WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY KATEDRA TELEKOMUNIKACJI I APARATURY ELEKTRONICZNEJ. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych. Numer ćwiczenia: 2

Transkrypt

1 Politechnika Białostocka WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY KATEDRA TELEKOMUNIKACJI I APARATURY ELEKTRONICZNEJ Instrukcja do zajęć laboratoryjnych Temat ćwiczenia: Badanie analogowej sygnalizacji liniowej i rejestrowej. Numer ćwiczenia: 2 Laboratorium z przedmiotu: PODSTAWY TELEKOMUTACJI KOD: Opracowali: dr inŝ. Krzysztof Konopko mgr inŝ. Grzegorz Kraszewski 2008

2 1 Wprowadzenie Sygnalizacją nazywamy proces nadawania, przesyłania i odbioru sygnałów sterujących związanych z zestawianiem, rozłączaniem i sterowaniem połączeniami. Z punktu widzenia sterowania, sygnalizację moŝna podzielić na abonencką i międzycentralową. W kaŝdej z nich moŝna wyróŝnić sygnalizację liniową i rejestrową. Sygnalizacja liniowa to proces związany z przekazywaniem danych o wynikach obserwacji stanu łącza i zespołów obsługowych, takich jak np. podniesienie, czy odłoŝenie mikrotelefonu. Sygnalizacja rejestrowa to proces związany z przekazywaniem danych niezbędnych do zestawienia drogi połączeniowej, takich jak: dane o numerze abonenta wywołującego. Ze względu na realizację fizyczną sygnalizację analogową moŝna podzielić na: sygnalizację prądem stałym realizowaną przez przerywanie pętli złoŝonej z aparatu abonenta, linii abonenckiej i wyposaŝenia centrali związanej z tą linią lub zmianą kierunku płynącego w niej prądu. sygnalizację prądem zmiennym realizowaną poprzez przesyłanie sygnałów o określonych częstotliwościach mieszczących się w paśmie telefonicznym (sygnalizacji w paśmie) lub spoza tego pasma (sygnalizacja poza pasmem). Abonent moŝe przesyłać do centrali następujące sygnały liniowe: zapotrzebowanie na obsługę - podniesienie mikrotelefonu w celu wywołania centrali, przyjęcie rozmowy - podniesienie mikrotelefonu w odpowiedzi na sygnał dzwonienia, zakończenie rozmowy - odłoŝenie mikrotelefonu, Ŝądanie dodatkowej obsługi w trakcie rozmowy, oraz następujące sygnały rejestrowe: numer katalogowy abonenta Ŝądanego, prefiksy usług, numer usługi. Abonenckie sygnały liniowe są przesyłane do centrali w sposób stałoprądowy. Sygnał zapotrzebowania na obsługę oraz sygnał przyjęcia rozmowy są nadawane przez 2

3 zamkniecie obwodu prądu stałego w chwili podniesienia mikrotelefonu. Sygnał Ŝądania dodatkowej obsługi w trakcie rozmowy (przekazanie rozmowy, rozmowa konferencyjna) jest na ogół realizowany przez krótkotrwałą przerwę obwodu prądu stałego (stuknięcie w widełki) lub przez określony sygnał wieloczęstotliwościowy. Analogicznie sygnał zakończenia rozmowy to przerwa w obwodzie prądu stałego w momencie odłoŝenia mikrotelefonu. Impulsowy sposób rejestrowej sygnalizacji abonenckiej polega na przekazywaniu kolejnych cyfr przez generację kolejnych przerw, z częstotliwością 10 Hz, przy współczynniku wypełnienia w Polsce (typ A tarczy) równym 2, nazywanym stosunkiem czasu przerwy do czasu zwarcia. Na rysunku 1 przedstawiono wykres prądu w przypadku wyboru przez abonenta dwóch kolejnych cyfr 2 i ms t p t z min 800 ms Rys 1.Wykres prądu dla przypadku dwóch kolejnych cyfr 2 i 3 Impulsowy sposób sygnalizacji rejestrowej jest mało efektywne z powodu stosunkowo długiego czasu przekazywania numeru, a ponadto sygnał o częstotliwości 10 Hz jest sygnałem z poza pasma telefonicznego i jako taki nie jest przenoszony przez centrale telefoniczne, co uniemoŝliwia abonentom przesyłania między sobą informacji sterujących, potrzebnych dla sterowania niektórymi usługami, i urządzeniami np. centrale abonenckie, automatyczne sekretarki itp. Wieloczęstotliwościowy sposób przekazywania informacji wybierczych jest wolny od wad sposobu impulsowego. Dla przekazania informacji w tym systemie przekazywany sygnał jest zawsze złoŝony z dwóch sygnałów kaŝdy o innej częstotliwości. Pełna klawiatura wybiercza ma 16 klawiszy, jednak w najczęściej uŝywana jest 12 klawiszowa. Częstotliwości odpowiadające kaŝdej cyfrze wchodzą w skład dwóch grup, z których kaŝda składa się czterech częstotliwości. Stosowany kod nazywa się kodem 2(1/4). Częstotliwości obu grup oraz ich przyporządkowanie poszczególnym cyfrom przedstawiono na rys 2. 3

4 A B C 941 * 0 # D Rys. 2. Klawiatura wybiercza DTMF Częstotliwości są tak dobrane, aby nie były względem siebie harmoniczne, oraz aby nie występowały w sygnale mowy. Dotychczas omówiono sygnały jakie abonent wysyła do systemu, zaś centrala telefoniczna wysyła do abonenta między innymi następujące sygnały: sygnał zgłoszenia - o częstotliwość od Hz i jest nadawany w sposób ciągły do chwili rozpoczęcia wybierania, sygnał wywołania (prąd dzwonienia) - o częstotliwości Hz i napięciu V jest wysyłany przez czas od 0,67 do 1,5 s po czym następuje przerwa o dł od 3 do 5 s zwrotny sygnał wywołania (potwierdzenie sygnału dzwonienia) o częstotliwości od 400 do 450 Hz jest wysyłany i przerywany tak jak prąd dzwonienia, sygnał zajętości - o częstotliwości od 400 do 450 Hz i jest nadawany w sposób przerywany o czasie cyklu od 300 do 1100 ms w przypadku zajętości abonenta wywoływanego, sygnał marszrutowania jest nadawany w trakcie zestawiania drogi połączeniowej ma tę samą częstotliwość co sygnał zgłoszenia, ale jest przerywany w rytmie 50 ms emisji 50 ms ciszy, 4

5 2 Cel i zakres ćwiczenia W ćwiczeniu badana jest analogowa sygnalizacja liniowa i rejestrowa. 3 Sposób wykonania ćwiczenia 3.1 UŜywane komendy centrali Do wykonania ćwiczenia będą uŝywane testy ręczne. Testy ręczne wymagają przygotowania otoczenia testowanego modułu komendą EXE-REQ-MT: EXE-REQ-MT: EXEC=,DN=K numer ; Parametr DN określa linię abonencką, na której zostaną przeprowadzone badania. Parametr EXEC informuje, czy linia będzie odizolowana od układów centrali na czas pomiaru. W przypadku pomiarów parametrów związanych z sygnalizacją abonencką naleŝy podać parametr EXEC=1. Przy pozostałych pomiarach EXEC moŝe wynosić 1. Po przygotowaniu centrali do testów moŝna do nich przystąpić. Testy wykonuje się komendą GO: GO: SEQ=,REPLY= ; W parametrze SEQ podaje się numer sekwencji poprzednio wydanego rozkazu EXE- REQ-MT podany przez centralę w odpowiedzi na rozkaz. Rodzaj pomiaru podaje się w parametrze REPLY. Oto moŝliwe wartości (podawać naleŝy w cudzysłowach): "DPTS" "DKTS" pomiar parametrów sygnalizacji impulsowej, pomiar parametrów sygnalizacji tonowej, 3.2 Przebieg ćwiczenia Badanie analogowej sygnalizacji liniowej (pomiar napięcia stałego w linii w czasie połączenia). Do tego pomiaru uŝywamy multimetru. Proszę zaobserwować, jak zmienia się napięcie stałe w charakterystycznych chwilach: podniesienie słuchawki przez abonenta wywołującego, podniesienie słuchawki przez abonenta wywoływanego, odłoŝenie słuchawki przez abonenta wywołującego, odłoŝenie 5

6 słuchawki przez abonenta wywoływanego. NaleŜy uwzględnić róŝne moŝliwe kombinacje, a więc zmierzyć sygnały zarówno gdy linia pomiarowa występuje jako abonent wywołujący, jak i abonent wywoływany. Zaobserwować róŝnicę w sygnalizacji w zaleŝności od tego, który abonent wcześniej odłoŝy słuchawkę. Następnie naleŝy podłączyć oscyloskop do jednej z linii telefonicznych wyprowadzonych na gniazdka na stole laboratoryjnym. Linia telefoniczna jest torem symetrycznym, a więc nie występuje w niej przewód "masy". Dlatego chcąc zdejmować oscylogramy sygnałów w linii naleŝy dokonać pomiarów róŝnicowych. W tym celu styki "gorące" dwóch kanałów oscyloskopu łączymy do obu przewodów linii, styki masy pozostawiając niepodłączone. W menu oscyloskopu ustawiamy pomiar róŝnicowy (CH1 - CH2). Proszę zwrócić uwagę na fakt, Ŝe w linii telefonicznej występuje napięcie stałe około 48 V, oraz moŝe wystąpić zmienne o wartości międzyszczytowej ok. 200V (sygnał dzwonienia). NaleŜy unikać dotykania elementów metalowych połączonych galwanicznie z linią telefoniczną. Po podłączeniu oscyloskopu (równolegle z telefonem) moŝna przystąpić do pomiarów: Pomiar amplitudy i częstotliwości sygnału zgłoszenia centrali. Sygnał ten pojawi się na linii po podniesieniu słuchawki. NaleŜy zmierzyć amplitudę międzyszczytową i częstotliwość sygnału, zaobserwować jego kształt. Po pewnym czasie (proszę zmierzyć ten czas przy pomocy zegarka) sygnał ciągły zamienia się w przerywany. Proszę ustawić odpowiednio duŝą podstawę czasu w oscyloskopie i zmierzyć czas trwania sygnału i przerwy między sygnałami. Po odczekaniu pewnego czasu sygnał akustyczny w słuchawce zanika. Proszę równieŝ ten czas zmierzyć zegarkiem. Pomiar amplitudy, częstotliwości i czasu zwrotnego sygnału dzwonienia. Aby uzyskać ten sygnał, naleŝy z telefonu pomiarowego zadzwonić na inny numer i nie odbierać połączenia. NaleŜy zmierzyć częstotliwość i amplitudę w impulsie, czas trwania impulsu, okres powtarzania impulsów. Czy sygnał zwrotny jest w fazie z sygnałem przychodzącym do wywoływanego aparatu? Pomiar amplitudy, częstotliwości i czasu przychodzącego sygnału dzwonienia. Aby uzyskać ten sygnał naleŝy z innego aparatu zadzwonić na numer aparatu pomiarowego i nie odbierać połączenia. Podczas tego pomiaru naleŝy zachować ostroŝność - napięcie międzyszczytowe sygnału dzwonienia jest rzędu 150 V! 6

7 Podobnie jak przy poprzednim pomiarze naleŝy zmierzyć częstotliwość i amplitudę w impulsie, czas trwania impulsu, okres powtarzania impulsów. Pomiar amplitudy, częstotliwości i czasu sygnału zajętości. Aby uzyskać ten sygnał, naleŝy nawiązać połączenie między dwoma aparatami, z których Ŝaden nie jest aparatem pomiarowym. Następnie naleŝy odłoŝyć słuchawki na bok (pozostawiając połączenie) i zadzwonić na jeden z tych dwóch aparatów z aparatu pomiarowego. NaleŜy zmierzyć amplitudę i częstotliwość sygnału wewnątrz impulsu, czas trwania impulsu, okres powtarzania impulsów. Przy pomocy zegarka zmierzyć czas po jakim sygnał zajętości zanika. Pomiar parametrów sygnału wybierania impulsowego. Sygnał ten uzyskujemy w czasie wciskania klawiszy aparatu. NaleŜy się przedtem upewnić, Ŝe aparat przełączony jest na wybieranie impulsowe (przełącznik z boku lub od spodu aparatu). NaleŜy zarejestrować kształt impulsu, czas trwania, okres powtarzania, charakterystyczne napięcia. Sygnały wybierania tonowego. Sygnały te są generowane w czasie wciskania przycisków apataru, jeśli ma on ustawione wybieranie tonowe. NaleŜy zaobserwować kształt przebiegu dla róŝnych cyfr, zmierzyć maksymalną amplitudę. Pomiar przęciętnej i maksymalnej amplitudy sygnału mowy. Sygnał ten występuje w linii w trakcie rozmowy NaleŜy oszacować typową amplitudę sygnału w trakcie rozmowy, oraz amplitudę maksymalną. Sygnał o maksymalnej amplitudzie moŝna łatwo uzyskać dmuchając do słuchawki. NaleŜy rozwaŝyć dwa przypadki - kiedy sami mówimy do telefonu pomiarowego i kiedy słuchamy drugiej osoby. Następnie dokonać pomiarów parametrów abonenckiej sygnalizacji rejestrowej za pamocą centrali w tym celu: - uzyskać połączenie do aparatu pomiarowego z dowolnego aparatu dostępnego na stanowisku następnie wykonać komendę EXE-REQ-MT z parametrem EXEC=0, - ustawić aparat na wybieranie dekadowe, wydać komendę GO z parametrem REPLY= DPTS a następnie wybierając wielokrotnie (do czasu wyświetlenia raportu) z aparatu pomiarowego dowolny numer (np. 0 ) zmierzyć parametry sygnalizacji impulsowej, 7

8 - ustawić aparat na wybieranie tonowe, wydać komendę GO z parametrem REPLY= DKTS a następnie wcisnąć i przytrzymać (do czasu wyświetlenia raportu) z aparatu pomiarowego pierwszy klawisz zmierzyć parametry sygnalizacji wieloczęstotliwościowej, czynność powtórzyć dla pozostałych klawiszy identyfikując grupy częstotliwości uŝywane w systemie sygnalizacji tonowej, pomiary powtórzyć kilkakrotnie dla kaŝdej cyfry, - zakończyć pomiary komendą GO z parametrem REPLY= TERM. 4 Sprawozdanie z ćwiczenia Sprawozdanie powinno zawierać: - opis wykonywanych czynności, - schematy układów pomiarowych, - wyniki przeprowadzonych pomiarów (w tym wykresy czasowe pokazujące składową stałą w linii w czasie połączenia), - przykładowe raporty generowane przez centralę w czasie pomiarów, Wnioski wynikające z przeprowadzonych badań w tym analizę powtarzalności pomiarów sygnalizacji wieloczęstotliwościowej (wartość średnia i wariancja) dla poszczególnych cyfr wybierania impulsowego. 5 Wymagania BHP W trakcie realizacji programu ćwiczenia naleŝy przestrzegać zasad omówionych we wstępie do ćwiczeń, zawartych w: Regulaminie porządkowym w laboratorium oraz w Instrukcji obsługi urządzeń elektronicznych znajdujących się w laboratorium z uwzględnieniem przepisów BHP. Regulamin i instrukcja są dostępne w pomieszczeniu laboratoryjnym w widocznym miejscu. 6 Literatura A. Jajszczyk Wstęp do telekomutacji WNT Warszawa S. Haykin Systemy telekomunikacyjne WKŁ Warszawa System 12 digital exchange Electrical Communication vol. 59 No. 1/