Ćwiczenie 2 Badanie sygnalizacji w pętli abonenckiej

Politechnika Białostocka
Wydział Elektryczny
Systemy Telekomutacji
Ćwiczenie 2
Badanie sygnalizacji w pętli
abonenckiej
Opracowali:
dr inż. Krzysztof Konopko, mgr inż. Grzegorz Kraszewski
BIAŁYSTOK 2006
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 (300 – 3500
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
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 2.
1209 Hz
1336 Hz
1477 Hz
1633 Hz
697 Hz
1
2
3
A
770 Hz
4
5
6
B
852 Hz
7
8
9
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 400 – 450 Hz, jest nadawany w sposób
ciągły do chwili rozpoczęcia wybierania numeru,
 sygnał wywołania (prąd dzwonienia) – o częstotliwości 15 – 25 Hz i napięciu 90
– 150 V jest wysyłany przez czas od 0,67 do 1,5 s, po czym następuje przerwa o
długości 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, 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.
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.
 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".
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 1998.
2. S. Haykin „Systemy telekomunikacyjne”, WKŁ, Warszawa 1998.
3. „System 12 Digital Exchange”, Electrical Communication vol. 59 No. 1/2
1985.