Ćwiczenie 2. Badanie sygnalizacji w pętli abonenckiej

Transkrypt

1 Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny Systemy Telekomutacji Ćwiczenie 2 Badanie sygnalizacji w pętli abonenckiej Opracowali: dr inż. Krzysztof Konopko, mgr inż. Grzegorz Kraszewski BIAŁYSTOK 2006

2 1 Wprowadzenie Sygnalizacją nazywamy w telekomunikacji proces nadawania, przesyłania i odbioru sygnałów sterujących związanych z zestawianiem, rozłączaniem i sterowaniem połączeniami. Sygnalizację dzielimy ogólnie na abonencką, która będzie przedmiotem badania w tym ćwiczeniu, oraz międzycentralową. W każdej z nich z kolei mamy podział na sygnalizację liniową, służącą do przekazania informacji o stanie łącza, oraz rejestrową, przekazującą informację o trasie zestawianego połączenia (na przykład numer abonenta docelowego). Sygnalizacja w pętli abonenckiej jest jeszcze z reguły sygnalizacją analogową, ze względów historycznych i z uwagi na konstrukcję będących w użyciu aparatów telefonicznych (wyjątkiem są linie abonenckie ISDN). Sygnalizacja międzycentralowa jest obecnie prawie wyłącznie cyfrowa. Ze względu na realizację fizyczną, sygnalizację analogową można podzielić na: Sygnalizację prądem stałym, polegającą na przerywaniu obwodu złożonego z aparatu abonenta, linii abonenckiej i wyposażenia centrali związanego z tą linią. Możliwa jest też sygnalizacja przez zmianę kierunku prądu w tym obwodzie. Sygnalizację prądem zmiennym, polegającą na przesyłaniu określonych sygnałów o paśmie zawierającym się w paśmie telekomunikacyjnym ( Hz), mamy wtedy do czynienia z sygnalizacją w paśmie, lub poza nim, wtedy mówimy o sygnalizacji poza pasmem. Abonent może przesyłać do centrali następujące sygnały liniowe: zapotrzebowanie na obsługę podniesienie mikrotelefonu w celu wywolania centrali, przyjęcie rozmowy podniesienie mikrotelefonu w odpowiedzi na sygnał dzwonienia, zakończenie rozmowy odłożenie mikrotelefonu, żądanie dodatkowej obsługi w trakcie rozmowy, oraz następujące sygnały rejestrowe: numer katalogowy abonenta żądanego, 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 zamknięcie obwodu prądu stałego w chwili podniesienia mikrotelefonu. Sygnał żądania dodatkowej obsługi w trakcie rozmowy (przekazanie rozmowy, rozmowa konferencyjna) jest na ogół realizowany przez krótkotrwałe przerwanie obwodu prądu stałego (stuknięcie w widełki, tzw. flash) lub przez określony sygnał

3 wieloczęstotliwościowy. Analogicznie sygnał zakończenia rozmowy to przerwa w obwodzie prądu stałego w momencie odłożenia 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. Impulsowy sposób sygnalizacji rejestrowej jest mało efektywny z powodu stosunkowo długiego czasu przekazywania numeru, a ponadto sygnał o częstotliwości 10 Hz jest sygnałem spoza pasma telefonicznego i jako taki nie jest przenoszony przez centrale telefoniczne, co uniemożliwia abonentom przesyłania między sobą informacji sterujących, potrzebnych dla sterowania niektórymi usługami, i urządzeniami np. centralami abonenckimi, automatycznymi sekretarkami itp. Wieloczęstotliwościowy sposób przekazywania informacji wybierczych jest wolny od wad sposobu impulsowego. Dla przekazania informacji w tym systemie przekazywany sygnał jest zawsze złożony z dwóch sygnałów każdy o innej częstotliwości. Pełna klawiatura wybiercza ma 16 klawiszy, jednak najczęściej używana jest klawiatura 12-klawiszowa. Częstotliwości odpowiadające każdej cyfrze wchodzą w skład dwóch grup, z których każda składa się z czterech częstotliwości. Stosowany kod nazywa się kodem 2(1/4). Częstotliwości obu grup oraz ich przyporządkowanie poszczególnym cyfrom przedstawiono na rys Hz 1336 Hz 1477 Hz 1633 Hz 697 Hz A 770 Hz B 852 Hz C 941 Hz * 0 # D Rys. 1. 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 częstotliwości Hz, jest nadawany w sposób ciągły do chwili rozpoczęcia wybierania numeru, 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 długości od 3 do 5 s,

4 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, 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, 2 Cel i zakres ćwiczenia W ćwiczeniu badana jest analogowa sygnalizacja liniowa i rejestrowa w łączu abonenckim. 3 Sposób wykonania ćwiczenia 3.1 Używane komendy centrali Do wykonania ćwiczenia będą używane testy ręczne. Testy ręczne wymagają przygotowania otoczenia testowanego modułu komendą EXE-REQ-MT: EXE-REQ-MT: EXEC=izolacja,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 należy podać parametr EXEC=1. Przy pozostałych pomiarach EXEC powinien wynosić 0. Po przygotowaniu centrali do testów można do nich przystąpić. Testy wykonuje się komendą GO: GO: SEQ=numer rozkazu, REPLY=odpowiedź W parametrze SEQ podaje się numer sekwencyjny poprzednio wydanego rozkazu EXE-REQ-MT podany przez centralę w odpowiedzi na rozkaz. Rodzaj pomiaru podaje się w parametrze REPLY. Oto możliwe wartości (podawać należy w cudzysłowach): "DPTS" Pomiar parametrów sygnalizacji impulsowej. "DKTS" Pomiar parametrów sygnalizacji tonowej.

5 3.2 Przebieg ćwiczenia Badanie analogowej sygnalizacji liniowej (pomiar napięcia stałego w linii w czasie połączenia). Do tego pomiaru używamy multimetru. Proszę zaobserwować, jak zmienia się napięcie stałe między przewodami linii w charakterystycznych chwilach: podniesienie słuchawki przez abonenta wywołującego, podniesienie słuchawki przez abonenta wywoływanego, odłożenie słuchawki przez abonenta wywołującego, odłożenie słuchawki przez abonenta wywoływanego. Należy uwzględnić różne możliwe kombinacje, a więc zmierzyć napięcia zarówno gdy telefon pomiarowy występuje jako abonent wywołujący, jak i abonent wywoływany. Zaobserwować różnicę w sygnalizacji w zależności od tego, który abonent wcześniej odłoży słuchawkę. Następnie należy 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 należy dokonać pomiarów różnicowych. W tym celu styki gorące dwóch kanałów oscyloskopu łączymy do obu przewodów linii, styki masy pozostawiając niepodłączone. W menu oscyloskopu ustawiamy pomiar różnicowy (CH1 - CH2). Proszę zwrócić uwagę na fakt, że w linii telefonicznej występuje napięcie stałe około 48 V, oraz może wystąpić zmienne o wartości międzyszczytowej ok. 200 V (sygnał dzwonienia). Należy unikać dotykania elementów metalowych połączonych elektrycznie z linią telefoniczną. Po podłączeniu oscyloskopu (równolegle z telefonem) można przystąpić do pomiarów: Pomiar amplitudy i częstotliwości sygnału zgłoszenia centrali. Sygnał ten pojawi się na linii po podniesieniu słuchawki. Należy zmierzyć amplitudę międzyszczytową i częstotliwość sygnału, zaobserwować jego kształt. Po pewnym czasie (proszę zmierzyć ten czas przy pomocy zegarka) sygnał ciągły zmienia się w przerywany. Proszę ustawić odpowiednio dużą podstawę czasu w oscyloskopie i zmierzyć czas trwania sygnału i przerwy między sygnałami. Po odczekaniu pewnego czasu sygnał akustyczny w słuchawce zanika. Proszę również ten czas zmierzyć zegarkiem. Pomiar amplitudy, częstotliwości i czasu trwania zwrotnego sygnału dzwonienia. Aby uzyskać ten sygnał, należy z telefonu pomiarowego zadzwonić na inny numer i nie odbierać połączenia. Należy zmierzyć częstotliwość i amplitudę w impulsie, czas trwania impulsu, okres powtarzania impulsów. Czy sygnał zwrotny jest w fazie z sygnałem dzwonienia przychodzącym do wywoływanego aparatu? Pomiar amplitudy, częstotliwości i czasu przychodzącego sygnału dzwonienia. Aby uzyskać ten sygnał należy z innego aparatu zadzwonić na numer aparatu pomiarowego i nie odbierać połączenia. Podczas tego pomiaru należy zachować ostrożność napięcie międzyszczytowe sygnału dzwonienia jest rzędu 200 V! Podobnie jak przy poprzednim pomiarze należy zmierzyć częstotliwość i amplitudę w impulsie, czas trwania impulsu, okres powtarzania impulsów.

6 Pomiar amplitudy, częstotliwości i czasu trwania sygnału zajętości. Aby uzyskać ten sygnał, należy nawiązać połączenie między dwoma aparatami, z których żaden nie jest aparatem pomiarowym. Następnie należy odłożyć słuchawki na bok (pozostawiając połączenie) i zadzwonić na jeden z tych dwóch aparatów z aparatu pomiarowego. Należy 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. Należy się przedtem upewnić, że aparat przełączony jest na wybieranie impulsowe (przełącznik z boku lub od spodu aparatu). Należy zarejestrować kształt impulsu, czas trwania, okres powtarzania, charakterystyczne poziomy napięcia. Sygnały wybierania tonowego. Sygnały te są generowane w czasie wciskania przycisków aparatu, jeśli ma on ustawione wybieranie tonowe. Należy zaobserwować kształt przebiegu dla różnych cyfr, zmierzyć maksymalną amplitudę. Pomiar przeciętnej i maksymalnej amplitudy sygnału mowy. Sygnał ten występuje w linii w trakcie rozmowy Należy oszacować typową amplitudę sygnału w trakcie rozmowy, oraz amplitudę maksymalną. Sygnał o maksymalnej amplitudzie można łatwo uzyskać dmuchając do słuchawki. Należy rozważyć dwa przypadki kiedy sami mówimy do telefonu pomiarowego i kiedy słuchamy drugiej osoby. Następnie dokonać pomiarów parametrów abonenckiej sygnalizacji rejestrowej za pomocą 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 impulsowe, wydać komendę GO z parametrem REPLY="DPTS" a następnie wybierając wielokrotnie (do czasu wyświetlenia raportu na termialu) z aparatu pomiarowego dowolny numer (np. 0 ) zmierzyć parametry sygnalizacji impulsowej. Ustawić aparat na wybieranie tonowe, wydać komendę GO z parametrem REPLY="DKTS" a następnie wcisnąć i przytrzymać (do czasu wyświetlenia raportu) wybrany klawisz aparatu pomiarowego, zmierzyć parametry sygnalizacji wieloczęstotliwościowej, czynność powtórzyć dla pozostałych klawiszy identyfikując grupy częstotliwości używane w systemie sygnalizacji tonowej, pomiary powtórzyć czterokrotnie dla każdej cyfry. Zakończyć pomiary komendą GO z parametrem REPLY="TERM".

7 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 analiz powtarzalności pomiarów sygnalizacji wieloczęstotliwościowej (wartość średnia i wariancja) dla poszczególnych cyfr wybierania impulsowego. 5 Wymagania BHP W trakcie realizacji programu ćwiczenia należy 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 1. A. Jajszczyk Wstęp do telekomunikacji, WNT, Warszawa S. Haykin Systemy telekomunikacyjne, WKŁ, Warszawa System 12 Digital Exchange, Electrical Communication vol. 59 No. 1/