| Подключение к центральной АТС |
Телефонная компания владеет телефонной линией до разделительного устройства или разделительного блока, который обычно располагается в подвале или в защищенной коробке на наружной стене здания. От этого места начинается абонентская проводка (внутренняя телефонная проводка вашего дома), за которую отвечает владелец здания или жилец.
Разделительный блок может называться по разному, в зависимости от вкуса телефонной компании. Наиболее общие названия для этого разделительного устройства — пункт разграничения (demarcation point arrangement, DPA), интерфейс сети (network interface, N1), стандартный интерфейс сети (standard network interface, SNI). На самом деле между ними нет никаких различий. Вы можете столкнуться и с другими названиями.
В разделительном устройстве нет ничего сложного или трудного для понимания. Это просто небольшая коробка, в которой оканчиваются телефонные линии. В ней установлены соединители, позволяющие подключить вашу абонентскую проводку к телефонной линии, проложенной телефонной компанией. Если вы откроете такой разделительный блок, вы не увидите никаких суперсовременных схем, а только провода, прикрепленные к нескольким соединительным колодкам.
Внутри разделительного блока есть три такие колодки. Центральная колодка присоединена к ближайшей точке заземления, например, водопроводной трубе. Для этого соединения используется толстый провод. Большинство остальных местных соединений в телефонной сети обычно выполняются проводами диаметром 1,1-1,2 мм.
Выводы двух других соединительных колодок подключаются к проводам телефонной линии, проложенным от телефонной станции. Эти соединения снабжены плавкими предохранителями для того, чтобы защитить телефонные линии от повреждения, если они замкнутся с линиями освещения или упавшими высоковольтными проводами. Когда предохранители перегорают, потенциально опасный ток замыкается на землю, при этом опасность пожара или повреждения оборудования сводится к минимуму.
Подключение аппарата к телефонной станции выполняется двумя проводами. Совокупность всех телефонов, подключенных к одной телефонной станции, называется абонентской сетью. Если вы вызываете телефонный номер из другой абонентской сети, вызов должен передаться к другой телефонной станции. Первые три цифры стандартного семизначного телефонного номера идентифицируют абонентскую сеть (соответствующую телефонную станцию), которая затем обеспечивает соединение с конкретным номером. Вы можете заметить, что большинство вымышленных телефонных номеров, упоминаемых в теле- и радиопередачах, фильмах и т.п. начинаются с цифр 555. Это исключает возможность случайно назвать реально существующий номер. Цифры 555 не соответствуют ни одной действующей где-нибудь в стране телефонной станции. Они зарезервированы для специальных тестовых целей. Нет никакого закона, обязывающего вьмышленные телефонные номера начинать с 555, но это страхует продюсеров от судебных разбирательств и претензий со стороны адвокатов.
Абонентские сети группируются в зоны, идентифицируемые дополнительным трехзначным кодом зоны. Обычно, перед набором кода зоны при междугородном звонке необходимо набрать "1" или "О". Это помогает предотвратить возможную неопределенность, когда телефонная станция пытается выполнить соответствующее соединение. Средняя цифра всех кодов зон в США всегда либо "О", либо "1", и цифры "О" и "1" никогда не являются первой цифрой кода зоны.
Поскольку для идентификации абонентской сети (и телефонной станции) используются три цифры, может показаться, что зона с любым конкретным кодом может содержать 1000 абонентских сетей (от ООО до 999). Но используются не все возможные трехзначные номера. Как уже упоминалось, код 555 никогда не применяется для обозначения действующей телефонной станции. Номера телефонных станций никогда не начинаются с "0" или "1", потому что это может вызвать неопределенность при междугородных соединениях. Есть несколько других ограничений, но для выбора все еще остается изобилие доступных номеров телефонных станций. Чем больше плотность населения, тем быстрее исчерпываются доступные номера телефонных станций. Поэтому штат Нью-Йорк использует по меньшей мере восемь кодов зон (и это число может быть при необходимости увеличено), в то время как весь штат Нью-Мексико охватывается единственной зоной с кодом 505.
Основной (локальный) телефонный номер состоит их семи цифр. Первые три цифры идентифицируют абонентскую телефонную сеть (телефонную станцию), как уже говорилось выше. Остальные четыре цифры определяют конкретную телефонную линию в пределах данной абонентской сети. Не существует никаких ограничений на последние четыре цифры телефонного номера, поэтому каждая телефонная станция может обслуживать 10000 клиентов с номерами от 0000 до 9999. Большинство телефонных станций не используют все доступные номера, оставляя в системе некоторый запас номеров для новых клиентов или непредвиденных обстоятельств.
Когда вы набираете номер, сигналы набора посылаются по линии на автоматическую телефонную станцию, обслуживающую вашу абонентскую сеть. Если набранный номер относится к другой абонентской сети, вызов автоматически переключается на нужную телефонную станцию. Затем соответствующая телефонная станция декодирует последние четыре цифры, чтобы идентифицировать абонента, с которым вы пытаетесь связаться, и выполняет необходимые электрические соединения между вашим телефоном и телефоном вызываемого абонента.
В первых телефонных системах операторы вручную соединяли и разъединяли электрические цепи с помощью соединительных шнуров на коммутационных панелях. По мере того, как телефонный сервис становился все более популярным и широко распространенным, ограниченность и неэффективность таких систем стала очевидной. Чтобы обеспечить повсеместное телефонное обслуживание, возникла необходимость как-то автоматизировать процесс коммутации. Первая работоспособная' автоматизированная система называлась коммутатором Строугера (Strowger switching) по имени ее изобретателя. Она была запатентована в 1891 году, хотя до 1918 года не применялась. Но затем ее использование стало нормой. В середине 70-х годов на большинстве телефонных станций применялись коммутаторы Строугера.
Коммутатор Строугера еще называют шаговым коммутатором. Это название лучше отражает его сущность. Несколько последовательно соединенных переключателей совместно осуществляют сложную пошаговую процедуру, связывая абонента с нужным телефонным номером. Каждый шаг в этом процессе непосредственно управляется импульсами набора. В качестве переключающих устройств используются так называемые шаговые искатели.
Когда вы поднимаете трубку своего телефонного аппарата, по электрической цепи между телефоном и телефонной станцией начинает протекать ток. Этим током включается реле, запускающее первый переключатель в цепочке, который называется предыскателем (искателем линии). Он перемещается сначала в вертикальном направлении, чтобы обнаружить первую свободную линию, а затем в горизонтальном, пока не найдет первый незанятый шаговый искатель, игнорируя те искатели, которые в данный момент соединяют цепи для другого вызова.
Как только обнаруживается свободный искатель, на вызывающий телефон посылается тональный сигнал готовности. Теперь система готова к приему и обработке импульсов набора. Если вы начнете набор до того, как услышите тональный сигнал, система может дать сбой, и вам придется положить трубку и начать все сначала. К счастью, если телефонная станция не очень маленькая или загруженная, эти первоначальные переключения происходят очень быстро. Вы даже не заметите никакой задержки. Вам будет казаться, что тональный сигнал готовности немедленно начинает звучать, как только вы поднимаете телефонную трубку. На самом деле он его включение происходит в то время, пока вы несете трубку к своему уху. Первый шаговый искатель ждет первой цифры набираемого телефонного номера и затем перемещается вертикально по одному шагу на каждый детектируемый наборный импульс. Например, если первая набранная вами цифра — "2", первый шаговый искатель переместится на две позиции.
Когда первый искатель будет расположен в соответствии с набранной цифрой, этот процесс повторится вторым шаговым искателем для второй набранной цифры, и так для каждой цифры телефонного номера. В результате ваша телефонная линия будет подключена к линии, ведущей к телефону того человека, которому вы звоните. Телефонная станция будет посылать сигнал вызова в его телефон (и возвратный сигнал в вызывающий телефон) до тех пор, пока либо не ответит абонент на вызываемой линии (тогда подключится разговорная цепь), либо вы не дадите отбой (тогда соединение полностью разорвется, и все шаговые искатели освободятся для обслуживания других вызовов).
Если телефон, номер которого вы набрали, занят, соединение не может быть выполнено. Вы услышите прерывистый сигнал занятости и поймете, что произошло.
Если все шаговые искатели заняты другими вызовами, вы не сможете никуда дозвониться. В первоначальной системе коммутатора Строугера вы просто не слышали тонального сигнала, и, соответственно, не получали никакой информации о возможности или невозможности набора номера. Современные телефонные системы более сложные, и тональный сигнал вы услышите даже тогда, когда невозможно сделать вызов. Если вы в таком случае попытаетесь набрать номер, то усльгщите предупредительный сигнал и записанное сообщение о том, что в данный момент все линии заняты. Большинство современных телефонных станций достаточно большие и эффективные, и такая ситуация возникает редко.
В коммутаторе Строугера используется большое количество громоздких электромеханических реле. В любой системе с большим количеством движущихся частей существует большая вероятность поломки. Вследствие низкой механической надежности каждого переключателя для поддержания работоспособности телефонной станции был необходим квалифицированный обслуживающий персонал, а это увеличивало стоимость эксплуатации системы.
Кроме того, условия работы на телефонной станции были далеки от идеальных, поскольку все эти большие реле непрерывно шелкали. Система Строугера производила неизбежные механические и электрические шумы. Она создавала сильные помехи близкорасположенным радиоприемникам, делая подчас невозможным прием передач.
Другой серьезный недостаток коммутатора Строугера заключался в том, что все его части были намертво соединены друг с другом. Поэтому было очень сложно и неудобно вносить какие-либо изменения в схему коммутатора.
Огромные затраты на обслуживание, отсутствие гибкости и другие недостатки, присущие системам на основе коммутатора Строугера, вынудили Ма Bell внести в систему Строугера некоторые важные усовершенствования. Избавиться от ее недостатков позволил новый тип матрицы переключателей с использованием общей системы управления. Она была названа координатным соединителем.
Общий управляющий элемент — некоторое подобие цифрового компьютера, сделанного из многочисленных реле. Он запоминает набранный номер и подает его на координатный соединитель в соответствии с несколькими установленными правилам, которые либо программируются, либо встроены в систему. Эти правила учитывают все возможные комбинации в размещении местных и междугородных вызовов и сообщают системе, какой альтернативный маршрут выбрать, если первоначально выбранный маршрут соединения занят. Если вызов блокируется или встречает препятствие в процессе соединения, эти правила говорят системе, как перенаправить вызов. Поскольку набранный номер запоминается в памяти этого компьютера, он может быть заново вызван для повторного использования, поэтому поиск пути соединения при необходимости может быть начат с самого начала. Координатная система — это обычная матричная сеть. При ее работе активируются одна вертикальная и одна горизонтальная линия, а соединение производится в точке их пересечения друг с другом. Если горизонтальные линии используются для входных сигналов, и вертикальные линии — для выходных, вы можете соединить любой вход с любым доступным выходом.
При большом количестве линий и каскадировании координатных соединителей система превращается в более изощренный вариант коммутатора Строугера.
В настоящее время на телефонных станциях, как правило, используются полностью электронные полупроводниковые переключатели, которые значительно совершеннее, меньше и надежнее, чем электромеханические реле. Новые электронные системы могут реагировать как на обычные наборные импульсы, так и на. звуковые сигналы, используемые при тональном наборе.
|
|
Как работают современные телефоны
