1 TELEKOM DEVRELERĐ Yard. Doç. Dr. Ünal Küçük ĐÇERĐK •Tarihçe •Merkezi anahtarlamanın gerekliliği •Anahtarlama türleri •Telefon haberleşme şebekesi •Yerel çevrim • yerel çevrim fiziksel özellikleri •Yerel çevrim elektriksel özellikleri •Yerel çevrim üzerindeki işaretler •Dengeli hatlar •Telefon devreleri •Koruma devreleri •Zil devreleri ve zil işaretinin algılanması
97
Embed
Yard. Doç. Dr. Ünal Küçük - yildiz.edu.trkunal/telekomdsy/bolum1.pdf · 14 PSTN üzerinde anahtarlamanın gelişimi 1982 5ESS Electronik Sayısal program PCM 1976 3-4ESS Electronik
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
TELEKOM DEVRELERĐYard. Doç. Dr. Ünal Küçük
ĐÇERĐK
•Tarihçe
•Merkezi anahtarlamanın gerekliliği
•Anahtarlama türleri
•Telefon haberleşme şebekesi
•Yerel çevrim• yerel çevrim fiziksel özellikleri
•Yerel çevrim elektriksel özellikleri
•Yerel çevrim üzerindeki işaretler
•Dengeli hatlar
•Telefon devreleri•Koruma devreleri
•Zil devreleri ve zil işaretinin algılanması
2
•Arama devreleri
•Konuşma devreleri
•CID devreleri
•DAA
•Abone hat arayüzü devreleri
•SLIC/ DLIC
•DTMF algılama
•Ücretlendirme darbeleri
•Görüşme modu
•Anahtarlama
•Analog anahtarlama
•Sayısal anahtarlama
•PCM
•Codec
•ST bus haberleşmesi
•Sayısal anahtarlayıcılar
3
•Çoğullama
•FDM
•TDM
•TDM hiyerarşisi
•Telefon hatları üzerinde veri haberleşmesi
•ASK/FSK/PSK/QAM
•Bell serisi modem standartları
•ITU.T serisi modem standartları
•Kablo Modem
•DSL Teknolojisi
4
Kaynaklar• Stephen J. Bigelow, Understanding Telephone Electronics, SAMS
Publishing• Texas Instruments, PCM Codec Filter Combo Device design-in and
Application data, 1996• Warren Hioki, Telecommunications, Prentice-Hall 2001• Zarlink MSAN application reports• ST microelectronics, Telecommunications data book
Đki nokta arasında ses işaretini taşıyan elektriksel enerji analogbir dalga formu şeklindeydi ve yeniden anlaşılabilir bir ses işareti haline dönüştürüldü.
Đlk devreler, basit noktadan-noktaya bağlantı şekillerinden başka bir şey değildi. Hiçbir anahtarlama elemanı içermiyordu.
7
6 kişilik bir konuşma grubu n(n-1)/2=15 adet bağlantı
Merkezi anahtarlamanın gerekliliği
Merkezi anahtarlama yapısı
8
Manuel anahtarlama, 1878
Manuel anahtarlamada kullanılan bağlantı kablosu
Bağlantı panosu el ile bağlantıları sağlamak için kullanıldı. Her aboneye ilişkin bir kablo vardı. Abone santrali aradığında o aboneye ilişkin bir lamba yanar yada zil çalardı.
9
Manuel santral
10
Adım adım anahtarlama (Strowger ), 1889
11
Crossbar anahtarlama (1920)• Elektromekanik
• Strowger’ın gelişmiş halidir.
Crossbar Anahtarlama mantığı
Elektromekanik crossbar switch
12
•ilk çevirmeli elektronik anahtarlama, Bell System 1919,
•Standart FDM coaxial-kablo bilgi aktarımı (1941)
•Kuzey Amerika Numaralandırma Planı 1950 (NANP) ve
alan kodlarının kullanılmaya başlanması
•Günümüzde, ITU.T E164 Numaralandırma planı
13
Crossbar santral
Elektronik anahtarlama
•1965 Bell telefon şirketi, ilk bilgisayar kontrollu crosspoint anahtarlama
• Günümüzde Analog crosspoint switchler ile küçük ve orta ölçekli PBX santraller üretilmektedir.Sayısal Anahtarlama
•PCM ile beraber ortaya çıkmıştır. Amerikada 1962 yılında ilk T1 sayısal taşıyıcısı kullanılmıştır. Günümüzün modern santralleri, bu teknolojiyi kullanmaktadır. Đlk sayısal santral AT&T 4ESS, 1976. NTI DMS200, 1980.
•Analog santrallerde işaretler, uçtan uca analogdur, sayısal santrallerde ise uç birimlerde analog yada sayısal, santralde ise tamamen sayısaldır.
Tipik olarak santraller 5 sınıfa ayrılır. Class 1 en üst , Class 5 en alt hiyerarşideki santrallerdir.
18Örnek PSTN haberleşme ağı
19
Detaylandırılmış PSTN haberleşme ağı
20
SANTRAL ABONE BAĞLANTI YAPISI
21
Santral- kabin arasındaki bağlantı kabloları genellikle 25’erli gruplar halindedir. 300 lü grup ise12 adet 25’erli gruplar içeren bir kablo şeklindedir. ITU.T G serisi standartları
22
MEVCUT TELEKOM ALTYAPISI – Đstanbul 2005
Büyük ve küçük tip abone santralleri ve kapasiteleri
3.001.888GENEL KAPASĐTE TOPLAMI
168.517115TOPLAM
2.2092MDC
180 1FRA
2.8484LEVENT
29.94640DĐCLE
13.11717ANADOLU
7155ELĐF
35.71219IRLCM
49.69416DLU
29.2167JIRSU
REMOTE ve
KÜÇÜK TĐPSANTRALLER
4.880 4ERSU
2.833.37197TOPLAM
240.6069AXE-10
404.46214EWSD
1.129.91243S12
1.058.39131DMS
BÜYÜK TĐPSANTRALLER
KapasitesiAdediSantral tipi
Đstanbulda 30.1.2005 ten itibaren Cross-Bar santral kalmamıştır
23
DMS SANTRALĐ (Notel –Netaş)
EWSD (Siemens)
24
AXE Santrali Ericsson
S12 (Alcatel)
25
Ara bağlantı yerel tandem santralleri
Ara bağlantı toll tandem santralleri
26
27
28
29
ULUSLARARASI SANTRALLER
•ĐST -300 ĐSTANBUL 300 ATAKÖY DMS TOLL TANDEM SANTRALI
•ANK-300 ANKARA 300 ULUS DMS TOLL TANDEM SANTRALI
•ĐZR-300 ĐZMĐR 300 ALAYBEY DMS TOLL TANDEM SANTRALI
30
TÜRKĐYE PSTN NUMARALAMA PLANI
8
9
7
6
5
4
3
2
1
0
NumaraHanesi
212 Alan kodunun altında 0 ,1 ve 9 ‘ la başlayan prefixler kullanılmamaktadır. 2 - 8 ‘ le başlayan
900 : Mesaj Servisleri
811 : Ön ödemeli Kart Hizmeti
822: Đnternet Servis Sağlayıcılar
800 : Ücretsiz Arama
Coğrafi olmayan Numaralar
Kullanılmıyor.
53 – Turkcell , 54-Telsim , 55-50 Avea , 522-527 NMT , 564 TES TSK , 512 Çağrı ,592,594,596 GLOBAL
STARMobil Numaralar
Doğu Anadolu (412 - 482 )
Orta Anadolu (312 - 392 )
Batı Anadolu (212 -288 )CoğrafiNumaralar
1 XX formatında kısa numaralar ve 10XY formatında taşıyıcı seçim koduKısa Numara
‘0’ Ulusal ,’00’ uluslararasıprefix
Mevcut Kullanım AlanıNumara kategorisi
31
TÜRKĐYE HĐYERARŞĐK YAPISI -1
32MalatyaĐskenderunAntakya
BingölMersinElazığ
TunceliOsmaniye
SiirtKilis
BatmanAdıyaman
MardinKahramanmaraş
Diyarbakır
Şırnak
Adana
Gaziantep
Şanlıurfa
ArdahanÇanakkaleKars
IğdırBalıkesirBandırma
BayburtAydın
ErzincanUşak
AğrıDenizli
BitlisManisa
Muş
Đzmir
Muğla
Erzurum
Van
HakkariTekirdağ
SinopEdirne
OrduYalova
GiresunKırklareli
AmasyaAdapazarı
ĐzmitGebze
ArtvinBursa
GümüşhaneBilecik
Samsun
Trabzon
Rize
Đstanbul
EskişehirKütahya
CLASS-1CLASS-2CLASS-3CLASS-1CLASS-2CLASS-3
TÜRKĐYE HĐYERARŞĐK YAPISI -2
33
ZonguldakBartın
Kastamonu
Afyon
Kırıkkale
Aksaray
Yozgat
Kırşehir
Çankırı
AnkaraNevşehir
Niğde
Isparta
Bolu
Tokat
Sivas
Çorum
Kayseri
KonyaKaraman
AntalyaBurdur
CLASS-1CLASS-2CLASS-3
TÜRKĐYE HĐYERARŞĐK YAPISI -3
STP SANTRALLARI : ĐSTANBUL , ANKARA , ĐZMĐR, ADANA,
SAMSUN - TRABZON, ERZURUM –VAN , DĐYARBAKIR - MARDĐN
34
Đst. Yak.
Tarabya
Local San.
SEHĐRLER ARASI ARAMA SENARYOSU VE SS7 ĐŞARETLEŞME MESAJLARI
Tarabya SSP secilen yöne doğru bir trunk’ı reserve eder,TrunkınCIC (Circut Identication Code ) bigisini,OPC(Originating PointCode),DPC(Destination Point
Code) bilgilerini IAM mesajında karşı tarafa bildirir.
KONUŞMA KANALI ÇÖZÜLÜR
LĐNK KANALI mtp1 ve,
mtp-2 seviyesine geçer.
ABONE AHĐZEYĐKAPATIR.
ABONE AHĐZEYĐKAPATIR.
35Yerel çevrim (Local Loop)
l
YEREL ÇEVRĐM
36
Yerel çevrim fiziksel özellikleri
•19 – 28 AWG (0.912mm2-0.32 mm2 kablo)
•Santral ve evler arasında 28 AWG bükülmüş kablo
•Kablo kayıpları 28 AWG için 2 dB/km
•Tipik direnç 100 ohm/km
•Santral –abone mesafesi 0.1 – 5 km
•Bazı yerlerde 10 km (hatalar oluşur.)
•Santral – abone arasında iki telli kablo
•Santraller arasında 4 telli daha kalın kablolar
•Yüksek hızlarda koaksiyel ve fiber optik
Yerel çevrim elektriksel özellikleri
•Ortak besleme gerilimi –48 VDC
•Çalışma akımı 20 – 80 mA (off hook)
•Hat direnci 0 – 1300 ohm (off hook)
•Zo karakteristik empedans 500- 1000 ohm(tipik değer 600 ohm kapasitif)
37
Hat empedansı kapasitiftir ve aşağıdaki gibi tanımlanır.
600 ohm (1 KHz)~ 200 ohmZoffh
8 Kohm (25 Hz)∞Zonh
ACDC
38Band içi
Band dışı
39
Santraller arasındaki aktarım devreleri yada trunk devreleri bağlantıları
•Açık tel kablo çiftleri
•50 km ye kadar çıkabilir.
•Crosstalk, hava koşullarından etkilenme vs. dezavantajları
•Coaxial kablo
•1 MHz üzerindeki frekanslarda
•Herbir coaxial kablo birkaç bin ses kanalı taşıyabilir
40
Bell System L5 Coaxialtaşıyıcı kablo 22 likoaksiyel grubundan oluşur. 108000 konuşma kanalı taşıyabilir.L5 sistemi band genişliği 58 MHz dir. 1 Km aralıklarla tekrarlayıcılar kullanılır.
Mikrodalga linkleri
•LOS aktarım
•30 – 40 km aralıklar
•Minimum crosstalk
•Daha az tekrarlayıcı, daha az maliyet, daha az bakım
41
Denizaltı kabloları
•Tuzlu su korozyonu ve sızıntı engellenmeli
•Okyanus derinliği ve okyanus altı yüzey dikkate alınmalı.
•Isı ve basınç değişimleri dikkate alınmalı
•Sığ sulardaki kablolar gömülmeli
•Đlk kuşak denizaltı kabloları 1950 li yıllardaydı ve 48 ses kanalı taşıyorlardı.
Zil algılama devrelerinde optocoupler’ ların kullanımı
56
4N25 opto coupler
57
Tipik uygulama
Uygulamalar
470nF
10 K
27 V27 V
4N25
C=10 uF, R=10 K
2s > RC > 100 ms
58
On Hook /Off Hook Devresi•Mekanik anahtar
•Elektromekanik röle
•Yarı iletken röle (SSR)
yük
Elektromekanik röle
•SPST, NC, NO
•SPDT
•DPST NC, NO
•DPDT
Mekanik anahtar
59
Solid State Röleler
1 Form A NO Dual Form A, NO Dual Form B, NC
Tipik uygulama
60
Telefon Hat tranformatörleri (izolasyon transformatörleri)
Özellikler
•1KHz de 600 empedans
•DC 50-500 Ohm direnç
• 1:1 primer sekonder sarım oranı
•Islak Tip
•Büyük boyut
•DC akım geçirme yeteneği
•Kuru tip
•Küçük boyut
•DC akımda doyuma gider
•Hattı yüklemek için elektronik endüktorgerekir
•Ferrit/Saç nüveli
Besleme gerektiren devreler kullanılır. Devre ile hattı manyetik olarak bibirinebağlar. Böylece santral devreleri etkilenmez. Beslemsini hattan alan sistemlerde (basit telefon makinaları) kullanılmaz
61
Elektronik endüktor
Tipik hat yüklemesi
62
2-4 TEL DÖNÜŞTÜRÜCÜ
2-4 TEL DÖNÜŞTÜRÜCÜ
Giriş 2-tel Gönderme tx
Alma Rx
ZH Hat empedansı
Z3Z2
Z1
Wheatstone Köprüsü
Z1 x Z3 = Z2 x ZH
ZH=600 ohm
Köprü dengede ise
63
Optimize edilmiş 2-4 tel dönüştürücü
DAA (Doğrudan Giriş düzenlemesi – Direct Access Arrangement)
2-4 tel dönüştürme Đzolasyon
(trf.)
On H OffHook
Zil algılama
Tx
Rx
64
Telefon arama devreleri•Darbeli arama
•Tonlu arama
Yerel çevrim
Digit süreleri 66 – 33 ms Avrupa
60 – 40 ms Amerika
Darbeli Arama
65
Tonlu Arama (DTMF :Dual Tone Multi Frequency Dialing)
Tonlama süresi min 85 ms
TP5088 DTMF arayıcı Blok diyagramı
66
67
68
69
Telefon Konuşma Devreleri•Side ton ayarı
•Hoparlör ve konuşma için hibrit devresi, mute devresi
•Düşük güç tüketimi 5 –20 ma
•Hands Free ve Anti-Larsen seçeneği
•Electret mikrofon, Dinamik kulaklık
•Hat kaybı giderilmesi, Empedans uygunlaştırma, güç çıkarımı
U4037 Blok Diyagram
U4037 tipik uygulama
70
Side tone köprüsü
Otomatik kazanç Ayarı
AS2520 Telefon konuşma devresi
71
Tipik uygulama
•Hat adaptasyon devresi:hat sürücüsü, ac emepdans, güç çıkarımı 2/4 tel dönüştürme
•Ahize devresi: Gönderme ve alma kanalı, mute özelliği hat regülasyonu ve ses kontrol devresi
•Hands free devresi: Anti larsen özellikli kuvvetlendiriciler
72
Arayanın Numarası Algılama Devreleri (CLI , CID )
Bu devreler, eğer santral üzerinde arayanın numarasını gönderme özelliği mevcut ise (CLIP) arayan kişi ile ilgili bilgilerin algılanmasını sağlarlar.
Standartlar
•Bellcore GR-30-CORE ve SR-TSV-002476
•BT SIN227 ve SIN242
•ETSI 300-659 (Parts 1 and 2), ETSI 300-778
CID verileri
•Đki zil arasında (en çok kullanılan – Türkiye dahil)
•2130 Hz ve 2750 Hz den oluşan özel bir çitf ton’un ardından
•Hat gerilimin kesilmesiyle ve polarite değişimi sonrası
Gönderilir.
•Veriler Bell 202 yada ITU.T V23 e uyumlu olarak FSK standardında gönderilir. Fiziksel protokol ise start/ stop protokolüdür.
Space : 1200 Hz +/- 12 Hz
Mark : 2200 Hz +/- 22 Hz
Đletim hızı: 1200 baud
73
CID işaretinin yapısı
74
Kanal yakalama işareti: On Hook data aktarımında gönderilir. 0 ile başlayıp alternatif olarak 0 ve 1 olan ve 1 ile biten bir işarettir. 300 bit uzunlukudur.
Mark işareti : veri bloğunun gönderileceğini gösterern sürekli 1 dizisidir. Bundan sonra gelen ilk space değeri veri bloğunun başlangıcıdır. 80 +/- 10 bit uzunlukludur.
Mesaj tipi:1 byte lık mesaj tipini gösterir. MDMF, SDMF
Mesaj uzunluğu : 1 byte lık uzunluk bilgisidir. (Checksum hariç)
Parametre mesajları: ASCII kodunda bilgilerdir.
Checksum: Hata kontrol kelimesidir.
75
CMX602B CNIC Blok diyagramı
MT88E41 CNIC
76Đşaret zamanlamaları
77
DTMF ALGILAYICILAR
•Đnteraktif sistemler
• Telefon Cevaplama makineleri
•Uzaktan kontrol uygulamaları
•CO ve PBX ler
•Kişisel bilgisayarlar
DTMF spektrumu
MT8870 DTMF alıcısı
78
Filtre yanıtı
MT8870
79
80
Uygulamalar
Dağıtılmış bir kontrol sistemi
Dtmf kontrollu veri toplama
81
Kataloglu alışveriş sistemi
Akıllı ev uzaktan kontrol sistemi
82
TELEFON SANTRALLERĐ
Değişik noktalardaki aboneleri birbiriyle görüştürmek için merkezi bir anahtarlamayısağlayacak ortak elenmanların bulunduğu yapılardır
•Şehir santrali (CO, Central office, yerel santral)
•Özel santraler (PBX , Private branch exchange)
Her iki yapının temel işlevi
•Abone – Hat arayüzünü sağlamak
•Anahtarlamayı sağlamak
Anahtarlama mimarileri açısından santraller 4 temel yapıda oluşturulmuştur.