• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Побудова, принцип роботи і основні параметри безпроводового телефону

Безпроводові телефони

Термін "безпроводовий телефон" закріпився за апаратами, що здійснюють зв'язок між абонентами по радіоканалу й телефонних лініях зв'язку через АТС ТМЗК. У найпростішому варіанті - безпроводовий телефонний апарат це пристрій, що складається з носимої мікротелефонної трубки (НМТ) і стаціонарного блоку (СБ), підключеного до абонентської лінії ТМЗК. Зв'язок між цими блоками здійснюється по радіоканалу з використанням АМ або ЧМ. Таким чином, безпроводовий телефон - це об'єднані в одному пристрої, радіостанція й електронний телефон (Рис. 3.1).

У СБ установлені всі функціональні вузли, що здійснюють взаємодію з телефонною лінією, своя система управління й повноцінна УКХ радіостанція.

Схема управління включає такі пристрої, як детектор виклику, дзвінок, реле захвату лінії, DTMF-клавіатуру. Джерелом живлення для СБ служить звичайна, електрична мережа. До складу СБ входить, також зарядний пристрій для акумуляторів, приймачевопередавач, мікрофон і телефонний капсуль. І в СБ і в НМТ установлені окремі незалежні управляючі мікропроцесори. Для того щоб безпроводовий телефон, міг працювати в дуплексному режимі (тобто щоб по ньому можна було, говорити й слухати одночасно), прийом і передача ведуться, так, що сигнали від, стаціонарного блоку до НМТ передаються на одній частоті, а від НМТ до СБ - на іншій.

Дві частоти повинні бути підібрані досить ретельно щоб гарантувати при дуплексній роботі відсутність взаємних перешкод між переданим і прийнятим сигналами.

Рисунок 3.1- Аналоговий безпроводовий телефонний апарат VOXTEL Pronto 50

У старих моделях безпроводових телефонів використовується єдина пара частот. У більшості випадків ці системи працюють цілком надійно, але в деяких ситуаціях у них виникають перешкоди від потужних радіо- і телепередавачів або розташованих поблизу інших телефонів. В сучасних апаратах можна вибирати частоти своїх передавачів, відокремлюючи від зовнішніх перешкод. Великий набір частот не є панацеєю, але в більшості випадків все-таки дозволяє підібрати канал зв'язку, досить захищений від місцевих перешкод.

У цей час використовуються безпроводові телефони чотирьох основних частотних діапазонів для радіозв'язку між СБ і НМТ: 31/40, 46/49, 250/380і 900 Мгц.

Спрощена структурна схема стаціонарного блоку показана на Рис.3.2 [4]. У СБ входить чотири групи функціональних вузлів: приймач, передавач, інтерфейс телефонної лінії (розмовна схема) і схема управління.

Спрощена структурна схема НМТ показана на Рис.3.3. Сигнали, передані НМТ, приймаються антеною й надходять на підсилювач радіочастоти (ПРЧ), у якому відбувається їхнє попереднє підсилення. Радіосигнали містять: несучу (синусоїдальний сигнал з певною частотою), спектральні компоненти мовного сигналу (у діапазоні ±4 кГц від несучої), і сигнали управління, які координують спільну роботу СБ і НМТ.

Рисунок 3.2- Спрощена структурна схема СБ

У звичайному телефоні при розмові замкнут важільний перемикач. У безпроводовому телефоні, коли ви натискаєте кнопку "Розмова" на НМТ, на стаціонарний блок посилається відповідний управляючий сигнал, прийнявши який, мікропроцесор СБ виробляє команду включення реле захвату лінії, контакти якого в цьому випадку еквівалентні важільному перемикачу. Після включення реле захвата СБ починає передавати на НМТ сигнал готовності від місцевої телефонної станції, і ви можете його чути.

Щоб виділити мову і сигнали управління із прийнятого сигналу радіочастоти (РЧ), його необхідно відповідним чином перетворити. Сигнал РЧ надходить на один із входів змішувача, де він змішується (перемножується) із сигналом гетеродина. У вихідному сигналі змішувача втримується безліч комбінаційних (сумарних і різницевих) частот вхідних сигналів (РЧ і гетеродина) і їхніх гармонік, але нас цікавить тільки сигнал із частотою, рівної різниці між частотами сигналів РЧ і гетеродина. Цей корисний сигнал називається сигналом проміжної частоти (ПЧ). Значення ПЧ залежить як від частоти сигналу РЧ, так і гетеродина, а їх звичайно вибирають із урахуванням багатьох факторів: завадозахищеності, простоти фільтрації, стабільності тощо.

Сигнал ПЧ підсилюється в підсилювачі ПЧ і детектируется; детектирование може бути як частотним, так і амплітудним - залежно від виду модуляції. Управляючі імпульси, що минулі через формувач логічних сигналів, надходять у схему управління на мікропроцесор, а мовні сигнали проходять через підсилювач звукової частоти (ПЗЧ) і подаються на розмовну схему для передачі їх у телефонну лінію.

Передача стаціонарним блоком сигналів мови й управління відбувається простіше. Мовні сигнали з телефонної лінії, що пройшли через ІС розмовної схеми, надходять на ПЗЧ. Посилений мовний сигнал (разом з підмішаними управляючими сигналами) надходить на вхід генератора несучої частоти, де й здійснюється модуляція радіосигналу.

Схема управління координує роботу всіх вузлів безпроводового телефону. У СБ мікропроцесор координує процеси прийому й передачі, формує управляючі сигнали, передані на НМТ, обробляє вхідні з його команди, детектує сигнали виклику, виробляє необхідні імпульсні або тональні складальні сигнали й взаємодіє з телефонною лінією через відповідний інтерфейс. Разом із МП використовується ІС пам'яті для зберігання постійних програмних інструкцій і даних.

Телефонний інтерфейс (розмовна схема) зв'язує СБ із телефонною лінією. При надходженні відповідної команди із НМТ включається реле захвату лінії й воно своїми контактами підключає телефонну лінію до розмовної схеми. По лінії починає протікати струм, який станція сприймає, як якби у звичайного телефону була знята трубка. На СБ від телефонної станції надходить сигнал готовності, що передається по радіоканалу в НМТ. Після цього із НМТ можна починати набір номера.

Рисунок 3.3- Структурна схема НМТ

При наборі номеру МП виробляє управляючі сигнали, які передаються на СБ, перетворюються у відповідні DTMF-сигнали й надходять у телефонну лінію. Найпростіша зарядна схема - у вигляді захисного діода - використовується для підзарядки акумуляторів НМТ, коли він лежить у гнізді СБ. Сигнал, прийнятий антеною НМТ, подається на ПРЧ, що підсилює слабкий радіосигнал, переданий стаціонарним блоком. Переданий стаціонарним блоком сигнал РЧ містить ті ж складові, що й "зворотний" сигнал НМТ, і його перетворення в НМТ відбувається так само, як і в СБ. Єдина відмінність полягає в тому, що виділений із РЧ мовний сигнал надходить не на розмовну схему, а на телефонний капсуль або невеликий гучномовець.

Передача сигналу здійснюється НМТ тим же способом, що використан у СБ, тільки як джерело сигналу виступає звичайно електретний або електродинамічний мікрофон. Функції схеми управління НМТ також подібні до функцій аналогічного вузла СБ. Існують, щоправда, деякі відмінності. Наприклад, коли СБ виявляє сигнал виклику й передає відповідну команду на НМТ, її МП виробляє звуковий сигнал, щоб попередити вас про виклик. У НМТ більшості безпроводових телефонів встановлюється клавіатура з повним набором цифр і керуючих кнопок. Сигнали з неї надходять безпосередньо на МП. У схему управління, як і в СБ, звичайно включаються ІС пам'яті для зберігання програмних інструкцій і даних. Вихід передавача й вхід приймача підключені до єдиної антени. Щоб потужний сигнал передавача (вихідна напруга передавача в антені - частки вольта або одиниці вольтів) не "забивав" власний приймач (чутливість приймача - одиниці мікровольт) прийом і передача сигналів ведуться на різних частотах, а на вході ПРЧ приймача встановлюється вузькосмуговий селективний дуплексний фільтр.

Розглянемо як приклад безпроводовий телефонний апарат Panasonic KX-T4046AL.

технічні характеристики [9]:

- радіус дії 0,5 км у прямої видимості;

- 10 каналів зв'язку (табл. 3.1);

- потужність передавача базового блоку/трубки 10 мВт;

- придушення сусідніх каналів 40 дБ;

- чутливість приймача базового блоку/трубки 0,5 дБм при співвідношенні сигнал/шум 20 дБ;

- вид модуляції ЧМ із девіацією частоти 5 кГц;

- нестабільність частоти ±2,5 кГц;

- 65 000 варіантів коду доступу;

- пам'ять 10 шістнадцяті розрядних номерів;

- робота в режимі розмови/очікування без підзаряди акумулятора 8 годин/30 днів;

- можливість відповіді на дзвінок натисканням будь-якої кнопки.

- двосторонній пейджинг;

- внутрішній зв'язок (інтерком);

- гучномовний зв'язок (спікерфон);

- електронне регулювання рівня гучності;

- номеронабирач на базовому блоці.

Особливості роботи

Основу схем НМТ і СБ становлять дві ІС. Перша - AN6185NFA, що включає радіоприймач (крім каскаду ПРЧ), синтезатор частоти, детектор сигналу, компандер, ПЗЧ і мікрофонний і інші допоміжні пристрої, і інша - мікроконтролер, що з’єднує функції управління й електронного номеронабирача. Типи мікроконтролерів базового блоку й трубки відрізняються - MN150832 у базовому блоці й 0006G515 у трубці. Відмінності застосовуваних мікроконтролерів обумовлено особливостями управління НМТ і СБ. Додатково в базовому блоці застосована схема спікерфона, побудована на ІС - SC77655V.

Таблиця 3.1. Розподіл частот каналів РТ KX-T4046AL

Високочастотні ланцюги НМТ й СБ практично ідентичні. Відмінності полягають у застосуванні в антенних ланцюгах НМТ, дуплексора DUP1 і у відповідних ланцюгах СБ ланцюжка зв'язаних смугових фільтрів. Подібні розходження впливають на якість роботи схем і обумовлені винятково масогабаритними показниками трубки.

Системи й стандарти безпроводової телефонії

Перше покоління систем безпроводової телефонії БПТ спочатку розвивалося в рамках національних програм. Перші системи БПТ, що з'явилися 70-х роках у Європі, Азії й Північній Америці, працювали в діапазоні 27-50 МГц. Передача аналогових мовних повідомлень здійснювалася за допомогою частотної модуляції, а кількість робочих каналів не перевищувало 10. Дальність зв'язку по напрямку "НМТ - СБ" становила 200-300м.

В 1983 році Європейська організація адміністрацій і пошт (СЕРТ) розробила перший європейський стандарт (СТ-1) для аналогових систем безпроводових телефонів у смузі частот 900 МГц із 40 дуплексними каналами й частотним поділом каналів (FDМА) через 25 кГц. При цьому зв'язок здійснювався тільки через індивідуальний стаціонарний блок з використанням ідентифікаційного коду. Загальна кількість кодів склала більше мільйона.

У даній конфігурації системи не використовується канал управління для встановлення зв'язку між НМТ і СБ. Вони займають канал, використовуючи ту саму процедуру. У черговому режимі кожний блок БПТ постійно сканує по каналах у пошуку сигналу, що містить код ідентифікації. Коли виникає необхідність у встановленні зв'язку в будь-якому блоці БПТ, цей блок знаходить вільний канал, визначаючи рівень напруженості поля на ньому. На цьому каналі ініціюючий блок починає передавати код ідентифікації. При виявленні співпадаючого коду відповідний блок припиняє сканування й передає по зворотному дуплексному каналі відповідний код. Після того як ініціюючий блок виявляє, що погодиться з відповідним код ідентифікації, передача розпізнавальних сигналів припиняється й відбувається заняття абонентської лінії.

У ряді країн Європи ємність в 40 дуплексних каналів виявилася недостатньої для використання в комерційних системах. У Німеччині, Австрії й Швейцарії за узгодженням із СЕРТ був прийнятий розширений стандарт СТ-1 з подвоєною кількістю дуплексних каналів - 80. Однак у цих стандартах не забезпечувалася таємність передачі мовних повідомлень.

Наступне покоління систем БПТ було розроблено у Великобританії. Новий стандарт, що одержав назву СТ-2 (прийнятий СЕРТ в 1987 р.), був цифровим. Він забезпечував конфіденційність переговорів і краще, чим у СТ-1, якість прийому мовних повідомлень. Цей стандарт використовує дуплексний режим з тимчасовим поділом каналів і багаторазовий доступ із частотним поділом (ТDМА/FDМА). При цьому на одному тимчасовому інтервалі здійснюється передача пакета повідомлення від абонента, а на наступному інтервалі - прийом пакета повідомлення для цього абонента від стаціонарного блоку. Обмін пакетами повідомлень здійснюється на одній частоті. Відповідно до цього стандарту використовувана смуга 864-868 МГц поділена на 40 каналів по 100 кГц на кожний.

Вибір ширини каналу був визначений виходячи з мінімально можливого їхнього поділу по частоті для необхідної швидкості передачі даних без застосування дорогих методів модуляції. Такий підхід до ТDМА/FDМА добре відповідає доступності спектра й вимогам, пропонованим до мережі.

Стандарт СТ-2 прийнятий за основу при створенні системи безпроводових телефонів Ті1ероint, призначеної для одночастотного зв'язку рухливих абонентів через радіопорти, установлені в місті, з абонентами ТМЗК. Зв'язок із системі Ті1ероint здійснюється в зоні базової станції з дальністю до 200м. Характерною рисою цієї системи є та обставина, що вона, забезпечуючи своїм користувачам вихід у ТМЗК, не дозволяє викликати власників НМТ.

Системи безпроводового доступу СТ-1 і СТ-2 мають обмежену абонентську ємність. Тому основні зусилля розробників були спрямовані на створення системи, здатної забезпечити велику кількість абонентів. У підсумку Європейський інститут телекомунікаційних стандартів прийняв стандарт DECT - Digital Enhanced Cordless Telecommunications (цифрова розширена безпроводова система передачі голосу й даних). Цей стандарт використовує багатостанційний доступ з виявленням несучої, багатостанційний доступ із частотним поділом каналів і часовий дуплекс. Системі DЕСТ виділено 10 частотних каналів (10 несучих частот) у діапазоні від 1880 до 1900 Мгц. Інтервал між сусідніми частотами становить 1,728 Мгц. Не менш важливим компонентом є тимчасовий поділ у каналі - ТDМА. Насамперед цифрова технологія TDMA, використовувана в стандарті DECT, має високу завадостійкість і дозволяє бездротовим системам обробляти до 2000 користувачів на площі 1 кв. км, забезпечуючи високу якість передачі мови. Користувач під час розмови може переміщатися із зони дії одного осередку (стільники) у зону дії іншого осередку. Зв'язок при цьому не переривається і якість не страждає. Методи шифрування надійно захищають користувача від прослуховування телефону. Низька потужність передавача мінімізує шкідливий вплив випромінювання на організм (потужність випромінювання на трубці всього 10 мВт). Більшість моделей телефонів стандарту DECT можуть працювати до 9 годин у режимі розмови й до 45 годин у режимі очікування. Таке невелике споживання енергії виходить за рахунок використання технології переривчастої передачі.

Читайте також:

1. II. Вимоги безпеки перед початком роботи
2. II. Вимоги безпеки праці перед початком роботи
3. II. Основні закономірності ходу і розгалуження судин великого і малого кіл кровообігу
4. III. Вимоги безпеки під час виконання роботи
5. III. Вимоги безпеки під час виконання роботи
6. Internet. - це мережа з комутацією пакетів, і її можна порівняти з організацією роботи звичайної пошти.
7. IV. Вимоги безпеки під час роботи на навчально-дослідній ділянці
8. VII. Прибирання робочих місць учнями (по завершенню роботи) і приміщення майстерні черговими.
9. Аграрна політика як складова економічної політики держави. Сут­ність і принципи аграрної політики
10. Адвокатура в Україні: основні завдання і функції
11. Адміністративні методи - це сукупність прийомів, впливів, заснованих на використанні об'єктивних організаційних відносин між людьми та загальноорганізаційних принципів управління.
12. Аконність залишення засуджених у слідчому ізоляторі для роботи з господарського обслуговування.

Переглядів: 1374