منتدى الهندسة

منتدى هندسة انتاج
 
دخولالبوابةاليوميةس .و .جبحـثالأعضاءالتسجيلالمجموعاتالرئيسية

شاطر | 
 

 الهـــــــاتف

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
Admin
Admin


المساهمات : 22
تاريخ التسجيل : 21/10/2007

مُساهمةموضوع: الهـــــــاتف   الأحد أكتوبر 28, 2007 9:54 pm

الهـــــــاتف


:مقدمة *

يعتبرالنظام العام للهواتف المفتاحية Public switched telephone system من أكبر وأهم نظم الإتصالات فى العالم والسبب فى ذلك يتمثل فى كونه public عام و Switched مفتاحى . فهو نظام عام أى يمكن لأى شخص الإرتباط به وهو نظام مفتاحى أى أن كل شخص مرتبط بهذا النظام يمكنه التصال بأى شخص أخر مرتبط بالنظام (على الأقل نظريا).

وقد وظف النظام العام للهواتف المفتاحية معظم التقنيات التى طورت فى مجال الإتصالات لصالحه مثل الألياف الضوئية fiber optics ونقل الإشارات الرقمية digital signal transmission وانتقل من وظيفته لنقل المكالمات الصوتية إلى نقل البيانات الرقمية.

:بناء الشبكات المفتاحية *



الشكل يوضح البناء الأساسى أو مايعرف بالـ Topology للشبكات المحلية LATA (ـ Local Access and Transport Area) والمستخدمة فى نظام الهواتف المفتاحية.
وكما نرى فكل مشترك Subscriber يتصل عبر خط واحد (هذا الخط يعرف ب Local loop) بمكتب السنترال Central office حيث تحدث عملية ربط الخطوط أو فصلها Switching.
ومكتب السنترال يقوم بعمل تحويلة exchange واحدة تعتمد على عدة خانات من رقم التليفون الذى تم الإتصال به. وكل الخطوط المتصلة بمكتب السنترال يكون لها أرقام متشابهه فى بعض الخانات.

ولفظة "مكتب" office قد تكون خادعة فهى لا تعنى محطة واحدة للسنترال بل يمكن أن يكون هناك عدة سنترالات فرعية متصلة بآلاف الخطوط التى تشترك كما قلنا فى بعض الخانات داخل أرقام تليفوناتها.

والخطوط التى تتصل بمكتب السنترال يمكنها أن تتصل ببعضها عبر هذا المكتب وهذا المكتب يتصل بالمكاتب الأخرى فى مكان ما عن طريق قنوات إتصال تعرف ب Trunk lines مما يسمح لأى مشترك فى أى مكتب سنترال بمشترك أخر فى مكتب سنترال أخر.
وإذا أراد مشترك فى أى مكتب سنترال بمشترك أخر فى مكتب سنترال أخر ولم يتواجد بين السنترالين قناة إتصال Trunk Line فإن الإتصال بينهما يتم من خلال مكتب ترادفى Tandem office


أما مكالمات المسافات البعيدة تسافر عبر هيكل هرمى من المحطات (مثلما فى الشكل التالى)




حيث يوجد مكتب السنترال Central office ( أو مايعرف أحيانا بـ End office ) فى قاعدة هذا الهيكل الهرمى .
والمكالمة من جانب ما فى الدولة قد تعبر خمس طبقات Layers لأعلى و لأسفل فى الهيكل الهرمى عبر العديد من المفاتيح Switches قبل أن تصل لهدفها الأخير.
ومبدأ الهيكل الهرمى مناسب للمفاتيح الكهروميكانيكية أما المفاتيح الحديثة التى يتحكم فيها بالحاسب فيناسبها أكثر هيكل أخر يتميز بوجود شبكة من مراكز المفاتيح بعيدة المدى.

وهذه الشبكة المسطحة تسمح للنظام بإيجاد مسار مباشر بين أى مكانين فى نفس الدولة.

أما الأن فإن معدات المفاتيح Switching Equipment و قنوات الإتصال Trunk lines أصبحت رقمية وتستخدم تقنية التقطيع الزمنى time-devision multiplexing والتى تسمح لعدة مكالمات فى المرور خلال مسار واحد فى نفس الوقت.
كما أنتشر استعمال الألياف البصرية fiber Optics فى صناعة قنواة الإتصال Trunk lines لكبر النطاق الترددى لها . وتستخدم أيضا روابط مكرووية أرضية و الأقمار الصناعية و الكابلات المحورية Coaxial cable فى وسائط الإتصال الأخرى.
ونظرا لأن مكاتب السنترالات تعتبر قريبة من بعضها فإنه للربط بينها تستخدم كوابل لأزواج ملفوفة من الأسلاك Twisted pairs cables .


: أنواع النقل *

الرسالة المنطوقة من قبل الأشخاص ليست هى الإشارة الوحيدة التى تنتقل خلال شبكة التليفونات ولكن هناك إشارات أخرى مثل نغمة الإتصال Dial tone و نبضات الإتصال Dial Pulses أو نغمات الأزرار التى تمثل الأرقام و نغمة الإنشغال busy tone و نغمة الرنين المرتجعة Ringback tone.
بعض هذه الإشارات هى إشارات للتحكم فى المفاتيح والأخرى لبيان حالة المكالمة.
وبعض هذه الإشارات يعتبر رقمى ON-OFF والبعض الأخر يعتبر تماثلى Analog مما يجعلنا أمام خليط من الإشارات يجب علينا نقلها خلال الشبكة.


:نقل الصوت التماثلى *

إن إشارة الصوت المسموع لو تم رسمها (كعلاقة بين التردد وطاقة الإشارة أو جهدها) سنجدها تغطى المساحة الموجودة تحت المنحنى الأسودالمنقط فى الصورة التالية. وهذا يوضح أن الصوت تتراوح الترددات التى يشغلها من 100 هرتز إلى 6 كيلوهرتز.





و لأن الصوت البشرى يحتل النطاق من 200 هرتز إلى 4 كيلوهرتزفإنه تم إختيار قناة الإرسال Voice Channel لتكون قادرة على نقل الترددات من صفرهرتزإلى 4 كيلوهرتز (وأحيانا تسمى قناة الصوت تلك بقناة الرسالة Message Channel أو أحيانا ب VF Channel)

ولكن فى الحقيقة فإنه ليس كل ترددات الصوت البشرى يسمح لها بالمرور خلال قناةالإتصال بل يسمح فقط للترددات من 300 هرتز إلى 3 كيلوهرتز (حيث تتركز أكبر طاقة للصوت البشرى) وتسمى أى أشارة تمر فى هذا النطاق الجديد (بإشارة داخل النطاق )In-band Signal
وأىإشارة خارج نطاق الترددات من 300 هرتز إلى 3 كيلوهرتز تسمى (إشارة خارج النطاق )out-band Signal

والصوت البشرى يمر فقط فى (داخل النطاق) أما إشارات التحكم التى يتم إرسالها خلال قناة الإتصال فيمر بعضها فى داخل النطاق والبعض الأخر فى خارج النطاق.

:مستوى فى قناة الصوت *

إن مستوى الإشارة الواصلة للحمل الموجود فى نهاية قناة الإتصال (وهو سماعة التليفون مثلا) يمكن التحكم فى قوتها عن طريق معرفة مستوى الإشارة المرسلة (e) وتقاس بالفولت ومعاوقة impedance الأسلاك (z) من المرسل للمستقبل وتقاس بالأوم وحساب القدرة الواصلة للحمل (p) والمقاسة بالواط بالقانون التالى :
p=(e^2)/z

ويمكن التعبير عن مستوى الإشارة (المرسلة بتردد ثابت) أيضا بمقياس يعرف بالديسبل dB وهو صورة أخرى للتعبير عن كمية القدرة الواصلة للحمل حيث :
(dB=10*Log(P1/P2

حيث P1 هى القدرة المستقبلة و P2 هى القدرة المرسلة

وأحيانا نضع P2 كقدرة مرجعية تساوى 1 ملىواط للتعبير عن القدرة P2 بالديسبل فيكون لدينا مقياسا للقدرة المفردة والمنسوبة لمرجعية 1 ملى فولت ويصبح تمييز الناتج db0


:ضوضاء قناة الصوت *

إن نظام الإرسال يعمل رغما عنا فى ظروف تعرضه لتداخل إشارات غير مرغوب فيها (مثل شحنات البرق والحرارة والإشارات المنبعثة من الأسلاك القريبة ) والتى تعرف إصطلاحا ب(الضوضاء) وهذه الضوضاء Noise تقوم بتخريب المعلومات المارة فى هذا النظام.
ويتم معرفة كفاءة قناة الإتصال بمعرفة مستوى الضوضاء فيها خلال عدم مرور أى إشارة إتصال بها .
وقد تم تحديد نسبة الضوضاء المقبولة فى خطوط الإتصال فى الولايات المتحدة ب -69 (db0) فى خط طوله 180 ميل و -50 (db0) فى خط طوله 3000 ميل بحيث تكون فى قناة الإتصال إشارة صوتية مقدارها 16 (db0).

ولكن هناك مصدر أخر للضوضاء مصدره قناة الإتصال نفسها ويعرف بالصدى echo . والصدى الأساسى هو عودة الإشارة المرسلة إلى مستقبل Receiver الشخص المتكلم. ومدة تأخر هذا الصدى يعتمد على المسافة بين المرسل ونقطة الإنعكاس وقد يكون متحملا أحيانا وأحيانا أخرى لا يطاق.
ويحدث الصدى لوجود عدم تجانس mismatches فى معوقة خط النقل.


:Multiplexing الإرسال المتعدد المتقابل *

إن خط الLocal Loop لايستطيع حمل أكثر من محادثة واحدة فى نفس الوقت وهذا ليس إقتصاديا فى عمل شبكة التليفون.
لذلك تم إستحداث طريقة يمكنها دمج أكثر من محادثة تليفونية وتمريرهم فى نفس المسار ثم فصلهم عند المستقبل . وهذه الطريقة تسمى Multiplexing.
وهذه الطريقة تتم بتقسم إشارات المحادثات المتعددة ونقل شريحة من كل مكالمة على التوالى ثم تمرير الإشارة المتكونة عبر قناة الإتصال ثم فصل هذه الشرائح وتجميع الإشارات مرة أخرى عند المستقبل.
والفصل إما يعتمد على الزمن ويسمى فى هذه الحالة TDM أو يعتمد على التردد وتسمى العملية فى هذه الحالة FDM

:Tones النغمات*

تستخدم إشارات النغمات Tones إما للتحكم أو لبيان الحالة .

:نغمات التحكم

فى أجهزة التليفونات القديمة كان الإتصال يتم بتدوير قرص متحرك يحتوى على الأرقام من 0 إلى 9 وكان القرص عند تدويره وتركه يرسل نبضات بتردد 10 هرتز عددها مساو للرقم المختار من المتصل وهذه الطريقة القديمة تعرف بالإتصال النبضى Pulse dialing .

أما فى أجهزة التليفون الحديثة بظهرت تقنية الإتصال باللمس Touch-tone dialing حيث يرسل كل زر يضغط المستخدم عليه إشارة مكونة من محصلة ترددين dual-tone multifrequency أو ما يعرف إختصارا ب DTMF وهذه الطريقة أفضل من سابقتها لسهولة إستخدامها ولسرعة تمريرها للبيانات.

والجدول التالى يوضح الترددات الذى يرسلها كل زر فى جهاز الهاتف . فمثلا الزر رقم 8 يرسل نغمة مكونة من الترددين 1336 هرتز و 852 هرتز.




: المخطط الصندوقى العام للتليفون *




:Loop Length Compensationدارة معادلة طول السلك *

إن مقاومة التليفون (المقاومة بين الطرفين X و Y فى حالة عدم توصيله بالشبكة ) تساوى 400 أوم (بحسب المقاييس الأمريكية) و هى ثابته لكل المشتركين أما ما يتغير فهو مقاومة السللك الواصل بين السنترال وجهاز التليفون فكلما أبتعد المشترك عن السنترال زاد طول السلك الواصل بينهما وزادت مقاومته مما قد يؤدى إلى ضعف الإشارة (فى المسافات الطويلة) أو زيادة قوتها (فى المسافات القريبة) وهذا ما كان يحدث فى الماضى . ولذلك فقد استحدثت دارة معادلة طول السلك حتى تصل جميع المحادثات بعلو صوتى واحد مهما أختلفت المسافة بين المتحدث والسنترال وهذه الدارة تغير من مقاومتها لتقلل من التيار المار خلالها أو تزيده بحسب مقاومة الدارة المتصلة بها (المعتمدة على طول السلك الواصل بالسنترال)

: Hybrid Coilالملف الحثى المهجن *

وهى دارة تسمح لنا بالإرسال والإستقبال فى نفس الوقت وبنفس الخط Full duplex وذلك بتقسيم الخط المكون من سلكين (الآتى من السنترال) إلى أربعة أسلاك (أثنان للإستقبال واثنان للإرسال) . والدارة مكونة من محول ذو لفات متعددة مثلما فى الشكل التالى ويعتمد عملها على التقارن الكهرومغناطيسى Electronmagnetic Coupling فأى تغير فى الملف A ينتج عنه تغير فى المجال الكهرومغناطيسى مما يؤدى إلى تغيير مستحث فى الملف C وبالمثل فإن التغير عند F سينتقل بالحث (دون أى إتصال مادى) إلى H وهكذا بقية الملفات ويعتمد تأثير كل ملف على الأخر على عدد لفاتهما .



* شبكة الموازنة :


وهى تلك الدارة المحاطة بالخط الأحمر فى المخطط السابق ووظيفتها منع الإشارة المرسلة من الظهور فى المستقبل (فى نفس الجهاز) ومنع الإشارة المستقبلة من الوصول لأطراف
الإرسال . ولكن فى الحقيقة فإنه يسمح لبعض الصوت المرسل بالوصول إلى سماعة نفس الجهاز فيما يعرف بالنغمة الجانبية Side tone .
وهذه النغمة الجانبية هامة حتى يسمع الشخص المتحدث نفسه من خلال مستقبله ليعرف ندى علو صوته . ويجب أن تكون تلك النغمة الجانبية بقيمة مناسبة لأنه لو قلت قيمتها لظن
المتحدث أن صوته منخفض فيزعق (والعكس صحيح) . ويقوم المكثف والمقاومة (فى يسار الشكل ) بضبظ هذه القيمة وفى الأجهزة الحديثة تقوم مقاومة متغيرة أتوماتيكيا بضبط
النغمة الجانبية بحسب طول السلك بين المتكلم والسنترال.
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو http://proeng.forums1.net
 
الهـــــــاتف
استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
منتدى الهندسة :: منتديات اقسام الهندسة :: منتدى الكهربائية والالكترونية-
انتقل الى: