Co to jest aparat MB i CB? Jakie są podstawowe różnice?

Aparaty telefoniczne MB (miejscowej baterii) łączone są ze sobą na stałe za pomocą

łączy dwuprzewodowych lub częściej dołączane do łącznicy telefonicznej MB i za jej

pośrednictwem łączone z dowolnymi innymi aparatami.

Drugim obok systemu MB sposobem zasilania aparatów telefonicznych jest system CB

(centralnej baterii), w którym jedna bateria, znajdująca się w centrali telefonicznej, zasila

wszystkie dołączone do niej aparaty. Zasilanie do aparatów doprowadzają dwuprzewodowe

linie abonenckie, które jednocześnie służą do przesyłania prądów fonicznych.

Opisz działanie pierwszego telefonu Bell'a

Strony nadawcza i odbiorcza urządzenia zbudowane są identyczne.

Na magnesie trwałym nawinięte jest uzwojenie, przed magnesem zaś umieszczona jest

membrana z materiału ferromagnetycznego. Załóżmy, że osoba mówiąca znajduje się w

miejscu A. Membrana w takt padających fal głosowych drga w polu magnesu trwałego,

powodując tym samym zmiany rezystancji magnetycznej, co z kolei powoduje zmiany

natężenia strumienia magnetycznego. Powstające zmiany natężenia strumienia

magnetycznego indukują w uzwojeniu siłę elektromotoryczną, pod wpływem, której w obu

uzwojeniach płynie prąd przemienny.

W uzwojeniu po stronie B na skutek przepływu prądu przemiennego powstaje

przemienny strumień magnetyczny, który dodając się i odejmując od strumienia magnesu

trwałego powoduje zmiany siły przyciągającej membranę. Membrana ta zaczyna drgać,

wywołując w ten sposób powstanie fali dźwiękowej. Ponieważ układ jest symetryczny,

przekazywanie dźwięku przebiega identycznie w obu kierunkach.

Jak jest zbudowany i jak działa mikrofon?

W mikrofonach najlepsze efekty dało zastosowanie węgla w postaci

drobnych ziarenek, czyli proszku węglowego. W specjalnym pojemniku jest umieszczony

proszek węglowy. W dnie tego pojemnika, znajduje się elektroda nieruchoma, natomiast od

góry pojemniczek jest zamknięty membraną, do której przymocowana jest elektroda ruchoma.

Obie elektrody stykają się z proszkiem węglowym. Po dołączeniu baterii zasilającej przez proszek popłynie prąd stały. Gdy do membrany dotrze dźwięk, fala akustyczna wprawia w drgania membranę, a wraz z nią elektrodę ruchomą. Zależnie od położenia elektroda ta ściska mniej lub bardziej proszek węglowy. W czasie ściskania zwiększa się wzajemny docisk granulek, co jest powodem zmniejszania się rezystancji proszku. Zmiany rezystancji proszku w czasie drgań membrany są źródłem zmian natężenia prądu stałego w obwodzie mikrofonu.

Jak jest zbudowana i jak działa słuchawka?

Drugim obok mikrofonu zasadniczym elementem aparatu telefonicznego jest słuchawka

elektromagnetyczna (rys. 2.1.2a). Słuchawka, jako przetwornik elektroakustyczny, zmienia

energię elektryczną na energię akustyczną fali dźwiękowej. Słuchawka telefoniczna składa się

z następujących części: magnesu trwałego, dwóch nabiegunników, dwóch, cewek i

membrany. Do biegunów magnesu trwałego, wykonanego z twardej stali {najczęściej

wolframowej), są przymocowane nabiegunniki. Na nabiegunnikach umieszcza się uzwojenia

z drutu izolowanego, a w ich pobliżu znajduje się membrana, która swoim obwodem opiera

się o obudowę słuchawki. Przestrzeń dzieląca membranę od nabiegunników jest szczeliną

powietrzną. Nabiegunniki i membrana są wykonane z miękkich stali o dużej przenikalności

magnetycznej i małej koercji magnetycznej. Magnes trwały powoduje, że membrana jest stale przyciągana do nabiegunników z siłą F, proporcjonalną do kwadratu strumienia wytworzonego przez magnes trwały.

Z czego jest zbudowany mikrotelefon?

Odpowiednio połączone i zawarte w jednej obudowie mikrofon węglowy

oraz słuchawka elektromagnetyczna tworzą tzw. mikrotelefon.

Jak jest zbudowana i czemu służy tarcza numerowa?

Tarcza numerowa stanowi podstawowe wyposażenie aparatu współpracującego z

centralami automatycznymi. Za pomocą tarczy numerowej abonent wywołujący przekazuje

do centrali numer abonenta wywoływanego, uzyskując odpowiednie zestawienie drogi

połączeniowej.

Budowa i działanie tarczy numerowej są proste. W krążku cyfrowym osadzonym

sztywno na osi głównej tarczy znajduje się 10 otworów oznaczonych cyframi od 1 do 0, przy

czym cytra 0 występuje po cyfrze 9. Obrót krążka numerowego powoduje naciągnięcie

sprężyny umieszczonej na osi głównej tarczy oraz obrót umieszczonego na niej koła zębatego,

napędzającego oś pomocniczą. Na osi pomocniczej osadzone jest sztywno koło zębate wraz z kołem zapadkowym. Ponadto na tulei osadzone, jest luźno koło ślimacznicy oraz krążek

impulsowy z 3 zębami, wykonany z materiału izolacyjnego. W czasie obrotu tarczy ruch osi

głównej jest przenoszony za pośrednictwem kół zębatych na oś pomocniczą. W tym czasie

jednak krążek impulsowy nie wykonuje ruchu, gdyż zapadka umieszczona na kole

ślimacznicy ślizga się po kole zapadkowym. Dopiero w czasie ruchu powrotnego krążka

numerowego pod wpływem naciągniętej sprężyny tulejka z krążkiem impulsowym i kółko

ślimacznicy sprzęgają się z osią pomocniczą oraz wykonują ruch. Krążek impulsowy swymi

ząbkami powoduje rozwieranie i zwieranie sprężyn impulsowych.

Co to jest i czemu służy przerwa międzyseryjna?

Poszczególne serie impulsów są oddzielone od siebie odpowiednio długo trwającą przerwą. Jest to tzw. przerwa międzyseryjna.

Na czym polega kodowanie impulsowe informacji wybiorczych w tarczy numerowej?

Na czym polega kodowanie tonowe informacji wybiorczych z tarczy numerowej?

Jak kodowany jest impulsowo numer abonenta 1103?

Patrz rys. 2.1.4.a

Z jakich obwodów składa się aparat telefoniczny? Opisz je.

Układ aparatu telefonicznego stanowią dwa zasadnicze obwody:

− obwód rozmówny, inaczej zwany obwodem fonicznym,

− obwód sygnałowy.

W skład obwodu rozmównego wchodzą odpowiednio połączone mikrofon węglowy i

słuchawka elektromagnetyczna.

Narysuj i omów schemat aparatu MB.

Patrz rys. 2.3.a

Narysuj i omów schemat aparatu CB.

Patrz rys. 2.4.a

Co to jest i czemu służy układ antylokalny?

W układzie aparatu telefonicznego MB abonent słyszy w słuchawce własny głos oraz wszystkie inne dźwięki, docierające do mikrofonu. Zjawisko to, nazywane efektem lokalnym, jest niepożądane głównie z dwóch powodów. Po pierwsze przedłuża czas

adaptacji słuchu (w pierwszej chwili po ustaniu dźwięków z własnego mikrofonu abonent

musi bardziej wsłuchiwać się, aby usłyszeć i zrozumieć współrozmówcę). Po drugie hałas

otoczenia zagłusza głos współrozmówcy, gdyż natężenie dźwięków z własnego mikrofonu

jest stosunkowo duże w porównaniu z natężeniem głosu współrozmówcy, który jest

częściowo wytłumiony przez linię. Efekt lokalny został praktycznie wyeliminowany przez

włączenie słuchawki w tzw. układ antylokalny.

Co to jest i czemu służy przełącznik obwodów?

Rolę przełącznika spełnia, tzw. przełącznik obwodów, często nazywany również

przełącznikiem widełkowym, którego sprężyny są przełączane pod wpływem działania siły

ciężkości mikrotelefonu. Manipulacje przełącznikiem obwodów są, więc bardzo proste, a

nawet odruchowe, bo sprowadzają się do podniesienia lub położenia mikrotelefonu na widełki.

Porównaj rozwiązanie szeregowe i równoległe obwodów aparatów telefonicznych.

Układ szeregowy bierze swą nazwę stąd, że obwody rozmówny i sygnałowy są,

względem zacisków liniowych La-Lb aparatu połączone szeregowo. W układzie tym

przełącznik widełkowy PW, w zależności od tego czy mikrotelefon leży na widełkach, czy

jest podniesiony, zwiera jeden lub drugi obwód. Przy położonym mikrotelefonie w linię jest

włączony obwód sygnałowy i jednocześnie sprężyny przełącznika PW zwierają obwód

rozmówny. Po podniesieniu mikrotelefonu jest odwrotnie.

W wkładzie równoległym obwody rozmówny i sygnałowy są dołączone równolegle dla

zacisków La-Lb. Przełącznik widełkowy PW, w czasie, gdy mikrotelefon leży na widełkach

aparatu, dołącza do linii abonenckiej obwód sygnałowy, odłączając jednocześnie obwód

rozmówny. Odwrotnie jest po podniesieniu mikrotelefonu.

Wadą aparatów o szeregowym układzie jest to, że przy zanieczyszczeniu styków

sprężyn przełącznika widełkowego prądy rozmówne płyną również przez obwód sygnałowy,

gdzie są dość silnie tłumione. Użytkownik takiego aparatu telefonicznego może nie zwrócić

uwagi na nieprawidłowość pracy aparatu. W układzie równoległym może przy

zanieczyszczeniu styków sprężyn przełącznika widełkowego nastąpić całkowite wyłączenie z

pracy jednego lub obu obwodów. W tym przypadku abonent z łatwością może dostrzec

uszkodzenie.

Co to jest GAP?

Jedną ze specyfikacji standardu DECT jest profil GAP (Generic Access Profile)

umożliwiający współpracę sprzętu pochodzącego od różnych producentów. W praktyce

oznacza to, że słuchawka obsługująca profil GAP może być zalogowana do dowolnej stacji

bazowej dowolnego producenta.

Podaj zastosowania telefonii DECT.

Oto kilka przykładowych zastosowań tego systemu:

− domowe telefony bezprzewodowe,

− bezprzewodowe, abonenckie centrale telefoniczne PABX,

− bezprzewodowy dostęp do lokalnych sieci komputerowych LAN,

− jako system dostępu do sieci PSTN (ang. Public Switched Telephone Network) i

ISDN (ang. Integrated Serviced Digital Network),

− uzupełnienie dostępu do sieci komórkowych,

− realizacja bezprzewodowej pętli abonenckiej.

Parametry systemu DECT.

Poniżej przedstawiono podstawowe parametry techniczne systemu DECT:

− stosowany wielodostęp z podziałem czasu MC/TDMA/TDD;

− kodowanie sygnału mowy adaptacyjną metodą ADPCM 32 kbit/s;

− stosowanie modulacji GFSK (ang. Gaussian Frequency Shift Keying), czyli

binarne kluczowanie częstotliwości z gaussowskim kształtowaniem sygnału modulującego;

− dewiacja częstotliwości Δ f = 288 kHz;

− pasmo częstotliwości - 20 MHz;

− częstotliwość dolna fd = 1880 MHz;

− częstotliwość górna fg = 1900 MHz;

− odstęp międzykanałowy - 1728 kHz;

− liczba kanałów radiowych - 10;

− liczba kanałów rozmównych w kanale radiowym - 12;

− maksymalna liczba kanałów rozmównych - 120;

− czas trwania ramki - 10 ms;

− całkowita przepływność informacji w systemie - 1152 kbit/s;

− niedokładność częstotliwości - 50 Hz;

− dopuszczalna prędkość stacji ruchomej - 20 km/h;

− promień komórki - od 50 do 300 m.

Wyjaśnij sens stosowania transmisji w górę i w dół?

Ramka TDMA posiada długość 10 ms i zawiera 24 szczeliny czasowe, z których

pierwsze 12 wykorzystywane są do tzw. transmisji w dół (ang. downlink) od stacji bazowej

do stacji mobilnej, natomiast pozostałe do transmisji w górę (ang. uplink) od stacji mobilnej

do stacji bazowej. Stosując dupleks czasowy mamy pewność utrzymania bardzo niskiego poziomu zakłóceń międzykanałowych w systemie oraz zapewnienie identycznej jakość transmisji od stacji bazowej do stacji ruchomej („downlink”) oraz w kierunku przeciwnym („uplink”).

Opisz ramkę kodowania w systemie DECT.

Patrz rys. 5.2.a

Na czym polega funkcja rozsiewcza w systemie DECT?

Stacja bazowa w systemie DECT charakteryzuje się specjalistycznym działaniem

umożliwiającym optymalny dobór parametrów transmisji danych. Proces ten polega na tym,

że stacja bazowa w przynajmniej jednym kanale wysyła sygnał znacznika zwany „latarnią”

co oznacza, że przynajmniej jeden kanał stacji bazowej jest aktywny. W aktywnym kanale wysyłana jest informacja systemowa (kanał Q) oraz sygnał identyfikacyjny stacji bazowej. Stacja mobilna przeszukuje kanały w celu nawiązania połączenia aż do momentu detekcji sygnału znacznika ze stacji bazowej. W przypadku detekcji znacznika stacja ruchoma analizuje zawartą w nim informację w celu stwierdzenia czy ma prawo dostępu do systemu, a następnie czy stacja bazowa może zestawić połączenie.

Na czym polega dynamiczny przydział kanałów w systemie DECT?

Ta procedura polega na wyborze najlepszego kanału podczas zestawiania połączenia i umożliwia szybką reakcję stacji bazowej na zjawiska propagacji i zakłóceń. Stosowanie dynamicznego przydziału kanału umożliwia uzyskanie jak największej pojemności sieci przy najlepszej jakości transmisji sygnałów radiowych. Ciągły dobór kanałów jest realizowany zarówno w momencie zestawiania połączenia jak i podczas jego trwania.

Jak przebiega procedura zestawienia połączenia w systemie DECT?

Stacja ruchoma zawsze wysyła zażądanie w celu zestawienia połączenia do stacji

bazowej. Stacja mobilna wykrywa sygnał znacznika „latarni” pochodzący od stacji bazowej i w tym samym kanale wysyła sygnał zażądania zestawienia połączenia (ang. set-up request). Stacja bazowa odpowiada w tym samym kanale. Stacja ruchoma stosuje procedurę

dynamicznego przydziału kanału w celu optymalnego wyboru kanału. Stacja bazowa

przeszukuje swoje kanały odbiorcze tak, aby była możliwość wykorzystywania 10 kanałów

przez stacje mobilne. Stacja ruchoma nadąża za tym przeszukiwaniem dzięki informacjom ze

stacji bazowej zawartym w sygnale znacznika. W ten sposób stacje ruchome mogą określić,

który z kanałów jest optymalny do zestawienia połączenia ze stacją bazową. W momencie

przyjścia wywołania do stacji ruchomej, sieć informuje stacje poprzez wysłanie

identyfikatora, w którym znajdują się informacje na temat stacji bazowej.

Jak realizowane jest zapewnienie bezpieczeństwa transmisji w systemie DECT?

System DECT powinien uniemożliwiać podpięcie się niepowołanych użytkowników

do linii abonenta lub przechwycenie transmitowanych danych. W tym celu zdefiniowano znormalizowany protokół szyfrowania danych. Klucz do szyfrowania związany jest z

procedurą ustalania tożsamości lub uwierzytelniania. Stosuje się tzw. digital headset

registration, czyli procedurę rejestracji stacji ruchomej w stacji bazowej. Rejestracja jest

wymagana, gdy dokupywana jest kolejna część mobilna do zestawu DECT, lub gdy chcemy

podłączyć stację mobilną do kilku innych stacji bazowych.

Jakie kanały logiczne występują w DECT? Do czego służą - krótko scharakteryzuj każdy.

− kanał P (ang. Paging Channel) wywoławczy;

− kanał C (ang. Control Channel) sterujący;

− kanał Q (ang. Broadcasting Channel) rozsiewczy;

− kanał I (ang. Hand Shake) identyfikacji abonenta;

− kanał M sterujący warstwy MAC (ang. Medium Access Control Layer).

Warstwa MAC kontroluje usługi rozsiewcze (przywołanie stacji bazowej, przenoszenie

połączeń) poprzez wybór i alokację kanałów logicznych.

Co to jest i na czym polega modulacja ASK? Narysuj podstawowy przebieg.

Elementarnym typem modulacji ASK jest modulacja dwuwartościowa (binarna) BASK

(ang. Binary Amplitude Shift Keying). W modulacji tej cyfrowym impulsom „0” i „1”

przebiegu g(t) odpowiadają impulsy nośnej o jednakowej częstotliwości f0 i różnych

amplitudach A1 oraz A0 - patrz rys. 5.7.a

Jej jeszcze prostszym przypadkiem jest wersja z kluczowaniem fali nośnej ASK OOF

(ang. On-Off Keyed). W wersji tej logicznemu “zeru” odpowiada po prostu stan braku

jakiegokolwiek sygnału. Rozwiązanie to jest na tyle proste, że można je porównać do

telegrafu Morse'a - klucz telegraficzny zamyka i otwiera obwód prądu przemiennego, różnica

sprowadza się właściwie do systemu kodowania - patrz rys. 5.7.b

Patrz rys. 5.7.c

Co to jest i na czym polega modulacja FSK? Narysuj podstawowy przebieg.

Sygnał FSK (ang. Frequency Shift Keying) może być generowany przez przełączanie

dwóch niezależnych generatorów częstotliwości charakteryzującymi się, tzw.

częstotliwościami znamiennymi, odpowiednio f0 i f1, lub poprzez modyfikację parametrów

pojedynczego generatora. W tym ostatnim przypadku zachowana jest ciągłość fazy w

momentach przejścia z jednej częstotliwości znamiennej f0 do drugiej f1. Ten rodzaj modulacji

nazywany jest modulacją z ciągłą fazą.

Patrz rys. 5.7.f i 5.7.g

---