NNOTKSd




Kabel może być stosowany wewnątrz budynków i prowadzenia na drabinkach, korytach i

listwach instalacyjnych, a także na zewnątrz w kanalizacjach i rurociągach kablowych.



zewnętrznej średnicy 0,9 mm.


36

Kabel nie posiada zapory przeciwwilgociowej w formie powłoki aluminiowej oraz nie jest

wypełniony żelem. W przypadku kabli światłowodowych wilgoć nie jest tak niebezpieczna, jak

w przypadku kabli z żyłami miedzianymi.

Kabel produkowany jest tylko w wersji dwuwłókowej (każde z włókien umieszczone w

odrębnej tubie ścisłej).

Włókna jednomodowe oznacza się symbolem J, włókna jednomodowe z przesuniętą

dyspersją symbolem Jn, włókna wielodomowe gradientowe o średnicy rdzenia 50 nm oznacza

się symbolem G50, a włókna wielodomowe gradientowe o średnicy rdzenia 62,5 nm oznacza

się symbolem G62.5.

Przykładowe pełne oznaczenie kabla tego typu jest następujące: ZW – NNOTKSd 2J.

Kabel posiada dodatkowe wzdłużne wzmocnienie mechaniczne w postaci centralnego

pręta dielektrycznego FRP oraz standardowego wzmocnienia wzdłużnego z włókien

aramidowych.

Symbol kabla ZW – NNOTKSd ma następujące znaczenie: Z

– kabel można stosować na zewnątrz,

W – kabel można stosować wewnątrz,

NN – każda z tub wyposażona w niepalną powłokę bezhalogenową,






Rys. 31. Budowa kabla ZW – NNOTKSd [2, s. 45]




dowolnego typu.

Wymiary zewnętrzne kabla ZW – NNOTKSd mają wartości: 3,0×9.0 mm, masa kabla

wynosi 27 kg/km, długość fabrykacyjna 1000 mb lub według zamówienia.


°C, instalować w temperaturach od –15 do +60 °C, a eksploatować w temperaturach od –20 do

+60 °C.

Światłowodowy zewnętrzny kabel tubowy Z – XOTKtsd




Kabel może być stosowany bezpośrednio w ziemi lub układany w kanalizacjach kablowych

i rurociągach.


37

Kabel posiada polietylenową powłokę zewnętrzną, konstrukcję tubową z uszczelnionym

ośrodkiem i jest całkowicie dielektryczny, co pozwala stosować go w bezpośrednim sąsiedztwie

sieci i urządzeń elektroenergetycznych.

Kabel produkuje się z dowolnymi typami włókien. Włókna jednomodowe oznacza się

symbolem J, włókna jednomodowe z przesuniętą dyspersją symbolem Jn, włókna

wielodomowe gradientowe o średnicy rdzenia 50 nm oznacza się symbolem G50, a włókna

wielodomowe gradientowe o średnicy rdzenia 62,5 nm oznacza się symbolem G62.5.

Przykładowe pełne oznaczenie kabla tego typu jest następujące:

Z – XOTKtsd24J+48G50.

Kabel posiada mechaniczne wzmocnienie w postaci pręta dielektrycznego FRP oraz

standardowego wzmocnienia wzdłużne z włókien aramidowych.

Symbol kabla Z – XOTKtsd ma następujące znaczenie:

Z – kabel do zastosowań zewnętrznych,

X – kabel ma zewnętrzną powłokę polietylenową, OTK

– optotelekomunikacyjny kabel, ts – kabel posiada

suche uszczelnienie ośrodka, d – kabel całkowicie


Budowę optotelekomunikacyjnego kabla tubowego zewnętrznego przedstawia rysunek 32.

Rys. 32. Budowa kabla Z – XOTKtsd [2, s. 47]

Kable światłowodowe zewnętrzne kanałowe są w pełni dielektryczne, odporne na

zakłócenia elektromagnetyczne (można stosować bezpośrednio obok kabli urządzeń

elektroenergetycznych) oraz są odporne na warunki zewnętrzne.

Wymiary zewnętrzne kabla Z – XOTKtsd w zależności od ilości włókien są następujące:

od 4 do 12 włókien – 8 mm, od

13 do 24 włókien – 11 mm, od




145 do 216 włókien – 17 mm,

od 217 do 288 włókien – 19

mm.

Masa kabla Z – XOTKtsd w zależności od ilości włókien jest

następująca: od 4 do 12 włókien – 47 kg/km, od 13 do 24 włókien – 80

kg/km, od 25 do 48 włókien – 100 kg/km, od 49 do 96 włókien – 130

kg/km, od 97 do 144 włókien – 196 kg/km, od 145 do 216 włókien – 200

kg/km, od 217 do 288 włókien – 255 kg/km.

Długość fabrykacyjna: 4000 mb lub według zamówienia.


°C, instalować w temperaturach od –15 do +60 °C, a eksploatować w temperaturach od –20 do

+60 °C.


38

Nierozłączny zespół łączówkowy KRONE LSA Plus 2/10

Sieci telekomunikacyjne z żyłami miedzianymi (obecnie są to już tylko sieci miejscowe)

charakteryzują się dużą liczbą przewodów (metalowych żył) o średnicy od 0.4 do 0.8 mm (np.

w kablu 100 – parowym żył takich jest 200), natomiast wartości prądów płynących przez te

żyły w trakcie normalnej eksploatacji sieci nie przekraczają kilku miliamperów.

Elementy połączeniowe dla takich kabli są więc całkiem inne niż np. puszki połączeniowe

stosowane w instalacjach elektrycznych, gdzie liczba przewód doprowadzanych do każdej

puszki jest niewielka (najczęściej poniżej 10), a z kolei wartości prądów mogą przekraczać 15

A.

Pasywne elementy połączeniowe (węzłowe) w telekomunikacyjnych sieciach miejscowych

muszą charakteryzować się następującymi cechami: – możliwość przyłączania dużej liczby

przewodów,

– możliwość łatwego numerowania i identyfikowania każdego z

przewodów,

– łatwy dostęp do każdego z zacisków dla urządzeń pomiarowych,

– łatwość łączenia i rozłączania poszczególnych żył przewodów,

– wieloletnia niezawodność i pewność połączeń.

Z biegiem czasu stosowane były w Polsce i innych krajach m.in. łączówki śrubowe,

lutowane, skręcane itd. Najlepszym jednak rozwiązaniem, spełniającym wszystkie wymienione

wyżej wymagania, a szczególnie szybkość łączenia żył, są zaciski szczelinowe: żyła metalowa

kabla wciskana jest w przygotowaną, ciasną metalową szczelinę o ostrych krawędziach (o

wymiarach nieco mniejszych, niż średnica żyły), dzięki czemu podczas „przyłączania”

przewodu następuje niewielkie nacięcie przyłączanej żyły, co dodatkowo zwiększy

powierzchnię i jakość połączenia elektrycznego.

Łączówki z zaciskami szczelinowymi wytwarzali różni producenci, w tym m.in. polskie

zakłady Telkom – Teletra z Poznania, Telkom – Telfa z Bydgoszczy, włoski koncern Reiche

de Massami lub niemiecki producent KRONE AG.

Praktyka pokazała, że najlepsze produkty pod względem jakościowym wytwarzali Niemcy,

przez co wszyscy przodujący operatorzy telekomunikacyjni, nie tylko w Polsce, wymagają

stosowania łączówek i innych elementów łączeniowych dla kabli miedzianych produkcji

KRONE AG.

Standardem stał się dwurzędowy (połączeniowych) zespół szczelinowy 10 – parowy.

Rysunek 33 przedstawia łączówkę 10 – parową nierozłączną typu LSA 2/10 KRONE.

Rys. 33. Zespół łączówkowy LSA 2/10 KRONE [3, s. 12]


39

Należy zwrócić uwagę, że w przypadku przedstawionej na rysunku łączówki, pary

numeruje się od 1 do 10 (para 10 oznaczana jest jednocyfrowo jako 0).

Przyjęty standard numeracji uzależniony jest jednak od wymagań właściciela

infrastruktury sieciowej (np. w sieciach miejscowych Telekomunikacji Polskiej S.A. stosuje się

numerację par od 0 do 9, czyli numery poszczególnych par na łączówce są o jedną pozycję

przesunięte w stosunku do numeracji pokazanej na rysunku 33).

Jeżeli chodzi o pojęcie „zespół nierozłączny”, jest to taki typ łączówki, gdzie listwa

zaciskowa górna i dolna (czyli każdy z 20 metalowych elementów połączeniowy

wyposażonych w szczelinę zaciskową górną i dolną) ma stałe połączenie pomiędzy szczeliną

górną oraz dolną niezależnie od tego, czy w środkowej części łączówki w gniazdo zaciskowe

włączony został wtyk badawczy, czy nie.

Analogicznie, zespół łączówkowy rozłączny, powoduje z kolei odłączenie listwy górnej od

dolnej dla danej pary w momencie włączenia wspomnianego wtyku badawczego w gniazdo

dla tej pary.

Łączówka przełączna z kolei działa przeciwnie do rozłącznej, dzięki czemu wtyk

badaniowy uznać możemy za rodzaj klucza podającego sygnał dla określonego abonenta.

Wtyki badaniowe zaopatrzone są najczęściej w bezpieczniki przeciwprzepięciowe i

przeciwprzetężeniowe, co zabezpiecza urządzenia telekomunikacyjne po na jednym i drugim

końcu łącza przed wyładowaniami atmosferycznymi.


Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Czy potrafisz scharakteryzować budowę, przeznaczenie, podstawowe parametry i

oznaczanie telekomunikacyjnych kabli miejscowych?

2. Czym wyróżniają się kable miejscowe samonośne?

3. Co charakteryzuje telekomunikacyjne kable miejscowe doziemne, zabezpieczane

dodatkowo taśmami stalowymi?

4. Czym wyróżniają się telekomunikacyjne kable stacyjne?

5. Jakie są podstawowe cechy i parametry telekomunikacyjnych kabli stacyjnych

przeznaczonych do przenoszenia sygnałów wielkich częstotliwości?

6. Do czego służą telekomunikacyjne kable zakończeniowe?

7. Co wyróżnia kable teleinformatyczne nieekranowane?

8. Kiedy zamiast kabli nieekranowanych zastosujemy kable teleinformatyczne ekranowane

folią metalową?

9. Kiedy użyjemy kabli teleinformatycznych ekranowanych oplotem metalowym?

10. Czym różnią się kable teleinformatyczne wewnętrzne i zewnętrzne?

11. Co wyróżnia kable światłowodowe stacyjne?

12. Czym różnią się kable światłowodowe stacyjne oraz kable światłowodowe stacyjne

rozdzielcze?

13. Czy potrafisz scharakteryzować budowę, przeznaczenie, podstawowe parametry i

oznaczanie światłowodowych kabli zewnętrzno-wewnętrznych?

14. Co oznacza pojecie: kabel światłowodowy wewnętrzny specjalistyczny?

15. Co charakteryzuje światłowodowe zewnętrzne kable tubowe?

16. Jakie są podstawowe cechy elementów techniki szybkiego łączenia kabli i przewodów z

żyłami miedzianymi, stosowanych w telekomunikacji?

17. Gdzie stosuje się szczelinowe zespoły łączówkowe LSA 2/10?


40

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Rozpoznaj i zidentyfikuj kable i przewody telekomunikacyjne na podstawie dostarczonych

próbek.

Sposób wykonania ćwiczenia


1) obejrzeć dokładnie dostarczone próbki kabli i przewodów,

2) zapisać dla każdego z nich podstawowe cechy konstrukcyjne,

3) zapisać z pamięci listę symboli prawdopodobnych kabli,

4) wybrać z listy właściwy symbol kabla, który odpowiada analizowanej próbce, 5) uzasadnić

wybór określonego kabla.


− próbki co najmniej trzech kabli i/lub przewodów telekomunikacyjnych miedzianych i/lub

światłowodowych, − ołówek,


Ćwiczenie 2

Przy pomocy komputera sporządź w formie tabeli skrócony informator techniczny

mówiący o zasadach oznaczania i identyfikowania poszczególnych typów i rodzajów kabli




1) przeanalizować dostarczone katalogi kabli i przewodów,

2) zapoznać się z symbolami używanymi do oznaczania kabli i przewodów, 3)

sporządzić tabelę, której kolumny nazywają się:

– rodzaj kabla,

– przeznaczenie,

– miejsce stosowania,

– rodzaj powłoki zewnętrznej,

– powłoki dodatkowe,

– ochrona dodatkowa,

– wzmocnienia,

– konstrukcja,

– rodzaj żył, – ilości żył,

– powłoki wewnętrzne.

W wierszach tabeli zapisać oznaczenia literowe poszczególnych parametrów.



41

− katalogi kabli i przewodów telekomunikacyjnych (miedzianych i

światłowodowych), − komputer z pakietem biurowym, − ołówek, − papier do

pisania.


Czy potrafisz:

Tak Nie

1) stosować kable i przewody telekomunikacyjne i teleinformatyczne?

2) rozpoznawać poszczególne typy kabli i przewodów na podstawie

oznaczeń i symboli?

3) rozpoznawać poszczególne typy kabli i przewodów na konstrukcji?

4) identyfikować podstawowe parametry kabli i przewodów oraz ich symbole i oznaczenia na

podstawie budowy i konstrukcji?

5) scharakteryzować budowę, przeznaczenie, podstawowe parametry

i oznaczanie telekomunikacyjnych kabli miejscowych?


42

4.3. Architektura stałych sieci i systemów telekomunikacyjnych


Międzynarodowa sieć telekomunikacyjna

Jest to najwyższy w układzie hierarchicznym poziom sieci telekomunikacyjnej (często

zwanym międzynarodową siecią szkieletową), która służy nie tylko realizacji

międzynarodowych połączeń telefonicznych, ale współcześnie zapewnia także łączność

teleinformatyczną i telekomunikacyjną w szerokim rozumieniu.

Sieć międzynarodową tworzą tranzytowe centrale telekomunikacyjne, posiadające statut

central międzynarodowych, gdyż współpracują one z łączami telekomunikacyjnymi

(przewodowymi i bezprzewodowymi) łączącymi poszczególne kraje sąsiadujące.

Każde państwo posiada co najmniej jedną centralę międzynarodową, połączoną traktami

międzynarodowymi z analogicznymi, sąsiednimi centralami za granicą lub w kraju.

Centrala międzynarodowa pełni rolę bramy komunikacyjnej danego kraju (lub części kraju)

w zakresie łączności i teleinformatyki: oznacza to, że nie ma innej drogi połączeń

telekomunikacyjnych lub teleinformatycznych z oraz do danego kraju, niż przez centralę

międzynarodową w tym kraju.

Warto dodać, że centrale międzynarodowe w dużej części stanowią jedynie przekaźniki

informacji (są bowiem węzłami sieci międzynarodowej).

Łącza telekomunikacyjne, stanowiące sieć międzynarodową, zrealizowane są różnych

technologiach, wynikających z możliwości technicznych, uwarunkowań formalnych i

terenowych, warunków bezpieczeństwa, zagadnień niezawodnościowych, itp. Wymaga się od

tych sieci bardzo wysokiej przepustowości przy zachowaniu niezawodności bezpieczeństwa.

Sieci te są więc obsługiwane przez wiodące systemy teletransmisyjne z PDH, SDH i ATM na

czele, co pozwala na uzyskanie transmisji na pojedynczym łączu do 155 Gb/s, a ostatnio nawet

do kilku terabitów na sekundę.

Łącza międzynarodowe są najczęściej budowane w postaci kablowych traktów

światłowodowych, traktów z kablami miedzianymi (kable miedziane są wypierane przez kable

światłowodowe) oraz łącza satelitarne i naziemne łącza radioliniowe. Każde telekomunikacyjne

łącze międzynarodowe posiada łącze rezerwowe, wykonane w innej technologii lub

prowadzone inną trasą.

Na rysunku 34, prezentującymi strukturę hierarchiczną (zunifikowaną, znormalizowaną)

sieci telekomunikacyjnej, sieć międzynarodowa stanowi poziom najwyższy, oznaczony

symbolem polskim MN.


43

Rys. 34. Struktura hierarchicznej szkieletowej sieci telekomunikacyjnej [3, s. 63]

Telekomunikacyjna sieć międzystrefowa

Do centrali (central) międzynarodowej danego kraju przyłączone są wszystkie

telekomunikacyjne centrale międzystrefowe, zwane dawniej międzymiastowymi i oznaczane

MM (zobacz rys. 34).

Sieć międzystrefowa stanowi główny szkielet sieci telekomunikacyjnej na obszarze danego

kraju. Zapewnia ona ruch telekomunikacyjny i teleinformatyczny oraz łączy sieci strefowe i

resortowe różnych operatorów i instytucji.

Sieć ta obsługiwana jest przez systemy teletransmisyjne i wykonywana najczęściej w

technologii linii optotelekomunikacyjnych lub linii radioliniowych.

Poziom wymaganych przepustowości łączy w tej sieci kształtuje się na poziomie od kilku

do kilkudziesięciu Gb/s.

Polska sieć międzystrefowa łączy telekomunikacyjne centrale międzystrefowe,

rozlokowane w 49 największych polskich miastach (w poprzednim podziale administracyjnym

kraju były to miasta wojewódzkie).

Lokalne sieci telekomunikacyjne operatorów stacjonarnych i komórkowych oraz sieci i

systemy teleinformatyczne na terenie danej strefy numeracyjnej (dawnego województwa)

przyłączone są do centrali międzystrefowej obsługującej ten rejon.

Sieć wewnątrzstrefowa

Telekomunikacyjna sieć wewnątrzstrefowa (oznaczana czasem obszarową, patrz rys. 34)

łączy wszystkie obiekty telekomunikacyjne i teleinformatyczne na danym terenie: centrale

końcowe operatora dominującego i operatorów konkurencyjnych (telefoniczne centrale


44

obsługujące linie abonenckie, zlokalizowane w dzielnicach i małych miejscowościach),

centrale obszarowe MSC operatorów komórkowych, centrale systemów łączności

bezprzewodowych resortowych (np. cyfrowy system radiokomunikacyjny używany przez

polską policję – TETRA), serwery teleinformatyczne, itp.

Wszystkie wymienione tu obiekty są najczęściej połączone za pośrednictwem łączy

kablowych (miedziane lub światłowodowe) lub bezprzewodowych (radiolinie) w relacji: każdy

z każdym. Wybrane z tych obiektów przyłączane są natomiast bezpośrednio do centrali

międzystrefowej MM obsługującej tę strefę.

Schemat funkcjonalny analogowej centrali telefonicznej.

Centrala telefoniczna końcowa jest usytuowana najniżej w hierarchii sieci

telekomunikacyjnej. Jej rola sprowadza się do obsługi abonentów (klientów) przyłączonych do

obiektu centrali za pośrednictwem analogowych lub cyfrowych łączy abonenckich

przewodowych lub radiodostępowych (bezprzewodowych).

Rysunek 35 przedstawia schemat funkcjonalny (w pewnym przybliżeniu schemat

blokowy) najprostszej, analogowej automatycznej centrali telefonicznej końcowej.

Rys. 35. Schemat funkcjonalny centrali telefonicznej końcowej [3, s. 69]

Centralnym elementem każdej centrali jest pole komutacyjne, wykonujące podstawowe

zadanie centrali, czy zestawiające połączenia między abonentami. Centrale elektromechaniczne

komutację abonentów realizowały w postaci połączenia elektrycznego obwodów linii

abonenckich przy użyciu przekaźników z zestykami, centrale elektromechaniczne i

elektroniczne analogowe zestawiały połączenie również zestawiając połączenie obwodu

elektrycznego.


45

Centrale cyfrowe nie zestawiają połączenia elektrycznego. Cyfrowe czasowo-przestrzenne

pola komutacyjne „przekazują” jedynie kolejne porcje informacji binarnych (kolejne bajty)

reprezentujące treść rozmowy telefonicznej z określonej szczeliny czasowej danego traktu

wejściowego do tego pola do określonej szczeliny czasowej danego traktu wyjściowego z tego

pola.

Schemat funkcjonalny cyfrowego systemu telekomunikacyjnego

Budowa ogólna centrali telekomunikacyjnej współczesnej znacznie różni się od

tradycyjnych central elektromechanicznych lub nawet elektronicznych, jeżeli ich zadaniem była

jedynie obsługa sieci telefonicznej.

Współczesne systemy cyfrowe, nazywane węzłami telekomunikacyjnymi, z założenia stały

się węzłami teleinformatycznymi ogólnego zastosowania, ponieważ nie muszą rozróżniać, czy

transmitowane i przetwarzane (komutowane) strumienie binarne stanowią treści rozmów

telefonicznych, czy też są to fragmenty np. przesyłanych plików. Należy dodać, że współczesne

cyfrowe systemy telekomunikacyjne, pracujące w węzłach szkieletowych, obsługują systemy

teletransmisyjne, teleinformatyczne, a także systemy łączności bezprzewodowej z telefonią

komórkową na czele.

Schemat ogólny współczesnego sytemu telekomunikacyjnego przedstawiony jest na

rysunku 36.

Rys. 36. Schemat funkcjonalny współczesnego cyfrowego systemu telekomunikacyjnego [3, s. 72]

Analizując powyższy rysunek stwierdzamy, że głównym, centralnym elementem systemu

telekomunikacyjnego cyfrowego pozostaje, podobnie jak było to w przypadku central

analogowych, pole komutacyjne (tu blok komutacji).

Obsługę formatów danych oraz parametrów elektrycznych przesyłanych sygnałów

zapewniają zespoły liniowe. Komunikację systemu cyfrowego w zakresie sygnalizacji i

synchronizacji z innymi analogicznymi systemami zapewniają bloki nadzoru i sygnalizacji, a

nad całością działania systemu czuwa blok sterowania.

Układy nazwane ogólnie zespołami liniowymi obsługują również analogowe i cyfrowe

łącza abonenckie: zapewniają zasilanie, dwukierunkową sygnalizację abonencką i

przetwarzanie formatów danych i parametrów elektrycznych.


Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.


46

1. Na czym polega idea hierarchicznej wielowarstwowej szkieletowej

sieci telekomunikacyjnej?

2. Jakie są główne elementy architektury oraz przeznaczenie telekomunikacyjnej sieci

międzynarodowej?

3. Jakie jest przeznaczenie telekomunikacyjnej sieci międzystrefowej?

4. Jakie jest przeznaczenie telekomunikacyjnej sieci wewnątrzstrefowej?

5. Czy potrafisz zaprezentować schemat funkcjonalny analogowej centrali telefonicznej?

6. Jakie jest przeznaczenie podstawowych bloków składowych centrali telefonicznej?

7. Z jakich bloków składa się schemat funkcjonalny

współczesnego systemu telekomunikacyjnego?

8. Jakie są różnice pomiędzy analogową automatyczną centralą telefoniczną i uniwersalnym

systemem telekomunikacyjnym w pełni cyfrowym?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Zaprojektuj szkieletową sieć telekomunikacyjną na obszarze jednego województwa (z.

łódzkiego), pokazując powiązanie z miastami (województwami) sąsiednimi. Ustal główne łącza

telekomunikacyjne na terenie tego województwa, należące do sieci międzynarodowej, sieci

międzystrefowej i sieci wewnątrzstrefowej.



1) narysować na środku czystego arkusza papieru formatu A3 prostokąt o wymiarach

zbliżonych do formaty A4. Ustalić, że jest to obszar województwa łódzkiego,

2) posłużyć się mapą Polski i zaznaczyć symbolicznie (kółkami) wszystkie największe miasta

znajdujące się w tym województwie, czyli m.in. Łódź, Pabianice, Zgierz, Kutno, Piotrków

Trybunalski, Skierniewice, Sieradz i Wieluń,

3) zaproponować linie telekomunikacyjne (nanieść na rysunku) łączące poszczególne miasta

oznaczając, do którego poziomu sieci łącza te należą,

4) nanieść łącza telekomunikacyjne biegnące poza terytorium omawianego województwa i

również je oznaczyć,

5) zapisać wnioski i uzasadnienie poszczególnych łączy stałych.


− mapa administracyjna Polski,

− arkusze papieru formatu A3,

− ołówek,



Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) scharakteryzować podstawowe bloki składowe centrali telefonicznej?


47

2) scharakteryzować podstawowe bloki składowe telekomunikacyjnych

systemów cyfrowych?

3) omawiać budowę i przeznaczenie poszczególnych segmentów sieci

miejscowych?

4) przyłączać do portów abonenckich analogowe i cyfrowe terminale i inne

urządzenia?

5) zastosować przewodową sieć telekomunikacyjną dla obsługi transmisji

danych? 6) posłużyć się podstawowymi przyrządami pomiarowymi?

7) omówić i charakteryzować główne zadania systemów

telekomunikacyjnych cyfrowych?

4.4. PCM 30/32 oraz układy komutacji przestrzenno-czasowej

4.4.1. Materiał nauczania Przetwarzanie A/C sygnału mowy

Współczesna telefoniczna sieć stacjonarna obsługiwana jest przez cyfrową stacjonarną sieć

telekomunikacyjną ogólnego przeznaczenia. Wymaga to, aby treści rozmów telefonicznych

(dźwięki) przetwarzane były na postać cyfrową (postać strumienia binarnego). Jedynie w tej

postaci dźwięki mogą być przetwarzane (komutowane) oraz transmitowane w stałej cyfrowej

sieci telekomunikacyjnej.

Standardem zapewniającym przemianę A/C analogowych sygnałów mowy (tzn. prądu

elektrycznego zawierającego treść rozmowy telefonicznej) na strumień binarny, jest procedura

PCM 30/32 (ang. pulse code modulation – modulacja impulsowo – kodowa), która dodatkowo

realizuje zwielokrotnienie łącza transmisyjnego dla grupy 30 użytkowników.

Główne parametry towarzyszące procesowi przetwarzania A/C są następujące:

– szerokość pasma przenoszenia analogowego sygnału mowy: 3,1 kHz,

– wielkość wynikowa strumienia binarnego reprezentującego jedno połączenie telefoniczne

– 64 kb/s.

Próbkowanie sygnału mowy

Pierwszym etapem przetwarzania analogowo-cyfrowego ciągłego sygnału mowy o

częstotliwościach od 300 do 3400 Hz jest próbkowanie. Proces ten polega na „wycinaniu” z

ciągłego, (w przybliżeniu sinusoidalnego) sygnału mowy krótkotrwałych próbek amplitudy

tego sygnału.

Częstotliwość próbkowania jest ustalona i wynosi 8 kHz, rozstawienie poszczególnych

próbek na osi czasu jest jednakowe, a czas trwania każdej próbki jest możliwie minimalny.

Zasadę przeprowadzania próbkowania pokazuje rysunek 37.


48

Rys. 37. Zasada próbkowania ciągłego sygnału mowy w przetwarzaniu A/C [3, s. 72]

Modulacja PAM w standardzie PCM 30/3

Etapem drugim przetwarzania sygnałów mowy w standardzie PCM 30/32 jest

zwielokrotnienie wspólnego medium dla wszystkich 30 użytkowników (kanałów użytkowych)

przyłączonych do krotnicy PCM.

Modulacja PAM (ang. pulse amplitude modulation – Modulacja

amplitudowo-impulsowa) polega na uszeregowaniu próbek, powstających w kolejnych

kanałach użytkowych na wyjściu bramek próbkujących w jeden strumień (kolejkę) tych próbek,

przy czym zasada kolejkowania jest następująca: najpierw do wspólnego medium podawane są

pierwsze próbki z każdego z 30 źródeł, następnie druga próbka z każdego ze źródeł, później

próbki nr 3, itd.

Ponieważ każde ze źródeł „dostarcza” na wejście modulatora PAM 8 tysięcy próbek w

każdej sekundzie, na wyjściu tego modulatora pojawia się strumień o wielkości 240 tysięcy

próbek na sekundę.

Kwantyzacja i kompresja w PCM 30/32

Etapem trzecim w procesie przetwarzania sygnałów mowy przez krotnicę PCM 30/32 jest

zamiana każdej z analogowych próbek (krótkotrwałego impulsu napięcia o określonej

amplitudzie) na słowo binarne, zawierające informację o amplitudzie tego impulsu.

Warto w tym miejscu zastanowić się nad wymaganą dokładnością analizowania amplitudy

każdej z próbek tak, aby odwrotne przetwarzanie po stronie odbiorczej mogło zapewnić

analogowy sygnał mowy z wystarczającą jakością i dokładnością.

Badania wykazały, że aby powtórne przetworzenie sygnału cyfrowego na analogowy dało

zadawalającą jakość dźwięku (nie gorszą, niż w przypadku telefonii w pełni analogowej), pełny

zakres analizy amplitudy próbek (górnych i dolnych połówek sinusoidy) musi przewidywać 8

tysięcy poziomów (czyli dokładność pomiaru każdej z próbek 1:8000). Oznacza to, że dla

zapisania wartości amplitudy każdej z próbek potrzeba 13 bitów. Ponieważ liczba wszystkich

napływających do przetwornika A/C próbek wynosi 240 000, więc wielkość strumienia


49

binarnego jaki powstanie w wyniku takiego przetworzenia strumienia PAM wyniesie 3 120 000

bitów/sekundę.

Wielkość strumienia ponad 3 Mb/s dla zapewnienia komunikacji dla 30 kanałów

użytkowych okazała się nie do przyjęcia ze względów technicznych i ekonomicznych.

Wymusiło to wprowadzenie po stronie nadawczej techniki kompresji sygnału użytkowego, a

po stronie odbiorczej procesu odwrotnego-ekspansji tego sygnału, dzięki czemu możliwe było

zmniejszenie wielkości strumienia binarnego, a tym samym wymaganej przepustowości sieci.

Na czym polega wprowadzona metoda kompresji sygnałów użytkowych (sygnałów

mowy)?

Badania pokazały, że próbki o dużych amplitudach nie mają dużego wpływu na rzetelność

kodowanego i przesyłanego sygnału mowy. Przeciwnie natomiast próbki o amplitudach

małych. Sugeruje to, że analiza wartości amplitudy próbek „dużych” nie musi być zbyt

dokładna. Dokładnie natomiast należy mierzyć wartość próbek a najmniejszych amplitudach.

Można zaryzykować stwierdzenie, ze im mniejsza próbka, tym dokładniej należy ją analizować.

Opracowano na podstawie ww. stwierdzenia charakterystykę kompresji (nazywaną

charakterystyką typu A i stosowaną w sprzęcie europejskim), którą pokazuje rysunek 38.

Rys. 38. Charakterystyka kompresji typu A stosowana w standardzie PCM 30/32 [3, s. 74]

Idea przedstawionej charakterystyki kompresji jest następująca:

– pełny zakres napięć podzielony jest na połowy: górną i dolną (górna i dolna połówka

sinusoidy),

– pełny zakres napięcia dla jednej połówki dzielimy na połowę. Połowę wyższą oznaczamy:

segment 7,

– pozostałą połówkę znów dzielimy dwie połowy: część wyższą oznaczamy: segment 6, –

analogicznie powstaje segment 5, 4, 3, 2, 1b oraz 1a.


50

Należy zwrócić uwagę, że każdy z segmentów jest tak samo istotny z punktu widzenia

kodera PCM, jednocześnie im segment niższy, tym mniejsze zawiera wartości amplitudy.

Oznacza to, że małe wartości amplitud próbek są analizowane dokładniej, a wartości duże

(segmenty wyższe) są analizowane mniej dokładnie.

Pokazuje to rysunek 39: dwie pokazane próbki znacznie różnią się wartością amplitudy, a

obydwie przypisane zostaną do segmentu 7.

Rys. 39. Porównanie dwóch próbek przypisanych do tego samego segmentu w PCM 30/32 [3, s. 75]

Co dalej w procesie przetwarzania A/C? każdy z segmentów podzielony jest na 16

jednakowych poziomów ponumerowanych od 0 do 15. Każda z próbek po określeniu jej znaku

(dodatnia, ujemna) oraz wstępnym pomiarze amplitudy przypisującym ją do określonego

segmentu (od 1a do 7) jest poddawana dokładnemu pomiarowi amplitudy, dzięki czemu

możliwe jest określenie, do którego z 16 poziomów próbka zostanie przypisana.

Ile bitów potrzeba na zapisanie amplitudy próbki po pomiarach wykonanych w sposób

opisany wyżej? 1 bit oznacza znak (0,1),

3 bity oznaczają segment (1a, 1b, 2, 3, 4, 5, 6, 7)

4 bity oznaczają poziom (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15).

Dla zapewnienia powyższego potrzeba 8 bitów.

Oznacza to, że każda próbka poddawana przetworzeniu na postać cyfrową jest zapisana w

tej postaci w formie słowa 8 – bitowego (jednego bajtu).


51

Krotnica pracująca po stronie odbiorczej musi przetwarzać sygnały uwzględniając przyjętą

charakterystykę kompresji. Zapewni to wierność i wystarczającą w rozmowach telefonicznych

jakość dźwięku.

Charakterystyka kompresji typu A przedstawiana jest również w postaci tabeli, jak na

rysunku 40:

Rys. 40. Charakterystyka kompresji typu A przedstawiona w postaci tabeli [3, s. 78]

Tabela ta pokazuje, które bity stają się nieistotne i zostają usunięte w procesie kompresji

cyfrowej.

Komutator czasowo-przestrzenny z jedną pamięcią próbek.

Jednym z podstawowych rozwiązań układów komutacyjnych, które realizują „zestawianie

połączeń między abonentami, jeżeli sygnały przesyłane pomiędzy nimi mają postać strumieni

binarnych, a format informacji odpowiada standardowi PCM 30/32, jest układ komutatora

czasowo-przestrzennego z jedną pamięcią próbek.

Należy w tym miejscu wyjaśnić pojęcie „komutacja czasowo-przestrzenna”.

Komutacja przestrzenna ma miejsce wtedy, gdy informacje przesyłane pomiędzy

abonentami (sygnały przenoszące treści rozmów telefonicznych lub treści przesyłanych danych

innego typu) są jedynie przekazywane przez pole komutacyjne z łącza abonenckiego abonenta

A do łącza abonenckiego abonenta B. Poza tym nie zmieniają się żadne inne parametry

przesyłanego sygnału.


52

Komutacja czasowa realizuje przesunięcie w czasie transmitowanych pakietów lub bajtów

bez przełączania pomiędzy łączami abonenckimi lub traktami telekomunikacyjnego innego

typu. Komutacja czasowa dotyczy głównie systemów cyfrowych.

W rozwiązaniach praktycznych występuje komutacja czasowo-przestrzenna: przesyłane

bajty przesuwane są w czasie (pomiędzy poszczególnymi szczelinami czasowymi, zwanymi też

kanałami czasowymi) a także przekazywane są pomiędzy fizycznymi traktami

telekomunikacyjnymi, dołączonymi do pola komutacyjnego.

Schemat układu komutatora cyfrowego czasowo-przestrzennego z jedną pamięcią próbek,

pokazuje rysunek 41.

Rys. 41. Schemat blokowy układu komutatora z jedną pamięcią próbek [3, s. 82]

Przedstawiony układ składa się z następujących bloków składowych:

– pamięć próbek,

– przetwornik wejściowy S/R,

– przetwornik wyjściowy R/S,

– pamięć połączeń,

– multiplekser adresowy, – licznik adresowy.

Działanie układu komutatora z jedną pamięcią próbek jest następujące: poszczególnymi

traktami wejściowymi (najczęściej jest ich 8) doprowadzane są do układu komutatora

strumienie binarne w formacie PCM 30/32 i wielkości 2,048 Mb/s.

Rejestr S/R zmienia format każdej z dostarczanych do układu próbek sygnałów mowy z

szeregowego na równoległy (układ rejestru S/R będzie szczegółowo omawiany w dalszej

części), a następnie każda z próbek, czyli każdy z bajtów) w odpowiednim, wyznaczonym dla

siebie momencie czasowych, doprowadzona zostanie na wejściową 8 – bitową wewnętrzną

magistralę danych, za pośrednictwem której bajt ten zostanie dostarczony i zapisany w

odpowiedniej komórce układu pamięci próbek. Przypomnijmy, że liczba próbek dostarczanych


53

na wejście układu komutatora z jednego tylko traktu wejściowego PCM 30/32 wynosi 256

tysięcy.

Adres 8 – bitowej komórki w układzie pamięci próbek w momencie zapisywania określonej

próbki wyznaczony jest przez stan licznika adresowego i ustawienia układu multipleksera

adresowego (multiplekser adresowy w procesie zapisywania próbek do pamięci jest

przezroczysty, czyli adres komórki pamięci do zapisu próbki wyznacza licznik adresowy).

Dodajmy, że proces zapisania jednego bajtu do określonej komórki układu pamięci próbek ma

miejsce podczas tzw. fazy pierwszej impulsu zegara głównego układu komutatora.

W fazie drugiej każdego impulsu zegara głównego komutatora odbywa się z kolei

odczytywanie wartości próbek (odczytywanie bajtów) z określonych komórek układu pamięci

próbek. Tu adres komórki, z której odczytywany jest bajt, wyznacza już multiplekser adresowy,

a ten sterowany jest zapisami umieszczonymi w pamięci połączeń.

Gdzie w opisanym procesie występuje komutacja?

Do układu pamięci próbek zapisywane są kolejno (do kolejnych komórek pamięci)

napływające traktami PCM bajty, więc licznik adresowy pod wpływem działania zegara

taktującego zwiększa swój stan kolejno o jeden i w ten sposób adresuje kolejne komórki

pamięci próbek.

Pobieranie natomiast poszczególnych próbek z układu pamięci próbek nie odbywa się już

kolejno, lecz uzależnione jest od zapisów w pamięci połączeń, czyli od tego, które szczeliny

czasowe muszą być z sobą „skomutowane”.

Załóżmy na przykład, że szczelina czasowa druga traktu drugiego musi zostać

„skomutowana” ze szczeliną czasową trzecią traktu trzeciego.

Kiedy nadchodzi moment właściwy dla szczeliny nr 2 taktu nr 2, dostarczony w tej

szczelinie do układu pamięci próbek bajt zostanie zapisany (w pierwszej fazie impulsu

zegarowego) w komórce tej pamięci właściwej dla szczeliny nr 2 taktu nr 2. natychmiast

pojawia się jednak druga faza impulsu zegarowego: pamięć próbek zostaje przeadresowana do

innej komórki (w naszym przykładzie do komórki właściwej dla szczeliny nr 3 taktu nr 3), skąd

pobrany zostanie bajt i podany w trakt wyjściowy 2 w szczelinę czasową nr 2.

Dzięki powyższej procedurze bajt, który do komutatora dotarł w szczelinie 3 traktu 3, został

z komutatora wysłany w szczelinie nr 2 traktu nr 2. Powyższe zapewniło komunikację w jednym

kierunku.

Aby zapewnić przekaz danych również w przeciwną stronę, analogiczna procedura musi

się odbyć w momencie czasowym właściwym dla 3 szczeliny 3 traktu.

Komutator czasowo-przestrzenny z dwiema pamięciami próbek

Układ komutatora czasowo-przestrzennego z dwiema pamięciami próbek jest

rozbudowaną wersją układu omówionego wyżej.

Różnica pomiędzy układami wynika z tego, że jak sama nazwa tu wskazuje, nowszy układ

komutatora posiada nie jedną, ale dwie kości pamięci próbek. Rozwiązanie takie spowodowało

przyspieszenie i usprawnienie działania komutatora.

Idea działania układu jest następująca: w pierwszej fazie impulsu zegarowego obydwie

pamięci adresuje jednocześnie licznik adresowy (w danym momencie czasowym obydwa

adresy ustawione jednakowo).

Podczas, gdy do pierwszej pamięci próbek następuje zapis bajtu dostarczonego traktem

„A” szczeliną czasową „B”, z pamięci drugiej (z tej samej komórki) następuje odczyt bajtu tam

zapisanego i umieszczenie go w trakcie „A” i szczelinie czasowej „B”.

Odbywa się to jednocześnie, w pierwszej fazie impulsu zegarowego.


54

W drugiej zaś fazie impulsu zegarowego następuje za pośrednictwem wewnętrznej

magistrali danych przepisanie bajtu z określonej komórki pamięci próbek nr 1 do określonej

komórki pamięci próbek nr 2. W tej fazie obydwie pamięci adresowane są odrębnie przez

multipleksery adresowe.

Schemat układu komutatora czasowo-przestrzennego z dwiema pamięciami próbek

pokazany jest na rysunku 42.

Rys. 42. Schemat blokowy układu komutatora z dwiema pamięciami próbek [3, s. 85]

Numery szczelin i traktów, które mają być z sobą „komutowane” zapisane są w

określonych komórkach układu pamięci połączeń. Informacje te zapisują układy sterujące na

podstawie informacji sygnalizacyjnych.

Przetwornik szeregowo-równoległy S/R.

Jednym z bloków odgrywających bardzo istotną rolę w działaniu układów komutatorów

tak z jedną, jak i z dwiema pamięciami próbek, jest przetwornik S/R. Jego podstawowym

zadaniem jest przechwytywanie napływających szeregowymi traktami wejściowymi bajtów

reprezentujących kolejne próbki sygnału mowy i zamiana ich na postać równoległą oraz

podawanie na wejściową magistralę wewnętrzną, poprzez którą bajt zostanie dostarczony na

wejście układu pamięci próbek.

Schemat układu przetwornika S/R przedstawiony jest na rysunku 43.


55

Rys. 43. Budowa przetwornika szeregowo-równoległego [3, s. 87]

Najważniejszymi elementami składowymi przetwornika S/R są rejestry szeregowo-

równoległe SIPO (ang. Serial Input, Parallel Output) po jednym dla każdego z szeregowych

traktów wejściowych, rejestry równoległo – równoległe PIPO (ang. Parallel Input, Parallel

Output), również w liczbie odpowiadającej ilości traktów wejściowych, oraz 8 multiplekserów

pełniących tu rolę selektora.

Działanie układu jest następujące: podawane szeregowo traktami wejściowymi bajty

wprowadzane są do rejestrów SIPO, z których w postaci równoległej przepisywane są do

rejestrów PIPO. W odpowiednich momentach czasowych bajty te, poprzez selektor

wprowadzane są na magistralę wewnętrzną wejściową w celu zapisania ich w pamięci próbek.

Przetwornik równoległo-szeregowy R/S

Układem, który wyprowadza poszczególne bajty na trakty szeregowe wyjściowe jest

przetwornik równoległo-szeregowy. Jego budowa i działanie są analogiczne i dokładnie

przeciwne w stosunku do przetwornika S/R.

W przetworniku R/S poszczególne bajty, odczytywane z określonych komórek pamięci

próbek, należy zamieniać na postać szeregową i podawać „bit po bicie” do określonego traktu

wyjściowego z zachowaniem wymaganych parametrów czasowych.

Schemat układu przetwornika R/S pokazuje rysunek 44.


56

Rys. 44. Budowa przetwornika równoległo-szeregowego [3, s. 89]

W konstrukcji tego układu znajdują się rejestry PIPO oraz rejestry PISO (ang. Parallel

Input, Serial Output).

Rejestry równoległe PIPO pełnią rolę buforów, z których w danych momentach czasowych

bajty przepisywane są równolegle do rejestrów PISO. Z tych zaś wyprowadzane zgodnie z

częstotliwością taktowania w układzie komutatora.



1. Jakie są główne założenia standardu PCM 30/32?

2. Czy potrafisz scharakteryzować podstawowe parametry przetwarzania analogowo –

cyfrowego sygnałów mowy, stosowanych w standardzie PCM 30/32?

3. Na czym polega próbkowanie sygnału mowy w telekomunikacji?

4. Na czym polega proces modulacji PAM, wykorzystywanej w krotnicach PCM 30/32?

5. W jakim celu w procesie przetwarzania PCM 30/32 stosuje się kompresję?

6. Na czym polega proces kwantyzacji i jakie są jego główne parametry?

7. Jaki jest wynik porównania procesu komutacji przestrzennej i czasowej?

8. Na czym polega komutacja czasowo-przestrzenna, stosowana w

sieciach telekomunikacyjnych?

9. Czy potrafisz omówić układ komutatora czasowo-przestrzennego z jedną pamięcią próbek?

10. Czy potrafisz omówić układ komutatora czasowo-przestrzennego z dwiema pamięciami

próbek?

11. Jaka rolę spełnia przetwornik S/R wykorzystywany w układach komutatorów czasowo-

przestrzennych?

12. Jaką rolę spełnia i czym się wyróżnia przetwornik R/S wykorzystywany w układach

komutatorów czasowo-przestrzennych?


57

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Sporządź pisemny projekt omawiający działanie układu komutatora czasowo-

przestrzennego z jedną pamięcią próbek dla określonych danych wejściowych: komutator

wyposażony w 8x8 taktów PCM 30/32 wykona komutację szczeliny nr 2 traktu nr 2 ze szczeliną

czasową nr 3 traktu nr 3.



1) zapisać wszystkie posiadane dane,

2) sporządzić schemat funkcjonalny układu komutatora z jedną pamięcią próbek,

3) sporządzić rysunek pokazujący organizację kości pamięci próbek,

4) ustalić, które z komórek układu pamięci próbek przypisane są do wskazanych próbek i

traktów PCM,

5) zapisać w punktach albo w formie algorytmu schemat zadziałania układu w celu wykonania

komutacji wskazanych szczelin i traktów PCM.


− ołówek,

− papier do rysowania,



Czy potrafisz:

Tak Nie

1) omówić procedurę PCM 30/32?

2) scharakteryzować podstawowe etapy składowe procedury PCM 30/32?

3) zaprezentować podstawowe parametry procedury PCM 30/32?

4) omówić proces komutacji przestrzennej i czasowo-przestrzennej?

5) scharakteryzować podstawowe etapy realizacji komutacji

czasowo-przestrzennej?

6) omówić budowę układu komutatora z jedną pamięcią próbek? 7)

omówić budowę układu komutatora z dwiema pamięciami próbek?

8) scharakteryzować działanie układu komutatora z jedna pamięcią

próbek?

9) scharakteryzować działanie układu komutatora z dwiema pamięcią

próbek?

10) scharakteryzować Znaczenie systemów komutacji czasowej dla sieci

teleinformatycznych?

4.5. Stała cyfrowa sieć telekomunikacyjna ISDN


58


Znaczenie skrótu i oraz cechy technologii ISDN

Pełna angielska nazwa brzmi: Integrated Services Digital Network (ISDN), co na język

polski tłumaczymy: sieć cyfrowa z integracją usług.

Jest to technologia zastosowana w sieci telekomunikacyjnej, mająca na celu rozszerzenie

możliwości PSTN przez bezpośrednie udostępnienie usług cyfrowych dla oddalonych urządzeń

bez pośrednictwa urządzeń analogowych (ang. end – to – end circuit – switched Digital

Services).

Podstawowe cechy sieci ISDN, to:

– zdolność współpracy z sieciami komputerowymi (LAN) i rozległymi (FR),

– podstawa do tworzenia sieci szerokopasmowych BISDN (Broadband ISDN),

– możliwość transmisji głosu, tekstu, grafiki, obrazów ruchomych i innego typu danych, –

kilka urządzeń przyłączonych do jednej linii,

– możliwość prowadzenia dwóch niezależnych strumieni (rozmów, połączeń),

– czas zestawiania połączenia 0,5–1 s,

– wyższa przepływność dla transmisji danych (do 128 kbit/s),

– połączenia cyfrowe wysokiej jakości,

– transmisja danych i głosu (różnych),

– kanał cyfrowy 64 kbit/s,

– znormalizowane gniazdka (styki),

– wiele numerów abonenta do danego urządzenia,

– nowoczesne urządzenia, Np. wideotelefon,

– możliwość podłączenia dotychczasowych urządzeń, telefonów analogowych, –

dodatkowe usługi abonenta.

Standardy sieciowe ISDN

Sieć ISDN opracowana została w oparciu o ogłoszone przez ITU – T obowiązujące

standardy, pokazane na rysunku 45.

Rys. 44. Zestaw standardów wykorzystanych w sieciach ISDN [4, s. 11]


59

Istnieje kilka organizacji opracowujących standardy, które są stosowane przez

producentów sprzętu oraz dostawców usług. Standardy najczęściej stosowane przez ISDN

zostały opracowane przez Międzynarodowy Związek Telekomunikacyjny (ITU – T)

poprzednio występujący pod nazwą CCITT.

Funkcjonowanie typowej sieci ISDN zakłada implementacje wszystkich siedmiu warstw

modelu OSI – ISO tylko w terminalach abonenckich, podczas gdy węzły tranzytowe

wykorzystują funkcje wchodzące w skład trzech najniższych warstw systemowych.

Poszczególne standardy obejmują zagadnienia:

1. Standard I.100 (założenia ogólne):

– struktura zaleceń serii I,

– stosowana terminologia,

– ogólny opis struktury ISDN,

– podstawowe metody modelowania,

– wytyczne do działań badawczo-rozwojowych.

2. Standard I.200 (Charakterystyka oraz możliwości realizacji usług w ISDN): – usługi

przenoszenia, – teleusługi.

3. Standard I.300 (Charakterystyka sieci):

– modele odniesienia (protokoły współpracy, architektura funkcji sieciowych),

– definicja łącza odniesienia,

– wymagania dotyczące adresowania sieciowego, planu numeracji oraz zasady routingu,

– klasyfikacja zestawianych połączeń,

– atrybuty usług komutacji kanałów oraz transmisji pakietowej.

4. Standard I.400 (Opis styku użytkownika z siecią):

– charakterystyka ogólna wyróżnianych styków użytkownika z siecią,

– specyfikacja interfejsów podstawowego i pierwotno – grupowego,

– wymagania na warstwy 1, 2 i 3 modelu odniesienia,

– adaptacja transmisji na styku ISDN z Prot. Dostęp. X.25 i serii V oraz stykiem X.21.

5. Seria I.400 opisuje zasady funkcjonowania interfejsów ISDN:

– I.410. Podstawowe definicje i zasady działania,

– I.411. Konfiguracje urządzeń abonenckich,

– I.412. Struktury interfejsów i metody dostępu,

– I.420/423. Definicje dostępu warstwy 1 do interfejsu,

– I.430. Łącze: terminal – stroną sieciową styku S/T,

– I.440. Definicje dostępu warstwy 2 (LAP – D) do interfejsu,

– I.441. Interfejs pierwotno – grupowy PRI ISDN, – I.450/451. Definicje i funkcje

warstwy 3, – I.511. ISDN internetworking.

6. Standard I.500 opisuje interfejsy międzysieciowe.

Kolejny standard, I.600 (Systemowe aspekty utrzymania ISDN):

– zasady ogólne,

– utrzymanie i testowanie wyposażeń abonenckich.

Rodzaje dostępu i struktura sieci ISDN

Standard ISDN przewiduje dwa rodzaje dostępu do sieci:

– podstawowy (BRA, BRI), – główny (PRA, PRI).

Dostęp podstawowy (ang. Basic Rate Interface – BRI lub Basic Rate Access – BRA) –

składający się z 2 cyfrowych kanałów danych (ang. B – channel) o przepustowości 64 kb/s


60

każdy i cyfrowego kanału sygnalizacyjnego (ang. D – channel) o przepustowości 16 kb/s.

Oznaczenie: 2B+D.

Główny (ang. Primary Rate Interface – PRI lub Primary Rate Access – PRA) – składający

się z 30 (trakt E1, Europa) lub 23 (trakt T1, USA) cyfrowych kanałów danych (ang. B –

channel) o przepustowości 64 kb/s każdy i cyfrowego kanału sygnalizacyjnego (ang. D –

channel) o przepustowości również 64 kb/s. Oznaczenie: 30B+D lub 23B+D.

Główną cechą charakterystyczną dla sieci ISDN jest operowanie ograniczoną liczbą

typowych styków użytkownika w sieci abonenckiej i rodzajów punktów dostępu do sieci.

Dotychczas zdefiniowano wspomniane już, dwa rodzaje punktów dostępu użytkownika do sieci

ISDN:

– dostęp podstawowy BRA (Basio Rate Access),

– dostęp pierwotny PRA (Primary Rate Access)

Zarówno BRA jak i PRA są obsługiwane przez taki sam protokół asynchroniczny oparty

na protokole X.25.

Poszczególne styki użytkownika z siecią ISDN oraz struktura łącza abonenckiego w sieci

cyfrowej ISDN, przedstawione są na rysunku 46:

Rys. 45 Struktura cyfrowej linii telekomunikacyjnej ISDN [4, s. 18]

Podział poszczególnych bloków pomiędzy obiekt operatora telekomunikacyjnego

(dostawcę usług) a obiekt abonenta (klienta) przedstawia rysunek 47.

Rys. 46. Podział bloków pomiędzy centralę i abonenta ISDN [4, s. 22]

Między poszczególnymi elementami sieci ISDN zostały zdefiniowane punkty odniesienia,

nazywane również przekrojami lub stykami. Oznaczono je kolejnymi literami alfabetu R, S, T,

U i V.

Stykiem nazywamy taki punkt odniesienia, który rozdziela dwa urządzenia fizyczne.


61

Styk U Jest interfejsem zapewniającym współpracę zainstalowanego w domu lub biurze

modułu NT1 a linią telefoniczną operatora usług. Interfejs U nazywany jest także pętlą

abonencką U, ponieważ reprezentuje pętle (obwód zamknięty) między miejscem zamieszkania

użytkownika, a operatorem usług telekomunikacyjnych.

Lokalizacja styku U odpowiada odcinkowi linii abonenckiej, łączącej użytkownika sieci

ISDN z centralą operatora. Linia abonencka sieci ISDN jest zakończona po stronie użytkownika

blokiem NT, stanowiącym połączenie urządzeń NT1 i NT2 (NT1/NT2). Po stronie centralowej

(operatora) łącze styku U jest zakończone elementem LT.

Zakończenia sieciowe (NT – Network Termination) zawiera:

– moduł NT1 – przeznaczony do realizacji zadań operacyjnych warstwy pierwszej i

częściowo drugiej standardowego modelu OSI,

– moduł NT2, spełniający funkcje warstwy 3 i zawierający systemowe multipleksery i

komutatory.

Moduł NT1, realizując zadania warstwy fizycznej oraz warstwy łącza danych, zapewnia:

– odtwarzanie podstawy czasu,

– synchronizacja,

– ramkowanie,

– konwersja szybkości transmisji,

– odbieranie i wysyłanie sygnałów aktywności łącza,

– wykonywanie pętli testowej, – wysyłanie alarmów,

– przekazywanie do terminali napięcia zasilania z linii.

Moduł NT2, spełniając funkcje warstwy sieciowej, zapewnia:

– współpracę pomiędzy zakończeniem łącza abonenckiego NT1 a

terminalami użytkownika,

– realizację funkcji komutacyjnych (zestawianie połączeń między poszczególnymi

terminalami tej linii abonenckiej).

NT2 może być wykonany jako zaawansowana technicznie i usługowo centrala abonencka

ISDN.

Styk S:

– jest integralną częścią standardu ISDN,

– jest właściwą magistralą użytkownika i pozwala na przyłączanie do linii ISDN (do modułu

NT2) cyfrowych terminali abonenckich TE,

– zapewnia prowadzenie komunikacji pomiędzy terminalami TE1... TE8

– pozwala również na przyłączenie lokalnej (abonenckiej) centrali telefonicznej (PBX) na

linii o długości do 600 m,

– impedancja falowa linii tworzących magistralę S wynosi 100 Ω, – jest interfejsem

czteroprzewodowym.

Sposób przyłączenia urządzeń cyfrowych do magistrali S pokazuje rysunek 48.


62

Rys. 47. Sposób przyłączania urządzeń do magistrali S [4, s. 24]

Standard ISDN przewiduje trzy odmiany styku S:

– wersja podstawowa SO jest obsługuje konfigurację kanałów 2B+D (BRI),

– wersje S1 i S2 są przystosowane do dostępu szerokopasmowego 30B+D (PRI) S1 dla USA

i Japonii oraz S2 dla Europy.

Fizyczna realizacja styków T i S jest następująca:

– złącze 8 – pinowe (standard ISO 8877),

– dwie pary symetryczne dla transmisji w obu kierunkach, impedancja falowa 100 Ω,

– możliwość zdalnego zasilania wybranej grupy terminali z centrali po torze pochodnym;

pozostałe przewody łączówki interfejsu są opcjonalne i mogą być wykorzystywane w

innych wariantach zasilania terminali.

Styk T umiejscowiony jest pomiędzy systemem komutacyjnym użytkownika NT2 a

lokalnym modułem NT1 i definiuje zasady współpracy pomiędzy tymi modułami.

Styk R pozwala przyłączyć do sieci ISDN aparaty telefoniczne, telefaksy i modemy

analogowe (PSTN). Standard ISDN nie precyzuje wymagań tego styku.

Jego parametry i funkcje ustanawia producent. Producent sprzętu podaje sposób współpracy

między TE2 a TA.

Styk R jest umiejscowiony między adapterem terminala a modułem TE2.

Punkty R, U oraz V nie są ściśle znormalizowane.

Brak standaryzacji styku R spowodowany jest mnogością urządzeń.

W przypadku styków U i V, na przeszkodzie stanęły zróżnicowane sposoby realizacji

infrastruktury transmisyjnej różnych krajów, zachowujących w ten sposób swobodę

kształtowania implementacji tych styków, dostosowanych do lokalnych uwarunkowań.

Terminale (TE – Terminal Equipment) stanowią wyposażenie systemowych punktów

abonenckich i są przeznaczone do świadczenia teleusług. W praktyce wyróżnia się dwie klasy

terminali (TE1 i TE2), z których pierwsza może być przyłączana do systemu bezpośrednio, zaś

dołączanie drugiej musi odbywać się za pośrednictwem specjalnych adapterów TA.

Adaptery (TA – Terminal Adapter) przeznaczone do realizacji funkcji fizycznego oraz

logicznego pośredniczenia pomiędzy zasobami sieci ISDN oraz terminalami klasy TE2, które

nie są przystosowane do współpracy z resztą systemu (telefony analogowe, faksy grupy 3,

komputery ze stykiem RS 232C itp.

Blok zakończenia liniowego LT (ang. Loop Termination) jest instalowany w centrali ISDN

operatora.

Głównym zadaniem bloku LT jest zapewnienie właściwej współpracy centrali operatora z

łączem abonenckim, w tym: – zasilanie pętli abonenckiej,

– wykrywanie stanu aktywności linii,

– wytwarzanie i odbieranie sygnałów kodu transmisyjnego,

– przeprowadzanie okresowych testów sprawności

łącza, – zabezpiecza wyposażenie centrali przed

przepięciami.

Zakończenia centralowe (ET – Exchange Termination), blok wchodzący w skład centrali

operatora ISDN, zapewnia: – rozpoznawanie żądań abonenta,

– zestawianie i likwidowanie połączeń,

– nadzór nad transmisją strumienia danych, – obsługa

systemu sygnalizacji DSS1.

Wygląd urządzenia NT przedstawia rysunek 48:


63

Rys. 48. Wygląd urządzenia Network Termination (NT) [4, s. 27]

Sieć ISDN a model OSI

System ISDN (cyfrowa sieć zintegrowana usługowo) stanowi strukturę złożoną pod

względem konstrukcyjnym i funkcjonalnym.

Aby istniała możliwość dalszego rozwoju, rozbudowy i modernizacji wybranych

elementów systemu oraz wprowadzania kolejnych usług bez burzenia całości systemu,

podstawą struktury konstrukcyjno – funkcjonalnej ISDN stał się 7 – warstwowy model OSI.

Teoretyczny model odniesienia RM (ang. Reference model), Open Systems

Interconnection opracowany przez International Standards Organization (ISO) przewiduje

siedem warstw funkcjonalno – usługowych:

7 – aplikacji,

6 – prezentacji,

5 – sesji,

4 – transportowa,

3 – sieci, 2 –

łącza danych, 1

– fizyczna.

Zadaniem każdej warstwy jest realizacja określonego zestawu usług, z których będzie

korzystać warstwa bezpośrednio wyższa. Jednocześnie, w procesie realizacji tych usług,

warstwa ta ma do dyspozycji funkcje wykonywane przez warstwę bezpośrednio niższą.

Taki schemat pracy systemów ISDN wskazuje, że informacje użytkowe, pochodzące ze

źródła danych, są przekazywane w dół kolejnym warstwom, aż wreszcie zostaną skierowane

do medium transmisyjnego.

Każda warstwa, przekazując pakiet informacji użytkowej do warstwy niższej, uzupełnia go

o własne dane dodatkowe (nagłówek i bajty kontrolne). Proces ten nazywa się enkapsulacją.

W przesyłaniu informacji pomiędzy sąsiednimi warstwami uczestniczą

punkty udostępniania usług (zleceń), z angielskiego nazywane Service Access Point –

SAP).

Procedura jest następująca: Pakiet informacji, dostarczony przez SAP do warstwy „n”

nazywa się Service Data Unit – SDUn. Protokół transmisyjny warstwy „n” wymaga


64

uzupełnienia ich o nagłówek zawierający informacje kontrolne, nazywany Protocol Control

Information – PCIn.

Najważniejszą strukturą danych jest ramka danych. Jest to ciąg 48 bitów: 16 bitów na każdy

kanał B, 4 bity na kanał D, 12 bitów obramowanie (adresacja, routing) Czas trwania jednej

ramki: 250 μs, liczba przesyłanych ramek na sekundę: 4000. Wielkość strumienia: 48 bitów w

ramce, 4000 ramek w sekundzie, to 192 kb/s. Protokół zastosowany w kanale D – X.25.

Oto role poszczególnych warstw modelu OSI w sieci ISDN:

Warstwa 7 – aplikacji udostępnia użytkownikowi narzędzia do korzystania z zasobów

sieci:

– polecenia przesyłania plików,

– dostęp do baz danych i bibliotek, – zakupy i zlecenia, – usługi bankowe.

Warstwa 6 – prezentacji transkoduje informacje napływające z warstwy aplikacyjnej:

– znaki tekstu i znaki sterujące, – znaki i sygnały sterujące, – realizuje VT.

Pozwala na stosowanie w sieci ISDN terminali różnych typów. Dzięki temu ISDN jest

standardem otwartym: OSI.

Warstwa 5 – sesji realizuje funkcje administracyjne:

– nawiązywanie połączeń logicznych,

– likwidowanie połączeń logicznych,

– obsługa funkcji dialogowych,

– sterowanie wymianą informacji,

– synchronizacja pomiędzy terminalami.

Warstwa 4 – transportowa zapewnia wymaganą jakość przenoszenia informacji.

Optymalizuje przepustowość kanału. Zapewnia:

– multipleksację,

– rozdzielanie, wiązanie i formowanie pakietów danych.

Warstwa 3 – sieci odpowiada za transport pakietów pomiędzy kolejnymi węzłami.

Realizuje dobór trasy (routing). Steruje obciążeniem systemu (zapobiega przeciążeniom).

Steruje szybkością przepływu. Wykorzystywana jest do przenoszenia informacji sterujących w

procesach zestawiania i rozłączania połączenia oraz realizacji usług dodatkowych, informacji

sygnalizacyjnych wymienianych pomiędzy użytkownikami oraz informacji użytkowej.

Protokoły warstwy sieciowej dzielą się formalnie na dwie kategorie:

– sterowania połączeniami (Call Control – CC),

– obsługi usług dodatkowych (Supplementary Services Control – SSC).

Warstwa 2 – łącza danych odpowiada za zabezpieczenie transmitowanego sygnału przed

błędami powstałymi na skutek zakłóceń. Realizuje:

– dodawanie flagi i sumy kontrolnej,

– wykrywanie i korekcja błędów, – synchronizacja, – ramkowanie.

Warstwa ta wykorzystuje mechanizmy dostarczane przez warstwę fizyczną do realizacji

niezawodnego transferu informacji warstwy sieciowej. Jako protokół dostępu warstwy łącza do

przenoszącego informacje sygnalizacyjne kanału D wykorzystywany jest tzw. Link Access

Protocol on D channel (LAPD), który jest praktyczną implementacją znormalizowanego przez

ISO protokołu High Level Data Link Control (HDLC).

Dostęp do usług realizowanych przez warstwę łącza realizowany jest w punktach dostępu

(Service Access Points – SAP), które zapewniają wymianę procedur podstawowych

określanych jako:

– żądanie (Request), która służy wywołaniu warstwy 2,

– wskazanie (Indication) przeznaczonej do informowania o realizacji żądanego wywołania,


65

– odpowiedź (Response) potwierdzającej przejęcie usługi wskazanej

procedurą „wskazanie”,

– potwierdzenie (Confirm) informującą o zrealizowaniu wywołanej usługi.

Warstwa 1 – fizyczna Definiuje parametry elektryczne sygnałów. Definiuje parametry

czasowe sygnałów. Definiuje standardy mediów i złączy. Zapewnia kodowanie sygnałów.



1. Jakie są główne założenia cyfrowej sieci telefonicznej z integracją usług ISDN?

2. Czy potrafisz wymienić podstawowe standardy, które stały się podstawą opracowania

wymagań technicznych i funkcjonalnych dla systemów ISDN?

3. Jakie są parametry bazowego dostępu do łącza ISDN – BRA?

4. Jakie są parametry podstawowego dostępu do łącza ISDN – PRA?

5. Z jakich elementów składa się struktura łącza abonenckiego ISDN? Które z nich

zlokalizowane są u operatora, a które u abonenta sieci?

6. Jakie styki występujące w sieci ISDN? Jakie jest ich znaczenie?

7. W jaki sposób przyłącza się urządzenia cyfrowe i analogowe do sieci ISDN? Jakie są

główne funkcje i usługi realizowane przez te urządzenia we współpracy z siecią ISDN?

8. Jaką rolę spełnia urządzenie NT?

9. W jaki sposób model OSI został wykorzystany do projektowania systemów ISDN?

10. Jaką rolę w sieciach ISDN wypełniają poszczególne warstwy modelu OSI?

4.5.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Sprawdź działanie poszczególnych funkcji i usług dostępnych w terminalu abonenckim

cyfrowym oraz aparacie telefonicznym analogowym, przyłączonych do sieci

telekomunikacyjnej ISDN.



1) przyłączyć do linii U sieci ISDN urządzenie NT,

2) przyłączyć do portu S terminal cyfrowy,

3) przyłączyć do gniazda a1/b1 lub a2/b2 aparat telefoniczny PSTN,

4) wykonać z terminala cyfrowego połączenia głosowe,

5) przesłać z terminala dane cyfrowe (tekst, plik),

6) uruchomić i przeanalizować dostępne funkcje i usługi,

7) przeprowadzić konfigurację urządzenia NT za pośrednictwem analogowego aparatu

telefonicznego,

8) wykonać połączenia telefoniczne głosowe korzystając z aparatu analogowego, 9) zapisać

wszystkie wnioski i spostrzeżenia,

10) porównać działanie sieci telefonicznej analogowej (PSTN) i cyfrowej (ISDN).



66

− dostęp do linii cyfrowej ISDN w sieci publicznej,

− urządzenie Network Termination,

− terminal cyfrowy ISDN,

− aparat telefoniczny PSTN,

− instrukcją obsługi terminala ISDN,

− instrukcją obsługi i konfiguracji urządzenia NT,

− ołówek,



Czy potrafisz:

Tak Nie

1) omówić procedurę ISDN?

2) scharakteryzować podstawowe standardy systemów ISDN?

3) scharakteryzować parametry dostępu do łącza ISDN – PRA?

4) omówić strukturę łącza abonenckiego ISDN?


67

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1. Przeczytaj uważnie instrukcję.

2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.

3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.

4. Test zawiera 20 zadań. Do każdego zadania dołączone są 4 możliwości odpowiedzi. Tylko

jedna jest prawidłowa.

5. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce

znak X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie

ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.

6. Zadania wymagają prostych obliczeń, które powinieneś wykonać przed wskazaniem

poprawnego wyniku.

7. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.

8. Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie

na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.

9. Na rozwiązanie testu masz 60 minut.

Powodzenia!


68

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Jednotorowe dwukierunkowe łącze telefoniczne zapewnia

a) dwukierunkową komunikację głosową przy użyciu połączenia czteroprzewodowego.

b) dwukierunkową komunikację głosową przy użyciu połączenia dwuprzewodowego.

c) jednokierunkową komunikację głosową przy użyciu połączenia

czteroprzewodowego.

d) jednokierunkową komunikację głosową przy użyciu połączenia dwuprzewodowego.

2. System czasowego zwielokrotnienia dostępu do łącza telekomunikacyjnego oznacza

a) dla określonego pasma częstotliwości.

b) dla określonego zakresu długości fali.

c) w określonych momentach czasowych.

d) z zastosowaniem określonego kodowania danych.

3. Załączona do zakupionego terminala abonenckiego instrukcja użytkownika, pozwala na

a) zmianę funkcji podstawowych dostępnych w tym urządzeniu.

b) wykonanie aktualizacji oprogramowania tego terminala.

c) przyłączenie terminala do sieci telekomunikacyjnej.

d) wykonanie prostej naprawy urządzenia.

4. Schemat ideowy analogowej abonenckiej centrali telefonicznej pozwala

a) wskazać główne parametry tej centrali.

b) zidentyfikować główne usługi dostępne w tym urządzeniu.

c) zaprojektować zmiany oprogramowania występującego w tej centrali.

d) odnaleźć określony element dyskretny, występujący w tym urządzeniu.

5. W celu dobrania z katalogu właściwego kabla optotelekomunikacyjnego dla potrzeb

realizowanego projektu tak, aby tłumienność całkowita toru optycznego nie przekroczyła

wyznaczonego poziomu, podstawowym parametrem kabli światłowodowych, zapisanym

w katalogu i branym pod uwagę, będzie a) rodzaj powłoki kabla.

b) typ konstrukcji kabla.

c) pojemność kabla (liczba włókien).

d) tłumienność jednostkowa włókna.

6. W celu wykonania na korytarzu klatki schodowej punktu dostępowego do sieci miejscowej,

stanowiącego główny węzeł zasilania tej klatki schodowej, zastosujemy a) metalową

skrzynkę naścienną zamykaną na klucz.

b) puszkę podtynkową PCV 80 mm zamykaną na śruby.

c) puszkę natynkową PCV 100 mm zamykaną na śruby.

d) metalową samodzielną szafę kablową zamykaną na klucz.

7. W celu zapewnienia połączeń kablowych sieci rozdzielczej o pojemności 20p oraz sieci

abonenckiej o wielkości 5×8p, należy zastosować w SK a) 6 łączówek 2/10.

b) 7 łączówek 2/10.

c) głowicę 100 parową.

d) głowicę 200 parową.


69

8. Jeżeli abonent posiada w swoim obiekcie przygotowane łącze telekomunikacyjne cyfrowe

ISDN typu U, może przyłączyć do niego bezpośrednio a) elektromechaniczny aparat

telefoniczny PSTN.

b) elektroniczny aparat telefoniczny PSTN.

c) cyfrowy terminal abonencki ISDN.

d) moduł zakończenia sieciowego NT.

9. Przewód połączeniowy do przyłączenia telefaksu grupy 3 do gniazda abonenckiego typu

WE – 4W powinien być wyposażony w złącza typu a) RJ – 4.

b) RJ – 6.

c) RJ – 11.

d) RJ – 45.

10. W celu realizacji telekomunikacyjnej sieci rozdzielczej na terenie

osiedla mieszkaniowego dla jednego z operatorów stacjonarnych, z zastosowaniem

systemu kanalizacji kablowej pierwotnej, należy użyć kabli typu

a) XzTKMXpw.

b) XzTKZXpw.

c) YTKSY.

d) YTKZY.

11. Połączenie dwóch sieci LAN, zainstalowanych w dwóch sąsiadujących budynkach, należy

wykonać z użyciem kabla światłowodowego a) posiadającego włókna jednodomowe.

b) posiadającego włókna wielodomowe.

c) posiadającego powłokę zewnętrzną typu Y.

d) wyposażonego w tubę ścisłą.

12. Jeżeli wynik pomiaru wartości izolacji pomiędzy żyłami „a” oraz „b” jednej z par kabla

magistralnego wynosi około 1700 Ω, wynik ten oznacza, że a) pojemność pomiędzy żyłami

kabla jest zbyt niska.

b) w kablu wystąpiła przerwa w ciągłości żył.

c) rezystancja izolacji żył jest zbyt niska.

d) parametry kabla są właściwe.

13. Jeżeli podczas prowadzenia rozmowy telefonicznej w sieci PSTN, w słuchawce występują

krótkotrwałe zaniki dźwięku, przegląd stanu sieci telefonicznej u tego abonenta należy

rozpocząć od

a) pomiaru wartości napięcia sieci elektroenergetycznej w budynku.

b) pomiaru wartości napięcia stałego pomiędzy żyłami „a” i „b” linii telefonicznej tego

abonenta.

c) sprawdzenia stanu przewodów przyłączeniowych w mikrotelefonie i aparacie

telefonicznym.

d) zgłoszenia reklamacji na działanie centrali telefonicznej.

14. Lokalizowanie miejsca wystąpienia przerwy w ciągłości żył telekomunikacyjnych kabli

rozdzielczych wykonujemy przy użyciu a) omomierza specjalistycznego.

b) miernika tłumienności wynikowej.


70

c) miernika przesłuchów w sieciach miedzianych.

d) reflektometra dla sieci miedzianych.

15. Jeżeli zamierzamy przyłączyć komputer osobisty do Internetu za pośrednictwem

telekomunikacyjnej sieci cyfrowej ISDN, to należy a) ISDN oraz przyłączyć go do portu

S.

b) ISDN oraz przyłączyć go do portu a/b.

c) PSTN oraz przyłączyć go do portu S.

d) PSTN oraz przyłączyć go do portu a/b

16. W celu zapewnienia ciągłości dostępu abonentów do usługi „Neostrada TP”, przełączenie

kabla magistralnego powinno mieć miejsce

a) po uprzednim uruchomieniu systemu WI – FI,

b) tylko w dni świąteczne w związku ze zmniejszonym ruchem,

c) przyrządami zastosowaniem równoległego kabla łącznikowego,

d) stosując zespoły łączówkowe produkcji Rychle de Massari

17. Aby utworzyć wspólną sieć komputerową WAN o przepustowościach na poziomie kilku

Mb/s łączącą oddziały tej samej firmy, zlokalizowane w różnych miastach, należy

a) wydzierżawić łącza w systemie teletransmisyjnym od publicznego operatora

telekomunikacyjnego.

b) wydzierżawić łącza sieci miejscowych od publicznego operatora

telekomunikacyjnego.

c) zastosować modemy szerokopasmowego dostępu do Internetu za pośrednictwem

GSM.

d) uruchomić własne relacje radioliniowe punkt – punkt w paśmie 2.4 GHz.

18. Anglojęzyczne określenie „Commutation” zastępowane czasem zwrotem „Exchanging”

oznacza w dziedzinie telekomunikacji i teleinformatyki a) proces kodowania wstępnego

danych cyfrowych.

b) realizację procesu komutacji w systemach cyfrowych.

c) realizację procesu zwielokrotnienia w dostępie do łącza.

d) proces zasilania systemów ze źródeł (zasilaczy) specjalizowanych.

19. Angielski skrót CDMA, dotyczący telekomunikacji i teleinformatyki, oznacza

a) technologię dostępu do wspólnego medium ze zwielokrotnieniem kodowym.

b) technikę tonowego kodowania cyfr w systemach telefonii analogowej.

c) sieci komputerowe WAN z łączami o dużych przepustowościach.

d) serię nowoczesnych przełączników zarządzanych i funkcją rutera.

20. Jeżeli technik musi przeprowadzić czynności serwisowe w zakresie obsługi złącza

kablowego znajdującego się w studni kablowej, to

a) wyposażyć technika wchodzącego do studni w telefon komórkowy lub radiotelefon.

b) po otwarciu pokrywy należy zmierzyć stężenie metanu wewnątrz studni.

c) przed wejściem technika należy uziemić metalowe elementy studni.

d) prace przy złączach można wykonywać jedynie nocą.


71

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko ….......................................................................................................................

Eksploatowanie telekomunikacyjnych systemów przewodowych

Zakreśl poprawną odpowiedź.

Nr

zadania

Odpowiedź

Punkty

1 a b c d

2 a b c d

3 a b c d

4 a b c d

5 a b c d

6 a b c d

7 a b c d

8 a b c d

9 a b c d

10 a b c d

11 a b c d

12 a b c d

13 a b c d

14 a b c d

15 a b c d

16 a b c d

17 a b c d

18 a b c d

19 a b c d

20 a b c d

Razem:

6. LITERATURA

1. Andrzej Jajszczyk, Podstawy telekomunikacji, WKiŁ Warszawa 2002

2. Katalog kabli i przewodów TELEFONIKA, Warszawa 2006

3. Antoni Zabłudowski, Wprowadzenie do komutacji kanałów, PWN Bydgoszcz 2005

4. http://www.wikipedia.pl

5. http://www.elektroda.pl

http://www.wikipedia.pl/

http://www.elektroda.pl/

Technik.teleinformatyk 312[02] z2.04_u

Business

Transcript of Technik.teleinformatyk 312[02] z2.04_u