REŢELE DE TELECOMUNICAŢIIApariţia şi evoluţia reţelelor de telecomunicaţiiCompetenţa:

Analizează arhitecturi şi topologii de reţeleAPARIŢIA ŞI EVOLUŢIA REŢELELOR DE TELECOMUNICAŢII

O reţea de telecomunicaţii corespunde unui ansamblu de linii (canale de transmisie) şi noduri (centre de comutare), dispuse astfel încât mesajele pot să treacă dintr-un punct al reţelei spre oricare alt punct, prin intermediul mai multor linii şi prin diverse noduri. Prima reţea de telecomunicaţii (comunicaţii la distanţă) a fost reţeaua destinată telegrafului, care începe să se dezvolte aproximativ din anul 1840. A doua reţea de telecomunicaţii s-a dezvoltat după 1880, fiind destinată convorbirilor telefonice.O etapă importantă în evoluţia transmisiilor telefonice a avut loc atunci cînd s-a trecut de la transmisia în banda de bază la transmisia într-o bandă translatată (multiplexarea/partajarea în frecvenţă).

Evoluţia transmisiei semnalelor a fost în strânsă dependenţă cu dezvoltarea reţelei de telecomunicaţii şi a traversat mai multe etape, identificarea acestora în ordine cronologică fiind aproximativ următoarea: - necesitatea convorbirilor telefonice universale (“oricine cu oricine”), a determinat

proiectarea şi impunerea ca soluţie tehnică a centralei de comutaţie;- necesitatea realizării unei reţele de telecomunicaţii eficiente şi economice, a determinat

proiectarea şi amplasarea echipamentelor de transmisie multiplexată;- necesitatea ca legătura dintre două telefoane să se facă fără existenţa unui intermediar

(operator), a determinat proiectarea şi impunerea ca soluţie tehnică a centralei telefonice automate.

În figura I.1 este reprezentată o centrală de comutaţie manuală.

Fig. I.1 CENTRALA MANUALĂ

Etapele dezvoltării reţelei telefonice:

mai întâi au fost conectaţi abonaţii situaţi în aceeaşi zonă (amplasaţi în aceeaşi localitate), la un “repartitor” comun (Fig. I.2) deservit de un operator, ceea ce a determinat apariţia centralelor telefonice;

apoi zonele, respectiv localităţile au fost conectate între ele ceea ce a determinat apariţia conexiunilor interurbane (cabluri interurbane);

au fost găsite soluţii de eficientizare economică a conexiunilor dintre centrele de conectare a abonaţilor (dintre localităţi), ceea ce a determinat apariţia tehnicilor de multiplexare;

a fost soluţionată realizarea selecţiei în mod automat, determinând apariţia centralei telefonice automate.

Fig. I.2 REPARTITOR

În Fig. I.3 este reprezentată schema simplificată cu componentele de bază caracteristice reţelei telefonice.

Prin multiplexare, o legătură de comunicaţie este partajată în acelaşi timp de mai mulţi utilizatori. La început, s-a utilizat transmisia multiplexată numai în porţiunea denumită “transfer la distanţă” (Fig. I.3). Ulterior, o dată cu dezvoltarea tehnologică s-a transmis prin metode de multiplexare şi în porţiunea “transfer zonal” sau în anumite situaţii în porţiunea “acces” pentru abonaţii speciali. Există două procedee importante de multiplexare: multiplexarea cu partajare în frecvenţă şi multiplexarea cu partajare în timp.

Centrala telefonică automată a început să fie utilizată după anul 1900. Primele centrale automate erau realizate cu motoare electrice (pas cu pas), comutatoare rotative şi relee electromagnetice. Centralele automate digitale au fost utilizate cu prioritate după anul 1980.

O centrală automată este capabilă să indeplinească următoarele roluri: Sesizează terminalul care iniţiază o cerere de convorbire şi furnizează tonul de apel; Interpretează pulsurile sau tonurile DTMF formate de abonatul chemător; Realizează conectarea spre telefonul apelat (dacă acesta aparţine de aceeaşi centrală),

sau spre o altă centrală distantă cu scopul de a prelungi legătura spre telefonul apelat.

Accesul

Centrală de COMUTAŢIE

Repartitor de recepţie

Repartitorde transmisie

Concentrator

Cablu de distribuţie

Cablu de transmisie

Canale de recepţie

Cablu de transmisie

Canale de emisie

Transferul zonal Transferul la distanţă

DISTRIBUŢIA COMUTAŢIA TRANSMISIA

Fig.I.3 Componentele de bază ale reţelei telefonice

Postabonat

Echip. multiplex

de transmisie

Elementele componente ale unei reţele de telecomunicaţii tradiţionale, pot fi clasificate

în trei categorii:

TERMINALE, reprezentând aparatele cu ajutorul cărora se transmit şi se

recepţionează mesajele transportate de reţea;

MEDII DE TRANSMISIE, reprezentând canalele de comunicaţie utilizate şi care sunt

realizate cu fir sau fără fir (wireless);

NODURILE DE COMUTAŢIE, care ajută la direcţionarea corespunzătoare a mesajelor

şi corespund primelor centrale telefonice.

Rolul unei centrale poate fi de conectare între abonaţii locali (centrală locală), sau de direcţionare spre abonatul distant (centrală de tranzit). O centrală de tranzit realizează legături între centrale.

Tipuri şi topologii de reţele de comunicaţii electroniceCompetenţe:

Analizează arhitecturi şi topologii de reţele Identifică echipamentele reţelelor de comunicaţii electronice

TIPURI ŞI TOPOLOGII DE REŢELE DE COMUNICAŢII ELECTRONICE

a) Tipuri de reţele. Telecomunicaţiile pot fi realizate prin intermediul unor reţele de transmisie a mesajelor. O reţea de telecomunicaţii este alcătuită din conexiunile necesare utilizatorilor acelei reţele.

Evoluţia reţelelor de telecomunicaţii a presupus: dezvoltarea unei reţele pentru transmisiile telegrafice (reţeaua telegrafică); dezvoltarea unei reţele pentru transmisiile telefonice (reţeaua telefonică); dezvoltarea unei reţele pentru transmisiile radio (reţeaua comunicaţiilor radio); dezvoltarea unei reţele pentru transmisiile de radiotelefonie celulară (reţeaua de telefonie

mobilă); dezvoltarea reţelei pentru transmisiile INTERNET (reţeaua INTERNET), etc.Printr-o strategie ce a urmărit compatibilitatea între reţele, au fost standardizate echipamente de interfaţă corespunzătoare, care permit integrarea tuturor reţelelor existente într-o reţea mondială de telecomunicaţii.Fiecare reţea are la bază unul sau mai multe medii de transmisie. De-a lungul timpului s-au folosit pentru realizarea conexiunilor, următoarele medii de transmisie: - legături prin conductoare de cupru (simetrice şi nesimetrice);- legături prin unde radio;- legături prin fibre optice.Nevoia de informare rapidă a impulsionat dezvoltarea reţelelor de telecomunicaţii. De asemenea, necesitatea unei legături de comunicaţie peste oceanul Atlantic, a determinat căutarea şi aplicarea unor soluţii tehnologice de vârf. Primul aparat care a demonstrat rapiditatea cu care se transmite semnalul electric a fost telegraful, lansat între anii 1837 – 1844. Aparatul telefonic începe să fie utilizat din 1876. Prima transmisie radio–telegrafică este realizată în anul 1895 de Marconi. Apoi, în 1901 se transmite cu succes peste oceanul Atlantic, prima radio-telegramă. Transmisiile de radiodifuziune au început a fi experimentate în perioada 1914 –1918, iar transmisiile de televiziune îşi au începutul în perioada anilor 1939-1945.

Alte momente importante pentru dezvoltarea telecomunicaţiilor: Mărirea inductanţei liniilor simetrice din cabluri (pupinizarea), aplicată cu aproximaţie

după 1900; Utilizarea repetorului vocal (circa 1915); Transmisia multiplexată a convorbirilor (circa 1920); Utilizarea cablului coaxial (circa 1940); Lansarea sateliţilor pentru comunicaţii (după 1960); Folosirea cablului cu fibre optice (după 1975); Utilizarea transmisiilor de radiotelefonie mobilă (după 1980); Utilizarea pe scară largă a comunicaţiilor prin INTERNET (după 1990).

Majoritatea reţelelor de telecomunicaţii aflate în prezent în exploatare au proprietatea de a fi fost iniţial reţele specializate, necesitând în cazul transmisiilor digitale echipamente de interfaţă şi tehnici specifice de modulaţie. În acest sens se pot delimitata:

reţeaua de telegrafie, care permitea viteze digitale de transmisie sub 300 Bd ; reţeaua de telefonie clasică, ce permite transmisia de date în zona circuitului de

abonat, numai cu ajutorul modemurilor; reţelele publice pentru comutaţia pachetelor de date, care transportă datele în

conformitate cu protocolul X.25 ; reţelele de radio şi televiziune, conectate prin legături radio, prin reţele de

radiorelee, sau prin cabluri coaxiale, necesitînd modemuri pentru transmisia datelor; reţelele de comunicaţii mobile, care permit conectarea la reţeaua fixă învecinată, şi

care suportă atât transmisia semnalelor vocale, cât şi a semnalelor digitale ; reţelele private de radio destinate serviciilor de urgenţă, deţinătorilor de parcuri auto,

etc. ; reţelele private de telefonie (PABX – Private Automatic Branch Exchange) , care în

incinta unei întreprinderi au utilizare privată, fiind conectate la o centrală publică prin una sau mai multe joncţiuni ;

reţelele private de calculatoare, numite LAN-uri (Local Area Network) .În prezent, datorită progreselor tehnice şi tehnologice, acest mod de abordare unilaterală a reţelelor a fost abandonat, fiind stimulată abordarea ce are la bază conceptul de reţea unica independentă de serviciu (ISDN : Integrated Services Digital Network), adică o reţea digitală cu integrarea serviciilor.b) Topologii de reţele.

Termenul topologie de reţea se referă la dispunerea fizică în teren a elementelor care compun o reţea de comunicaţii sau o reţea de calculatoare. Topologia este un termen consacrat, folosit când se fac referiri la configuraţia spaţială a reţelei. Topologia unei reţele determină în bună măsură performanţele acesteia. Alegerea unei anumite topologii influenţează tipul de echipament necesar, posibilitatea de extindere a reţelei, modul în care este administrată reţeaua. Diversitatea topologiilor presupune metode de comunicaţie diferite, iar aceste metode au o mare influenţă în reţea. Schema bloc simplificată a unei subreţele de comunicaţii este prezentată în fig. I.4.

Fig. I.4 SCHEMĂ BLOC SUBREŢEA TC.(T: terminal; CL: centrală locală; J: joncţiune locală; CT: centrală de tranzit;

CL

CL

CLCT

TT

T

T

T T

J J

J J

JEJ

JE: joncţiune exterioară subreţelei (distantă))

În reţeaua globală de comunicaţii electronice, există topologii specifice subreţelelor de acces/distribuţie şi topologii specifice subreţelelor de transmisie. Aceste topologii s-au impus ca urmare unor considerente de implementare practică, de întreţinere şi de siguranţă în funcţionare.

Topologii specifice distribuţiei:

Principalul avantaj al unei structuri tip arbore este economic, deoarece asigură o lungime minim posibilă a căilor de transmisie prin reţeaua de comunicaţii electronice. Dezavantajul major este inexistenţa reţelei de rezervă. În figura I.5 este reprezentată o stuctură tip arbore.

Fig. I.5 STRUCTURA TIP ARBORE (DE DISTRIBUŢIE)(T: terminal; C: concentrator; CL: centrală locală; CT: centrală de tranzit)

Accesul prin centrală telefonică privată (PABX) se caracterizează prin funcţionare independentă, sau în reţea. Conectarea la reţeaua publică se poate face cu linii analogice sau ISDN. În figura I.6 este reprezentată o stuctură de acces prin PABX.

T

T

T

T

T

T

T

T

C

C

C

C

CL

CL

CT

Structuri în arbore sau radiale specifice reţelei de telefonie;

Structuri prin centrală privată;

Structuri pentru servicii Internet (reţea magistrală, inel, stea);

Structuri de tip CATV (reţea magistrală).

Fig. I.6 STRUCTURA TIP PABX

Principala structură utilizată pentru reţeaua de comunicaţii electronice în zona de transmisie este topologia plasă (interconectare totală). Un asemenea tip de reţea este prezentată în figura I.7. Avantajul unei interconectări totale este existenţa unor rute de rezervă, iar dezavantajul principal este costul mai mare.

Fig. I.7 STRUCTURA TIP PLASĂ( C: concentrator; CL: centrală locală; CT: centrală de tranzit)

TELEFON 1

TELEFON n

FAX

PC

CentralăPABX

CT

C

C

C

C C

C

CL

CL

CL

REŢELE TELEFONICE PUBLICE PSTNFişa suport 2: Reţeaua de telefonie publică (PSTN)Competenţe:

Analizează arhitecturi şi topologii de reţeleREŢEAUA DE TELEFONIE PUBLICĂ (PSTN)

PSTN (Public Switching Telecommunication Network) este o reţea de circuite comutate, utilizată iniţial pentru comunicaţii vocale şi care are peste 800 milioane de abonaţi de telefonie fixă. La început a fost o reţea de linii cu fire conductoare, destinată în exclusivitate telefoniei analogice, dar de-a lungul timpului s-a transformat întro reţea în cea mai mare parte digitală, care deserveşte atât telefonie fixă (analogică sau digitală) cât şi telefonie mobilă celulară. Canalul digital de bază în reţeaua PSTN are debitul de 64 kb/s şi corespunde canalului vocal de circa 4 KHz (300 Hz – 3400 Hz). Corespunzător, vechea metodă de multiplexare cu partajare în frecvenţă a fost înlocuită cu multiplexarea cu partajare în timp. În figura I.8 este reprezentat simplificat modul de utilizare a reţelei de tip PSTN.

Fig.I.8 ROLUL REŢELEI PSTNMai bine de 100 de ani reţeaua PSTN a asigurat transportul semnalelor vocale. Cu ajutorul unor interfeţe specializate, plasate în zona de acces, vechea reţea PSTN poate să realizeze transportul semnalelor digitale provenite de la un PC, un telefon celular, sau un Fax. Pentru transportul semnalelor digitale, reţeaua PSTN modernizată, foloseşte transmisii de tip PDH şi în tot mai multe situaţii transmisii de tip SDH.

Caracteristicile cele mai importante ale reţelei PSTN: Atribuirea resurselor necesare pentru transportul mesajelor se face permanent pe toată

durata comunicaţiei Comunicaţia este bidirecţională, fiind optimizată pentru banda vocală de la 300 Hz la

3400 Hz Transmisia informaţiilor numerice se poate realiza cu ajutorul unui modem Mediul de transmisie este divers: perechi de cupru, fibre optice, legături radio.

În figura I.9 este reprezentat modul de utilizare al reţelei PSTN atât de telefonia mobilă, cât şi de un abonat dintro societate cu centrală PABX.

Fig. I.9 MODURI DE UTILIZARE A REŢELEI PSTNTransmisia în banda vocală.

Transmisia în banda frecvenţelor vocale se face pe liniile metalice bifilare aeriene, sau din cablurile urbane. Transmisiile multiplexate sunt transmisii de înaltă frecvenţă şi se pot realiza pe linii aeriene, pe linii din cabluri (simetrice sau nesimetrice), pe linii radio (legături prin radioreleu, legături prin sateliţi de comunicaţie) şi prin utilizarea fibrelor optice. În cazul transmisiilor multiplexate în frecvenţă, legăturile bilaterale se fac de cele mai multe ori pe 4 fire. Excepţie face transmisia multiplexată pe linia aeriană, când sunt utilizate numai 2 fire. În acest caz, cele 2 sensuri ale unei convorbiri folosesc benzi diferite de frecvenţă.O linie de transmisie pentru telecomunicaţii este caracterizată în primul rând de banda de frecvenţe pe care poate să o transmită, sau prin numărul canalelor de transmisie.

Benzile de frecvenţă ale celor mai importante linii de transmisie sunt următoarele: 0….150 KHz pentru linia aeriană 0….550 KHz pentru liniie metalice simetrice din cabluri 0….60 KHz pentru liniile simetrice pupinizate din cabluri 0….60 MHz pentru liniile coaxiale

Banda frecvenţelor care pot fi transmise pe linia aeriană este limitată în primul rând de zgomotul produs de staţiile de radioemisie pe unde lungi, şi în al doilea rând de parametrii liniei.Primele transmisii s-au făcut în banda frecvenţelor vocale. Este cea mai simplă transmisie. Pentru legătura de la abonat la centrală se foloseşte linia metalică cu 2 fire (linia aeriană sau linia torsadată din cabluri). Pentru legături la distanţe mari s-au practicat transmisii în banda vocală pe 4 fire (două perechi din cablu), motivaţia fiind evitarea apariţiei unor oscilaţii posibile.O legătură telefonică între 2 abonaţi se poate realiza din mai multe linii de transmisie, conectate prin intermediul centralelor telefonice interurbane. Atenuarea maximă a unei linii de transmisie în banda vocală (măsurată la 800 Hz), nu trebuie să depăşească 10 dB. Această condiţie determină lungimile maxime ale liniilor metalice folosite la transmisia fără amplificare în banda vocală:

250 Km pentru linia aeriană cu fire din cupru cu diametrul de 3 mm; 60 Km pentru linia aeriană cu fire din oţel cu diametrul de 3 mm; 15 Km pentru linia nepupinizată din cablu cu fire din cupru de 0,9 mm;

Centrucomutaţiecelulară

PSTN

CentralăPBAX

Telefon deinterior

PCM

Antenăstaţie

celulară

O legătură telefonică se poate realiza prin trei moduri de transmisie:

transmisia în banda vocală;

transmisia multiplexată în frecvenţă;

transmisia multiplexată în timp.

25 Km pentru linia nepupinizată din cablu cu fire din cupru de 1,4 mm; 50 Km pentru linia pupinizată din cablu cu fire din cupru de 0,9 mm.

Realizarea circuitelor telefonice de frecvenţă vocală presupune utilizarea liniilor aeriene cu fire din cupru dur, din bronz, sau din oţel şi a liniilor pupinizate sau nu din cabluri. Liniile aeriene au o atenuare relativ mai mică, dar costul conductoarelor este mai mare, necesitatea unei rezistenţe mecanice impunând secţiuni mult mai mari. Un alt dezavantaj al liniilor aeriene provine de la numărul limitat al transmisiilor telefonice de frecvenţă vocală care se pot realiza pe un traseu aerian. Datorită înălţimii stâlpilor şi distanţei dintre fire ( 20 cm), nu s-au putut realiza simultan mai mult de 30 transmisii. Un număr mai mare de transmisii în banda vocală se pot realiza prin folosirea liniilor simetrice din cablul pupinizat, sau nepupinizat.Perechile de conductoare ale liniilor metalice de transmisie în banda vocală sunt conectate în centrala telefonică printr-un transformator de linie.

Funcţiile transformatorului de linie: adaptarea dintre impedanţa caracteristică a liniei metalice şi impedanţa echipamentului

din centrală; separarea galvanică a liniei faţă de echipament, necesară pentru protecţia echipamentului

faţă de tensiunile induse în linie; adaptarea de la o linie aeriană la o linie din cablu urban şi apoi de la linia din cablu la

echipamentul din centrală (cazurile când liniile aeriene nu pot fi instalate în localităţi).Se poate concluziona că transmisia în banda vocală se face de cele mai multe ori pe 2 fire (excepţia provenind de la transmisia în bandă vocală la distanţe mari), iar transmisia multiplexată (în înaltă frecvenţă) se face în majoritatea cazurilor pe 4 fire (excepţia provenind de la transmisia multiplexată pe o pereche aerienă).

REŢELE TELEFONICE PRIVATE PABXStructura unei reţele de acces prin PABXCompetenţe:

Analizează arhitecturi şi topologii de reţele Identifică echipamentele reţelelor de comunicaţii electronice

STRUCTURA UNEI REŢELE DE ACCES PRIN PABX

Centrala proprie de întreprindere tip PABX (Private Automatic Branch eXchange) este o minicentrală telefonică destinată unui grup de utilizatori, spre deosebire de centrala clasică utilizată de companiile de telecomunicaţii pentru a oferi servicii tuturor utilizatorilor posibili.Prima minicentrală manuală proiectată a fost denumită PMBX (Private Manual Branch eXchange) şi era destinată diverselor societăţi particulare, sau guvernamentale. O centrală PMBX este reprezentată în figura I.10.

Fig. I.10 CENTRALĂ PRIVATĂ MANUALĂ

Automatizarea comutaţiei (mai întâi electromecanică şi mai târziu electronică) a determinat apariţia minicentralelor PABX.

Deoarece astăzi comutaţia automată este generalizată, denumirea PABX este tot mai frecvent înlocuită cu PBX (Private Branch eXchange). Interconectarea prin PABX permite concentrarea traficului propriu unei societăţi, spre reţeaua PSTN. Posesorul de centrală PABX dispune de obicei şi de reţea poprie de calculatoare, pentru care are nevoie de acces la Internet. De regulă, traficul rezultant poate fi satisfăcut printr-o legătură cu exteriorul de cel puţin 2048 Kbps. Un asfel de debit corespunde multiplexului primar PCM.

Componenţa multiplexului primar PCM: un canal pentru sincronizare un canal pentru semnalizare 30 canale pentru comunicaţii.

Prin utilizarea echipamentelor specifice multiplexului primar, legătura de 2048 Kbps poate fi realizată pe două perechi cu conductoare de cupru (două linii de abonat). Cele două perechi metalice cu ajutorul tehnologiei de multiplexare înlocuiesc 30 de linii de abonat. În situaţiile când traficul este foarte mare, legătura cu exteriorul este realizată prin fibră optică. În figura I.11 este reprezentată o schemă posibilă de conexiuni în cazul unui acces prin PABX.

Fig.I.11 CONEXIUNE PRIN PABX

O centrală PABX permite interconectarea utilizatorilor din interiorul societăţii deservite, fără a folosi reţeaua PSTN exterioară. În cazul când abonatul chemat este din exterior, centrala PABX selectează automat canalul de ieşire spre reţeaua PSTN. Prin urmare centralele telefonice private sunt capabile să funcţioneze independent sau în reţea, iar conectarea la reţeaua publică se poate face pe linii analogice sau ISDN.

Serviciile posibile prin PABX: transmisii telefonice transmisii fax transmisii de date.

Dintre avantajele acestui tip de acces, următoarele sunt evidente: Reducerea costurilor la convorbirile de interior Utilizarea eficientă a conexiunii dedicate legăturii cu reţeaua PSTN Folosirea eficientă a serviciilor Internet

Blocurile componente ale unei centrale PABX (figura I.12): Blocul de comutaţie automată Blocul de prelucrare şi control a cererilor de utilizator Bateria electrică de alimentare Regleta de conexiuni la terminalele de interior Regleta de conectare externă la PSTN

PABX

ReţeaPSTN

Funcţii de bază ale unei centrale PABX:1. Stabilirea conexiunilor (circuitului) dintre 2 utilizatori2. Menţinerea conexiunilor (circuitului) pe toată durata cerută de utilizatori3. Deconectarea la cererea utilizatorilor4. Înregistrarea unor informaţii de taxare

Facilităţi oferite de diverse centrale PABX: Căsuţă vocală (mesagerie vocală) Răspuns vocal interactiv Apel de tip conferinţă Afişare nume utilizator (serviciu hotelier) Blocare acces extern („Nu deranjaţi”) Interfaţă pentru acces direct spre reţelele de telefonie celulară, determinând costuri

mai mici pentru societate Posibilitate de parolare a oricărui telefon conectat la centrală

În prezent există o tendinţă de „migrare” dinspre telefonia tradiţională spre telefonia IP. Prin urmare, în mod natural, a fost proiectată centrala telefonică IP-PBX care reuşeşte să îmbine cu succes funcţionalităţile standard ale centralelor telefonice clasice de tip PABX cu avantajele şi beneficiile tehnologiei VoIP (Voice over Internet Protocol).

Centrala IP-PBX:- comută apeluri dinspre şi înspre orice reţea de voce existentă: PSTN, ISDN, reţea

celulară. - este uşor de interconectat cu sistemele de telefonie bazate pe standarde clasice de

comutaţie sau cu sisteme de tip VoIP, putând fi folosită ca o extensie a centralelor deja implementate.

Realizarea unei centrale IP-PBX presupune un calculator, un program de aplicaţie şi cartele specializate (plăci PCI).

O astfel de centrală („de birou”) permite abonaţilor conectaţi să efectueze convorbiri între ei şi să se conecteze către oricare alt telefon din exterior. Semnalul vocal „VoIP” parcurge cea mai mare parte a transmisiei sub forma pachetelor IP, prin reţeaua Internet. El este apoi transformat în semnal vocal normal şi introdus în reţeaua telefonică prin intermediul unui echipament „gateway” (swich de telefonie). Există dispozitive hardware

COMUTAŢIEAUTOMATĂ

PRELUCRAREŞI

CONTROL

CONEXIUNI INTERNE

BATERIE

CONEXIUNE

EXT.

reţeaPSTN

Fig. I.12 SCHEMA BLOC A UNEI CENTRALE PABX

T1 Tn

VoIP, care realizează conversia vocii în pachete IP. Acestea permit conectarea la Internet şi efectuarea convorbirilor telefonice internaţionale fără ajutorul unui PC. În acest caz, conectarea telefonului hardware la Internet se face similar unui PC, prin adresă IP. La cele două capete ale unei conexiuni VoIP pot fi calculatoare, hardware VoIP, telefoane clasice sau aparate fax, în orice combinaţie. Preţul unei convorbiri prin Internet este de câteva ori mai ieftină decât preţul unei convorbiri tradiţionale.

REŢELE DE CABLU TV (CATV)Structura unei reţele CATVCompetenţe:

Analizează arhitecturi şi topologii de reţele Identifică echipamentele reţelelor de comunicaţii electronice

STRUCTURA UNEI REŢELE CATV

Televiziunea prin cablu este un sistem de difuzare a unor programe TV, radio FM şi a altor servicii pentru consumatori, cu ajutorul semnalelor de radio-frecvenţă, transmise spre aparatele de recepţie prin intermediul unei reţele fixe realizată cu fibră optică sau cu cablu coaxial.Televiziunea prin cablu a apărut în paralel cu televiziunea tradiţională radiodifuzată, a cărei recepţie necesită o antenă.

Trebuie făcută observaţia că denumirea CATV are mai multe provenienţe, dar toate cu aceeaşi semnificaţie:

- televiziune prin cablu (CAblu TV);- televiziune cu antenă colectivă (Community Antena TV);- televiziune cu acces colectiv (Community Access TV).

Începuturile televiziunii prin cablu sunt legate de unele deficienţe de propagare a semnalului de televiziune. Primul sistem de televiziune prin cablu a fost utilizat spre sfârşitul anilor '40, lansarea lui fiind datorată imposibilităţii recepţiei cu o antenă obişnuită în zonele unde vizibilitatea directă între antena emiţătorului şi antena receptorului nu era posibilă. Astfel de situaţii erau frecvente în zonele muntoase. Ca urmare, în localităţile „de peste munţi” au fost montate antene speciale (de dimensiuni mari şi amplasate la înălţime), cu ajutorul cărora se putea recepţiona semnalul TV, care era apoi distribuit populaţiei prin reţea de cablu coaxial. O astfel de antenă, special construită pentru o colectivitate, se numea „Community antena” (antenă colectivă).De asemenea, difuzarea televiziunii prin cablu s-a dezvoltat iniţial şi în oraşele mari, fiecare ansamblu de locuinţe fiind dotat cu o antenă colectivă şi un amplificator colectiv. Mai departe semnalul TV era distribuit printr-o reţea fixă realizată cu cablu coaxial. Se proceda în felul acesta pentru:

evitarea „pădurilor de antene individuale” care ar fi determinat un aspect neplăcut.

evitarea problemelor datorate perturbaţiilor industriale precum şi multiplele reflexii datorate construcţiilor.

În figura I.14 este reprezentat un sistem de recepţie şi distribuţie colectivă.

\Sistemul poate permite recepţia comună într-un ansamblu de locuinţe, într-un cartier, sau chiar într-un întreg oraş. Semnalele de FIF, UIF sau SHF, sunt amplificate pentru fiecare canal în parte, iar pe canalul de microunde este şi demodulat MF respectiv remodulat MA în gama de UIF. Semnalele obţinute sunt apoi aplicate unui sistem de însumare şi distribuire pe mai multe direcţii de distribuţie, care transferă recepţia spre anumite ansamble de locuinţe.În cazul în care distanţele sunt mari este necesar ca pe linia de distribuţie să se instaleze amplificatoare suplimentare pentru refacerea nivelului de semnal. Dacă este înlocuit cablul coaxial cu fibra optică, va creşte distanţa dintre amplificatoarele amplasate pe traseul de distribuţie. Fibra optică se caracterizează prin atenuare mult mai mică, dar necesită transformări digitale ale semnalului de radiofrecvenţă.Sistemele de recepţie colectivă prezintă marele avantaj de a asigura o recepţie corespunzătoare pentru toate receptoarele cuplate la sistem, indiferent de condiţiile locale de recepţie.Dezvoltarea şi perfecţionarea instalaţiilor de recepţie colectivă, coroborată cu cererea unui număr cât mai mare de programe TV a condus la apariţia reţelelor de distribuţie de bandă largă, realizate cu cablu coaxial din cupru sau cu fibră optică. În acest mod se poate distribui într-un întreg oraş sau o zonă a ţării o gamă largă de programe TV şi Radio, emise terestru sau prin intermediul sateliţilor. Punctul central întro reţea CATV este staţia de recepţie şi retransmitere a programelor radiodifuzate terestru sau prin sateliţi. Toate semnalele video şi audio recepţionate sunt prelucrate, amplificate şi transmise în reţeaua de distribuţie. Amplificatoarele intermediare amplasate pe parcursul lanţului de distribuţie au rolul de a menţine pentru toţi abonaţii, calitatea optimă de recepţie.

Etapele evoluţia reţelelor CATV de „bandă largă”: mai întâi s-a transmis într-o bandă cu frecvenţa maximă de 300 MHz, ceea ce

permitea un număr de circa 24 programe TV, 27 programe Radio stereo (în gama UUS) şi 16 programe audio digitale;

s-a transmis apoi într-o bandă cu frecvenţa maximă de 450 MHz, ceea ce permitea un număr de maxim 35 programe TV, 30 programe Radio stereo (în gama UUS) şi 16 programe audio digitale;

s-a transmis şi mulţi furnizori CATV transmit şi astăzi într-o bandă cu limita superioară 550 MHz;

operatorii care deţin cea mai performantă tehnologie analogică în domeniul CATV retransmit într-o bandă cu frecvenţa maximă la circa 800 MHz.

Dacă sistemele CATV mai vechi erau proiectate pentru o bandă de 300400 MHz, sistemele moderne pot funcţiona în banda de frecvenţe de la 50 MHz până la 800 MHz. Având în

AmplificatorUIF

ReceptorSHF/UIF

Amplificatordistribuitor

Linie de distribuţie

SUMATOR

AmplificatorFIF

Linii de distribuţie

Receptoare TV

Fig. I.14 Sistem CATV

vedere că transmisiile de televiziune analogică necesită 6 - 8 MHz/canal, rezultă că se pot oferi abonaţilor foarte multe programe, utilizându-se tehnica de multiplexare în frecvenţă (FDM). Prin urmare este posibil ca mai multe programe (canale) să fie difuzate pe acelaşi cablu, fără a fi necesar să utilizăm câte un circuit separat pentru fiecare canal (program). Separarea (alegerea) unui canal din semnalul multiplexat se face cu ajutorul selectorului (tuner/circuit de acord) prevăzut în aparatul de recepţie (Televizor, Radio, Video-Recorder). Acest mod de retransmisie este reprezentat în figura I.15.

Există programe TV care sunt transmise abonaţilor atât prin radiodifuzare, cât şi prin reţele CATV, de regulă în benzi de frecvenţă diferite. Există de asemenea anumite programe TV care sunt distribuite exclusiv prin reţeaua CATV, acestea având un regim mai relaxat din punctul de vedre al unor restricţii impuse de societate. Difuzarea televiziunii analogice prin cablu este realizată printro transmisie de bandă largă. În acest caz, un echipament terminal de linie plasat la un capăt al reţelei CATV, transmite un număr de programe TV pe acelaşi cablu la care sunt conectate receptoarele TV ale abonaţilor. La început transmisia a fost unidirecţională, făcând posibilă utilizarea amplificatoarelor. O astfel de reţea este organizată în arbore şi poate atinge zeci de kilometri (Fig. I.15).

Transformarea reţelei de cablu CATV şi într-o reţea de acces la Internet a fost posibilă prin împarţirea benzii de frecvenţe a unui singur cablu în doua părţi:

banda de frecvenţe joase folosite pentru transmisia înapoi spre echipamentul de linie („upstream”);

banda frecvenţelor înalte folosită pentru transmisia înainte („downstream”) de la echipamentul de linie spre receptoarele TV ale abonaţilor.

Astfel reţeaua CATV s-a transformat din reţea unidirecţională în reţea bidirecţională. Cablul utilizat pentru transmisia de bandă largă este cablul coaxial cu impedanţa caracteristică de 75 Ω. O aplicaţie la un moment dat a fost următoarea :

1. Banda 5-116 MHz utilizată pentru sensul înapoi (spre echipamentul de linie);2. Banda 168-300 MHz utilizată pentru sensul înainte (spre abonaţi);3. Banda 116-168 MHz cu rol de separare a celor două sensuri.

Separarea celor doua sensuri permite realizarea repetoarelor necesare pentru amplificarea simultană a semnalelor transmise bidirecţional. Schema bloc a unui repetor care permite 2 sensuri de transmisie pe un singur cablu este redată în Fig. I.16

Echipament terminal de linie

(SUMATOR)

TV1 TVn

Fig. I.15 COMUNICAŢIE ÎNTR-UN SINGUR SENS

Prin urmare, această abordare a determinat transformarea reţelei CATV dintr-o reţea punct la multipunct, întro reţea punct la punct, ceea ce a permis utilizarea ei ca modalitate de acces la comunicaţiile prin Internet. Conexiunea prin reţea de televiziune prin cablu (CATV) este asemănătoare conexiunii tip reţea ISP. Deosebirea provine de la modul de transmitere a datelor în reţea. În acest caz pe acelaşi suport fizic sunt create mai multe canale de transmisiune prin utilizarea unor semnale purtătoare, de frecvenţe diferite. Astfel este posibil să se transmită simultan pe acelaşi suport fizic semnale de televiziune şi semnale de date. Cablul coaxial permite o viteză de transmisie ridicată, superioară celei posibile pe o linie telefonică obişnuită. Este necesar însă un echipament de interfaţă special (modem de cablu CATV), care transformă semnalele binare ale calculatorului în semnale potrivite a fi transmise pe cablu coaxial. În figura I.17 este reprezentat un modem de cablu.

Fig I.17 MODEM REŢEA CATVDifuzarea televiziunii prin cablu se face în mod preponderent în America de Nord, Europa, Australia, Asia de Est şi se face frecvent în America de sud şi în Orientul Mijlociu. Televiziunea prin cablu nu s-a putut implementa cu succes în Africa, datorită „împrăştierii” aparatelor de recepţie, ceea ce implică ineficienţă economică.Un alt aspect este apariţia şi dezvoltarea televiziunii radiodifuzate prin sateliţi de comunicaţii, ceea ce constituie o concurenţă pentru televiziunea prin cablu. În Africa de Sud, recepţia DBS (Direct Broadcasting Satelit) este mai populară decât difuzarea prin reţea CATV.Din punct de vedere tehnic, o reţea CATV modernă presupune distribuirea unui număr de canale de televiziune recepţionate şi mixate într-o locaţie centrală, spre abonaţii unei comunităţi, prin intermediul unei reţele ramificate realizată cu fibre optice şi/sau cu cabluri

FTS

FTJ

A

A„downstream”

„upstream”înapoi

înainte

Fig.I.16 REPETOR PENTRU TRANSMISIE BIDIRECŢIONALĂ

coaxiale. Sunt utilizate de asemenea amplificatoare de bandă largă. Începând cu sfârşitul anilor `90, arhitectura CATV cea mai performantă poartă denumirea „Hybrid fiber coaxial network”, ceea ce înseamnă că o reţea CATV modernă foloseşte şi fibră optică şi cablu coaxial.Sistemele tradiţionale de televiziune prin cablu au funcţionat şi încă funcţionează în domeniul analogic, adică au multiplexat semnale standard de radiofrecvenţă. În ultimii ani au apărut operatori CATV care oferă tehnologie digitală. În cazul tehnologiei digitale, semnalul CATV este multiplexat în timp.

Avantajele televiziunii digitale sunt : transmisia digitală este mai rezistentă la zgomote; prin tehnici speciale de codare şi compresie se ajunge ca un canal TV digital să

necesite numai 1020% din banda canalului analogic; transmisia digitală de televiziune poate fi mai uşor criptată, ceea ce este indicat

pentru „televiziunea la cerere”; transmisia digitală de televiziune se poate face pe linia telefonică de abonat,

prin utilizarea unor tehnici speciale.

Acces la Internet prin reţele CATVCompetenţe:

Analizează arhitecturi şi topologii de reţele Identifică echipamentele reţelelor de comunicaţii electronice

ACCES LA INTERNET PRIN REŢELE CATV

Cablul coaxial permite transmisii bidirecţionale (partajate în frecvenţă) şi totodată are o capacitate foarte mare de transmisie. Semnalele TV ocupă numai o porţiune din banda de frecvenţă a reţelei CATV. Prin urmare există o disponibilitate de bandă de frecvenţă, care poate fi utilizată pentru servicii de INTERNET, sau de telefonie IP.

Internetul de bandă largă este un serviciu oferit de operatorii CATV, cu ajutorul modemului de cablu care transformă semnalele binare în semnale de reţea, transferabile pe cablul coaxial. O problemă care există în reţelele CATV mai vechi, provine de la amplificatoarele de bandă largă montate de-a lungul reţelei şi care sunt unidirecţionale (sensul permis este cel de la operator spre abonat). Pentru a fi posibil şi sensul de transmisie de la abonat spre operator, este necesar să se înlocuiască amplificatorul cu un repetor special. Transmisia prin modem CATV permite accesul rapid la Internet prin intermediul infrastructurii de difuzare a programelor de televiziune prin cablu. Tehnica de realizare a unui modem CATV utilizează canalele de transmisie specifice difuzării TV prin cablu, utilizatorul de modem având pentru recepţia datelor întreaga lărgime de bandă a unui canal TV (6-8 MHz /”downstream”), iar pentru transmisia datelor o lărgime de bandă mai mică, de regulă 2 MHz. Un modem de cablu are receptorul acordat pe un canal TV situat între 50 şi 800 MHz, iar emiţătorul transmite într-o bandă de 2MHz situată sub 50 MHz. Un modem CATV permite recepţia datelor la viteze de 30-40 Mb/s şi emite cu viteze de 2-3 Mb/s. Deşi abordările nu sunt în totalitate standardizate, de regulă la recepţie se utilizează tehnica de modulaţie QAM cu 64 sau 256 puncte, iar pentru emisie modemul poate utiliza modulaţia cu deplasare de fază în cuadratură QPSK (Quadrature Phase Shift Keying). Reţelele de difuzare a programelor TV prin cablu coaxial permit transmisia simultană a programelor de televiziune, a datelor şi a comunicaţiilor telefonice, dacă etajele de amplificare ale reţelei sunt convertite de la unidirecţional la bidirecţional şi dacă abonatul

are instalat modem CATV. Între un modem de bandă audio destinat reţelei de telefonie publică şi un modem de cablu coaxial diferenţa esenţială provine de la banda de frecvenţă disponibilă. Banda modemului CATV este de aproximativ de 2000 ori mai mare decât a modemului de bandă vocală.

Accesul la Internet prin reţea CATV necesită: un modem de cablu (MC) amplasat la abonatul reţelei un echipament modem terminal (EMT), amplasat în staţia terminală a operatorului de

CATV. Echipamentul modem terminal (EMT) este cunoscut în documentaţia de specialitate sub denumirea CMTS (Cable Modem Termination System).

În figura I.18 este reprezentat modul de realizare a accesului de bandă largă cu ajutorul infrastucturii CATV.

Un modem de cablu realizează o comunicaţie digitală bidirecţională pe canale de radiofrecvenţă oferite de infrastructura unei reţele CATV. Multiplicarea reţelelor hibride (HFC – Hybrid Fiber Coax), a determinat proiectarea primelor modemuri de cablu (circa 1990), care de la început au fost gândite cu transmisie asimetrică. S-a avut în vedere că un abonat are nevoie de un trafic asimetric: o viteză nu foarte mare de la abonat spre operator (upstream) şi o viteză maxim posibilă dinspre operator spre abonat (downstream). Acceptarea acestui aspect a fost esenţială deoarece din punct de vedere tehnic era foarte dificil şi scump să se asigure un debit „upstream” de mare viteză, în situaţia în care operatorul CATV utiliza deja o bandă suficient de mare în direcţia „downstream”. Tehnologia modemului de cablu a fost repede acceptată, având în vedere că în SUA erau aproximativ 25 milioane de utilizatori, la finele anului2005.

Echipamentul modem terminal (CMTS) are rolul de a oferi servicii de date cu viteză mare (comunicaţii Internet prin cablu şi telefonie IP) abonaţilor reţelei CATV. Echipamentul CMTS este conectat prin canale de mare capacitate la reţeaua Internet. Acest echipament poate gestiona de la 4 000 modemuri de cablu la peste 150 000 modemuri de cablu. În figura I.19 este reprezentat un echipament modem terminal.

MC1

MC2 MC4

MC3

EMT (CMTS)

Fig. I.18 ACCES DE BANDĂ LARGĂ LA INTERNET

Fig. I.19 ECHIPAMENT MODEM TERMINAL (CMTS)

Tehnica de transmisie a datelor prin intermediul unei reţele CATV a fost recent standardizată şi poartă denumirea prescurtată DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specification). Tehnologia DOCSIS defineşte necesităţile de interfaţă pe suportul de comunicaţii CATV, pentru transmisii de date. Prin această tehnologie se pot face transferuri de date cu viteze foarte mari, prin intermediul reţelelor CATV. Utilizând standardul DOCSIS, operatorii CATV oferă servicii de Internet abonaţilor, accesul realizându-se prin infrastructura existentă de tip HFC (Hybrid Fibre Coaxial). Prima specificaţie DOCSIS a fost versiunea 1.0, apărută în martie 1997, revizuită destul de repede prin versiunea 1.1 prezentată în aprilie 1999. Din cauza cererilor tot mai mari de servicii simetrice în timp real, servicii de acest tip fiind şi telefonia IP, standardul DOCSIS a mai fost revizuit încă odată, pentru creşterea vitezelor de transmisie de la utilizator spre Internet (sens „upstream”). A rezultat în acest fel varianta DOCSIS 2.0, prezentată în ianuarie 2002.Organizaţia ITU (International Telecommunications Union) a adoptat cele două variante DOCSIS ca standarde internaţionale. În acest sens există recomandarea „J112 Anexa C” pentru varianta 1.1, respectiv recomandarea „J122” pentru varianta 2.0. Deoarece benzile de frecvenţă ale canalelor utilizate sunt diferite în sistemele CATV american şi european, a trebuit să se facă o adaptare a standardului DOCSIS pentru a fi utilizabil în Europa. A rezultat „EuroDOCSIS”, care ţine seama că dacă în SUA un canal CATV are o lărgime de 6 MHz (conform cu sistemul NTSC), în Europa acelaşi canal are lărgimea de 8 MHz (conform cu sistemele PAL sau SECAM). În aceste condiţii standardul EuroDOCSIS permite viteze „downstream” (de descărcare din reţea) mai mari, deoarece se foloseşte un canal cu lărgimea mai mare.

Caracteristici ale standardului DOCSIS:- raportat la nivelele OSI standardul realizează operaţii pe nivelul 1 (fizic/interfaţă) şi

nivelul 2 (MAC – Media Access Control);- lărgimile de bandă utilizate de varianta 1.1 cresc progresiv în funcţie de încărcarea

reţelei de la 200 KHz la 3,2 MHz, iar la varianta 2.0 de la 200 KHz la 6,4 MHz;- modulaţia folosită este digitală de tip QAM (Modulaţie de amplitudine în

cuadratură) şi QPSK (Modulaţie de fază în cuadratură); pentru descărcări din reţeaua CATV (downstream) se utilizează modulaţia cu 64 sau256 nivele QAM;

Spreabonaţi

SpreInternet

pentru transmisii spre reţea (upstream) se foloseşte modulaţia QPSK sau modulaţia cu 16 nivele QAM; varianta 2.0 este capabilă să facă transmisii spre reţea (upstream) la viteze mai mari prin folosirea modulaţiei cu 32 sau 64 nivele QAM;

- accesul MAC se poate face TDMA (Acces multiplu cu diviziune în timp) sau CDMA (Acces multiplu cu diviziune în cod); în comparaţie cu accesul tip Ethernet CSMA/CD, în cazul DOCSIS sunt mai puţine coliziuni, deoarece accesul se face în mod deterministic;

- viteza de transmisie este dependentă de caracteristicile amintite anterior şi are valorile : viteza dinspre reţea (downstream) este maxim 38 Mbps, iar spre reţea (upstream) este maxim 10 Mbps (1.0), respectiv maxim 30 Mbps (2.0); varianta europeană poate atinge o viteză „downstream” de 51 Mbps.

Varianta DOCSIS 3.0, finalizată în anul 2006 este capabilă să facă transmisii „downstream” cu viteze de 400 Mb/s, respectiv transmisii „upstream” cu viteze de 100 Mb/s. În proiectarea şi modernizarea sistemului DOCSIS s-a urmărit permanent menţinerea compatibilităţii cu versiunile anterioare, atât pentru modemul de cablu, cât şi pentru echipamentul modem terminal (staţia CMTS).Echipamentul DOCSIS presupune două componente:

un modem de cablu (MC), care se instalează la utilizator o staţie modem (CMTS = Cable Modem Termination System), instalată la operatorul

CATV. Staţia modem CMTS este aparatul care gestionează transferurile „downstream” şi „upstream” cerute de utilizatori. Pentru comunicaţia duplex între un modem de abonat (MC) şi CMTS este nevoie de două porturi fizice (în cazul Ethernet comunicaţia duplex se face printrun singur port). Deoarece calea spre reţea este mai zgomotoasă (multe cereri aleatorii), staţia CMTS are mai multe porturi „upstream” decât porturi „downstream”.

Atunci când un furnizor de televiziune prin cablu îşi propune să ofere servicii Internet, introducerea tehnologiei DOCSIS impune modernizarea reţelei, care va trebui transformată din reţea unidirecţională în reţea bidirecţională. Vor trebui îndepărtate amplificatoarele obişnuite (unidirecţionale). Reţeaua va trebui să accepte ambele sensuri pentru transferul de date.

Etapele realizării Legăturii la Internet a unui calculator personal :1. Calculatorul prin intermediul modemului de cablu (MC) intră în dialog cu staţia modem

(CMTS) în interiorul reţelei CATV. 2. staţia modem face conectarea (rutarea) cu reţeaua Internet.

Majoritatea tehnicilor de modulaţie digitală abordate şi dezvoltate pentru proiectarea modemurilor vocale, au fost ulterior adaptate canalelor de transmisiuni cu banda mai extinsă, aşa cum sunt canalele de comunicaţii pe cablu coaxial sau legăturile radio în microunde. În acest sens modemurile 64-QAM, sau 256-QAM au fost utilizate cu rezultate foarte bune atât în echipamentele de telecomunicaţii din sistemele terestre pentru microunde, cât şi la realizarea modemurilor CATV.Un alt aspect important este competiţia dintre operatorii CATV şi operatorii din reţeaua publică de telecomunicaţii (PSTN) în domeniul serviciilor de televiziune, telefonie şi Internet. În SUA această competiţie s-a permis începând cu anul 2004. Pentru abonaţii de servicii această competiţie nu poate fi decât benefică. Din 2006 competiţia este permisă şi în România.Odată cu apariţia televiziunii digitale şi în special după declanşarea transmisiilor radiodifuzate prin sateliţi (DBS), a dispărut posibilitatea de „monopol” pentru o anumită comunitate, a unui anumit operator CATV. Există sateliţi care transmit „wireless” o grilă de programe comparabilă cu cea oferită de un operator CATV.

O altă potenţială sursă de competiţie este televiziunea de bandă largă, oferită prin intermediul liniei telefonice de abonat, cu ajutorul tehnologiei ADSL. Acesta este un serviciu IPTV (Internet Protocol pentru semnal TV), care este disponibil tot mai frecvent, permiţând alegerea programelor de la domiciliu (HomeChoice).

TERMINALELE REŢELEI DE TELECOMUNICAŢII

Echipamente terminale ale reţelelor fixe

Competenţe:

Identifică schipamentele reţelelor de comunicaţii electronice

ECHIPAMENTE TERMINALE ALE REŢELELOR FIXE

În prezenta fişă suport vor fi descrise următoarele terminale utilizate în reţelele fixe PSTN, respectiv ISDN: aparatul telefonic (telefonul analogic, telefonul ISDN, telefonul fără fir „cordless”), aparatul FAX, calculatorul cu modem de bandă vocală şi calculatorul cu modem de bandă largă (modem ADSL, modem CATV).

1.Telefonul analogic este conectat în mod uzual la reţeaua PSTN, prin pereche simetrică cu fire de cupru.

Funcţiile îndeplinite de către un telefon analogic: Funcţia de convorbire telefonică (transformă semnalul vocal în semnal electric la emisie şi

apoi semnalul electric în semnal vocal la recepţie) Funcţia de semnalizare cu centrala telefonică (semnalizări spre centrală: apel, sfârşit de

convorbire, semnalizare de numerotaţie; recepţia semnalizărilor de centrală: tonalităţi care specifică stadiul apelului)

Părţi componente ale telefonului analogic:1. Circuitul pentru emisia/recepţia semnalelor de convorbire;2. Circuitul petru semnalizarea numărului abonatului chemat;3. Circuitul de sonerie, care recepţionează semnalul de apel trimis de centrală;4. Comutatorul, care cuplează linia fie la circuitul de sonerie, fie la circuitul de

convorbire şi numerotaţie.

O schemă diferenţială este folosită în interiorul aparatului telefonic, pentru eliminarea efectului local şi separarea galvanică între circuitul microfonului şi cel al difuzorului.

Efectul local este fenomenul prin care abonatul îşi aude propria voce în receptorul telefonic. Eliminarea efectului local se obţine prin utilizarea unei scheme diferenţiale care plasează microfonul şi difuzorul în diagonalele unei punţi de impedanţe. Dacă puntea este echilibrată, influenţele nedorite sunt eliminate. Schema diferenţială, utilizată în aparatele telefonice analogice este redată

în Fig. II.7.

Dacă Z3=Z4 (înfăşurări identice) rezultă RE=ZL. Traductoarele electroacustice sunt conectate la linie printr-un transformator de tip diferenţial într-o schemă de punte echilibrată, în vederea evitării efectului local (fig. 32), unde RE=680 Ω iar ZL reprezintă impedanţa liniei telefonice. Dacă puntea este echilibrată, curentul de convorbire produs de microfon nu va trece prin receptor. Circuitul de sonerie este excitat de semnalul de apel trimis de centrală, caracterizat printro valoare eficace de circa 70 V şi o frecvenţă de circa 25 Hz (20 – 50 Hz). Telefoanele analogice clasice sunt echipate cu sonerii electromagnetice, acţionate chiar de semnalul de apel. În cazul telefoanelor electronice soneria electromagnetică este înlocuită de o sonerie electronică multi-tonală. Alimentarea circuitului integrat care realizează funcţia de sonerie electronică se face dîn linia telefonică prin redresarea semnalului de apel. Dacă se doreşte ca un aparat telefonic analogic să fie conectat la o centrală ISDN, atunci este nevoie de un adaptor ISDN.

2. Telefonul ISDN se conectează la centrala ISDN prin interfaţă „S” cu 4 fire (o pereche pe sensul de transmisie). Un telefon ISDN oferă o varietate de servicii, dintre care trebuie subliniate: telefonia cu debit redus şi telefonia de înaltă calitate. Reducerea debitului este utilizată pentru aplicaţii de telefonie mobilă şi mesagerie vocală. Creşterea calităţii semnalului de convorbire se obţine prin folosirea unei benzi extinse pentru semnalul vocal (7 kHz), împărţirea în două subbenzi şi codarea diferenţial-adaptivă a fiecăreia dintre subbenzi. Astfel se generează o calitate superioară celei disponibile prin utilizarea legii de codare „A” pe un canal de 64 kb/s.

ZL

M

Z1

Z2

Z3

Z4

RE

Fig.II.7 SCHEMĂ CU TRANSFORMATOR DIFERENŢIAL

Aparatul telefonic ISDN are trei blocuri principale:

1. Blocul pentru gestiunea interfeţei S, care funcţionează conform cu recomandările I.430, I.441, I.451, ale standardului ISDN;

2. Blocul funcţiilor telefonice şi acustice, care realizează transformări electro-acustice şi codări / decodări pentru semnalul de convorbire. De asemenea generează semnalul de sonerie şi tonalităţi DTMF (Dual Tone Multu Frequency);

3. Blocul de control al interfeţei cu abonatul, care gestionează funcţionarea tastaturii şi a circuitului de afişare alfa-numerică.

4. Telefonul fără fir constă dintr-o unitate de bază, conectată la centrala telefonică standard pe o linie de abonat obişnuită, şi dintr-unul sau mai multe terminale mobile.

Acestea din urmă sunt conectate la unitatea de bază prin unde radio, similar telefoanelor celulare. Avantajele imediate sunt posibilitatea uitlizatorului de a ,,deplasa’’ terminalul mobil, ceea ce înseamnă o flexibiliate sporită, precum şi posibilitatea de a utiliza mai multe terminale, ceea ce transformă aparatul într-o minicentrală. Telefonul fără fir a fost comercializat după 1980. Banda de frecvenţă cea mai utilizată a fost de la 46 la 49 MHz, cu modulaţie de frecvenţă şi 25 canale radio disponibile.

Sistemele iniţiale au folosit tehnologia analogică. Telefoanele analogice au o rază de acţiune limitată, calitatea vocii este scăzută, iar staţia de bază suportă un număr foarte mic de terminale mobile. Mai mult decât atât, există posibilitatea ca utilizatorul unui alt sistem care lucreaza pe aceeaşi frecvenţă să fie capabil să asculte

conversaţia. Cu toate acestea, avantajele faţă de telefoanele cu fir sunt atat de mari încât piaţa a acceptat rapid telefoanele fără fir.

5. Aparatul FAX îndeplineşte funcţia de transmitere a unor documente grafice (texte, desene, scheme, imagini, etc.), pe liniile de comunicaţii telefonice. Pagina care se transmite este explorată optic pentru obţinerea unui semnal digital electronic, care este transmis aparatului FAX de la recepţie, unde este făcută operaţia inversă (reconstituirea paginii transmise „punct cu punct”). Evoluţia telecopiatoarelor s-a realizat în 4 etape: de la categoria 1, la categoria 4.

Grup 1 include aparatele FAX care transmit o pagină A4 în 6 minute cu o rezoluţie de 4 linii/mm.

Grup 2 include aparatele FAX care transmit o pagină A4 în 3 minute cu o rezoluţie de 4 linii/mm.

Grup 3 include aparatele FAX care transmit o pagină A4 întrun minut cu o rezoluţie de 1728 puncte/215 mm.

Grup 4 include aparatele FAX care transmit o pagină A4 în 3-5 secunde cu o rezoluţie de 16 puncte/mm.

În prezent sunt utilizate numai telecopiatoare din „Grup 3” (pentru transmisii pe linii analogice) şi telecopiatoare din „Grup 4” (pentru transmisii pe linii digitale ISDN). Aparatul FAX GRUP 3. Transmisia de tip FAX a fost denumită iniţial „transmisiune prin facsimil”, cuvântul facsimil desemnând reproducerea exactă a unei scrieri, semnături, picturi, etc., fie printr-o copiere manuală fidelă, fie printro metodă tehnică (fotografiere, copie xerox, etc.). Aparatul FAX transmite imaginile punct cu punct, prin transformare fotoelectrică şi codare binară ulterioară. O linie de 215 mm a unei pagini este „citită fotoelectric” în 1728 puncte cu ajutorul unui circuit integrat CCD (Charge Coupled Device). O linie CCD utilizată de un aparat FAX este reprezentată în figura II.8.

Fig. II.8 LINIE CCD PENTRU FAX

Biţii rezultaţi din citirea fotoelectrică sunt transmişi pe linia telefonică analogică cu ajutorul unui modem de bandă vocală (Grup 3). Cu alte cuvinte, modem-ul transformă informaţia binară de la ieşirea aparatului FAX, într-o succesiune de frecvenţe audio, care se transmit în condiţii foarte bune pe linia telefonică analogică. Transmisia FAX este unidirecţională (simplex) pe cea mai mare parte a duratei de comunicaţie. Pe durata stabilirii condiţiilor de transfer (protocolul de comunicaţie) transmisia este duplex. Prin protocol se stabileşte viteza de transfer (în funcţie de calitatea conexiunii), modul cum sunt corectate erorile, tipul de compresie utilizat, etc. Viteza de transmisie se poate modifica automat dacă linia este zgomotoasă, putând să scadă şi să crească luând valorile: 9600 biţi/s, 7200 biţi/s, 4800 biţi/s, 2400 biţi/s, 1200 biţi /s. Tehnica de modulaţie folosită în cazul transmisiei de 9600 biţi/s este o modulaţie de amplitudine şi de fază (QAM=Quadrature Amplitude Modulation), cu viteza de semnalizare 2400 schimbări/s, fiecare semnalizare fiind asociată unui grup de 4 biţi (2400×4=9600 biţi/s). Pentru ca o semnalizare să poată fi asociată oricărui grup de 4 biţi este nevoie ca aceasta să aibă 16 forme diferite (2 amplitudini×8 faze=16 cazuri).

Aparatul FAX GRUP 4. Această categorie de aparate FAX necesită linie ISDN. Transmisia se face cu viteza de 64 kb/s. Costul mai ridicat al acestor telecopiatoare, precum şi necesitatea unei linii ISDN, a determinat o evoluţie lentă a cererii.

6. Calculator prin Modem de bandă vocală. În acest caz accesul la Internet se obţine pe linie analogică prin modem de bandă vocală. Modemul este conectat în paralel cu aparatul telefonic analogic. Funcţionarea telefonului, sau accesul la Internet se face alternativ. Primele modemuri de bandă vocală, cu transmisie bidirecţională, au avut viteze foarte mici (300 biţi/s) şi foloseau o tehnică simplă de modulaţie (FSK=Freqvency Shift Keyng). Un modem de bandă vocală transformă impulsurile binare în tonuri audio care se pot transmite pe liniile reţelei telefonice. Modemurile cu viteza de transmisie egală cu 300 bauds au folosit tehnica de modulaţie FSK, cu două frecvenţe audio generate de două oscilatoare. Viteza datelor de 300 bps este egală cu viteza de modulaţie (semnalizare), deoarece în acest caz fiecare bit este transmis pe

durata unei semnalizări care are durată egală cu 3,3 ms. Printre standardele care au descris astfel de modemuri se pot aminti standardul american “Bell System 103/113” şi standardul

european “V.21”. Standardele din seria “V” descriu modemurile propuse şi iniţiate de Comitetul Consultativ Internaţional de Telefonie şi Telegrafie (CCITT), transformat ulterior în Uniunea Internaţională de Telecomunicaţii (ITU).

Transmisia într-un sens foloseşte o subbandă a benzii audio (980Hz-1180Hz la V.21), iar transmisia în sens opus foloseşte o altă porţiune a benzii audio (1650Hz-1680Hz la V.21). Acest modem permite transmisia duplex. Evoluţia modemurilor de bandă vocală a avut loc în direcţia creşterii vitezei de transmisie, care de la 300 biţi/s a ajuns la 56 000 biţi/s. Această evoluţie a fost posibilă prin tehnici de modulaţie din ce în ce mai performante (modulaţii combinate) şi prin tehnici de codare ingenioase (codarea unor grupuri de biţi din ce în ce mai mari). Etapele evoluţiei au fost următoarele: 300 biţi/s, 1200 biţi/s, 2400 biţi/s, 4800 biţi/s, 9600 biţi/s, 14400 biţi/s, 19200 biţi/s, 32000 biţi/s, 56000 biţi/s. Viteza de 56 kb/s este maximul posibil, care se poate obţine pe o linie analogică scurtă şi în condiţii de zgomot inexistent.

7. Calculator prin Modem de bandă largă. În acest caz accesul la Internet se poate face prin modem ADSL pe linie analogică cu 2 fire de cupru, sau prin modem CATV pe reţeaua de distibuţie TV.

Transmisia ADSL (Asymetrical Digital Subscriber Line) foloseşte o tehnologie de conversie a fluxului de biţi cu ajutorul unor combinaţii de frecvenţe. Tehnica este cunoscută sub denumirea DMT ( Discrete MultiTone). Este o evoluţie firească a modemului de bandă vocală. Transmisia ADSL se face pe o linie telefonică cu fire de cupru şi permite accesul abonatului la servicii de bandă largă (specifice reţelei B-ISDN), utilizarea normală a telefonului rămânând în permaneţă disponibilă (vezi Fig. II.9) .

Tehnic

a de transmisie ADSL permite unui abonat cu conexiune spre centrala telefonică pe fire de cupru, să utilizeze servicii de bandă largă, respectiv comunicaţii video interactive, acces la televiziune digitală, transfer de date cu viteze mari. Modemul ADSL, spre deosebire de alte tipuri de modemuri care asigură la un moment dat numai transmisii de date, sau numai comunicaţie telefonică, permite simultan legătură la Internet şi legătură telefonică. În cazul legăturii la Internet, modemul ADSL poate să funcţioneze cu o viteză maximă de 12 Mbps

Internet

DSLAM

Spliter

Codor/Mux

PSTN

Centrală Tf. Abonat

Linie cu fire de cupru

Telefon

Spliter

Modem ADSL

PCEthernet

Fig. II.9 SCHEMĂ DE CONECTARE PRIN MODEM ADSL

spre utilizator şi maxim 1 Mbps spre reţea (ADSL 2). Obţinerea acestor viteze impresionante este posibilă prin modulaţie DMT, banda canalului de transmisie (extinsă la 1,1 MHz) fiind divizată în mai multe subbenzi partajate în frecvenţă. Fiecare subbandă are o purtătoare proprie şi funcţionează independent de celelalte subbenzi, debitul propriu fiind corelat cu calitatea de moment a respectivului interval de frecvenţe. Evaluarea calităţii fiecărei subbenzi (determinarea raportului semnal/zgomot) se face de fiecare dată când se iniţiază o transmisie, rezultând o optimizare dinamică a performanţelor de transmisie ale liniei de abonat. Dacă într-o subbandă oarecare este detectat un semnal perturbator puternic, în mod automat se poate decide să se blocheze transmisia în acea subbandă. Tehnologia ADSL foloseşte şi aplică în practică cunoştinţe acumulate din studierea metodei matematice de analiză şi sinteză a semnalelor: FFT (Fast Fourier Transform).

Majoritatea tehnicilor de modulaţie digitală abordate şi dezvoltate pentru proiectarea modemurilor vocale, au fost ulterior adaptate canalelor de transmisiuni cu banda mai extinsă, aşa cum sunt canalele de comunicaţii pe cablu coaxial sau legăturile radio în microunde. În acest sens modemurile 64-QAM, sau 256-QAM au fost utilizate cu rezultate foarte bune atât în echipamentele de telecomunicaţii din sistemele terestre pentru microunde, cât şi la realizarea modemurilor CATV.

Transmisia prin modem CATV permite accesul rapid la Internet prin intermediul reţelelor de difuzare a programelor de televiziune prin cablu. Tehnica de realizare a unui modem CATV utilizează canalele de transmisie specifice difuzării TV prin cablu, utilizatorul de modem având pentru recepţia datelor întreaga lărgime de bandă a unui canal TV (6-8 MHz), iar pentru transmisia datelor o lărgime de bandă mai mică, de regulă 2 MHz.

Un modem de cablu are receptorul acordat pe un canal TV situat între 50 şi 800 MHz, iar emiţătorul transmite într-o bandă de 2MHz situată sub 50 MHz. Un modem CATV permite recepţia datelor la viteze de 30-40 Mbps şi emite cu viteze de 2-3 Mbps. Deşi abordările nu sunt în totalitate standardizate, de regulă la recepţie se utilizează tehnica de modulaţie QAM cu 64 sau 256 puncte, iar pentru emisie modemul poate utiliza modulaţia cu deplasare de fază în cuadratură QPSK (Quadrature Phase Shift Keying).

Reţelele de difuzare a programelor TV prin cablu coaxial permit transmisia simultană a programelor de televiziune, a datelor şi a comunicaţiilor telefonice, dacă blocurile de amplificare ale reţelei sunt convertite de la unidirecţional la bidirecţional şi dacă abonatul are instalat modem CATV.

Între un modem de bandă audio destinat reţelei de telefonie publică şi un modem de cablu coaxial diferenţa esenţială provine de la banda de frecvenţă disponibilă. Banda modemului CATV este de aproximativ de 2000 ori mai mare decât a modemului de bandă vocală. În consecinţă şi viteza de transfer care se poate obţine cu modemul CATV este mult mai mare. În fig. II.10 este reprezentat accesul prin reţea CATV la Internet.

Echipamente terminale ale reţelelor mobile

Competenţe:

Identifică echipamentele reţelelor de comunicaţii electronice

ECHIPAMENTE TERMINALE ALE REŢELELOR MOBILE

În prezenta fişă suport vor fi descrise următoarele terminale utilizate în reţelele de telecomunicaţii: telefonul mobil, telefonul fără fir DECT şi modemul radio.

1. Telefonul mobil permite conectarea unui utilizator la reţeaua PSTN, sau ISDN, prin intermediul unui canal radio. Telefonul mobil GSM emite spre antena staţiei radio celulare în banda 890 – 915 MHz şi recepţionează în banda 935 – 960 MHz.

Prelucrarea semnalului vocal în vederea transmisiei într-o reţea de radiotelefonie celulară necesită o abordare specială, diferită faţă de cum se procedează în celelalte sisteme de comunicaţie. Cerinţele de calitate şi de recunoaştere a vorbitorului impun o eşantionare cu 8 KHz, asociată unei cuantizări uniforme cu 13 biţi pentru fiecare eşantion, ceea ce determină un debit necesar pe sensul de transmisie egal cu 800013biţi = 104 000 bps. Acest debit depăşeşte posibilităţile reţelei GSM, care îşi propune un număr maxim de abonaţi şi utilizarea optimă a resurselor de transmisie (banda de frecvenţă, viteza de transmisie).

ReţeaCATV Reţea

Internet

ModemCATV

TV

Spliter

PC

Tf.CATV

Cablucoaxial

Fibrăoptică

Fig. II.10 ACCESUL LA INTERNET PRIN CATV

Pentru satisfacerea cerinţelor abonaţilor, concomitent cu satisfacerea cerinţelor furnizorilor de servicii GSM, proiectanţii echipamentelor GSM au căutat soluţii pentru reducerea debitului de transmisie necesar pe liniile reţelei. Prin folosirea unor tehnici speciale de compresie (codare parametrică) s-a obţinut reducerea debitului pe sens de la 104 kb/s la 13 kb/s.

Perfecţionarea telefonului mobil s-a realizat în două direcţii: reducerea dimensiunilor şi sporirea inteligenţei. Un terminal mobil satisface utilizatorul prin:

Calitatea comunicaţiei (inteligibilitate, recunoaşterea vorbitorului, raport semnal/zgomot cât mai mare

Securitatea informaţiilor transmise Asigurarea mobilităţii abonaţilor Utilizarea eficientă a resurselor radio

Schema bloc a unui telefon mobil este desenată în figura II.11.

Interfaţa de utilizator asigură realizarea comunicaţiilor telefonice şi comunicaţiilor de date. Blocul control trafic/semnalizare îndeplineşte funcţiile: detecţia perioadelor de linişte pentru transmisia cu debit redus; controlul conexiunilor şi a resurselor radio; localizarea utilizatorului; reglarea puterii semnalului; autentificarea utilizatorului. Blocul de criptare şi multiplexare asigură securitatea comunicaţiei şi multiplexarea informaţiilor şi semnalizărilor.

2. Telefonul fără fir DECT. Tehnologia DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications) este un pas înainte în ceea ce priveşte calitatea şi flexibilitatea telefoniei fără fir. În comparaţie cu telefoanele anterioare, bazate pe tehnologia analogică, DECT aduce în plus o gamă largă de avantaje digitale, incluzând claritatea sporită a sunetului, securitatea comunicaţiei, un număr mai mare de termianle pentru fiecare linie şi serviciile de date. În 1998 erau în funcţiune mai mai mult de 5 milioane de telefoane DECT.

Timp de mai mulţi ani, majoritatea locuinţelor aveau un singur telefon, de obicei în hol. Acesta a fost tot mai frecvent înlocuit cu extensii multiple dar şi cu cabluri suplimentare. Există limitări tehnice pentru numărul de extensii care pot fi puse pe o singură linie telefonică. Telefoanele fără fir au înlăturat această limitare.

Tehnologia DECT asigură telefoanelor fără fir o rază de acţiune mărită până la sute de metri, permite criptarea transmisiei făcând imposibilă ascultarea, oferă posibilitatea utilizării unui număr sporit de terminale, permite efectuarea mai multor convorbiri simultane, măreşte durata de viaţă a bateriilor terminalului mobil şi

Interfaţăutilizator

SIM

Circuit semnalizare

Codor voce

Controltrafic/

semnalizare

Criptare/MUX

InterfaţăRADIO

Fig. II.11 SCHEMA BLOC A TELEFONULUI MOBIL

permite chiar transmisii de date prin conectarea unui PC. Ca să ofere toate aceste facilităţi, telefoanele digitale fără fir fac apel la o serie de tehnologii deja utilizate în alte domenii:

Digitalizarea şi compresia. Primul pas este transformarea sunetelor într-o serie de numere. În acelaşi timp, pentru utilizarea mai eficientă a spectrului disponibil, se face şi o compresie a datelor. Metodele de compresie reprezintă un compromis între calitatea vocii şi lărgimea de bandă cerută de semnal. Tehnologia DECT foloseşte pentru digitalizare şi compresie standardul ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation ). În acest fel se utilizează numai jumatate dîn largimea de banda (32 kbps în loc de 64 kbps).

Criptarea. Semnalul este apoi criptat folosind o unitate de identificare inclusă în staţia de bază astfel încât nici un alt terminal nu va putea decoda semnalul, garantând în acest fel confidenţialitatea.

Emisia/receptia. Legătura dintre staţia de bază şi terminalul mobil se face prin frecvenţe radio. Sistemul DECT foloseşte un spectru de frecvenţe între 1880 şi 1900 MHz şi tehnica de multiplexare TDMA (Time Division Multiple Access). Este posibil astfel să se efectueze mai multe convorbiri simultane pe acelaşi canal de frecvenţă, ceea ce înseamnă că staţia de bază poate asigura legătura cu exteriorul a unui terminal, în timp ce alte terminale pot vorbi între ele.

Principalele avantaje ale utilizării telefoanelor DECT într-o companie:1. Securitatea comunicării2. Calitatea deosebită a sunetului3. Investiţia poate fi amortizată în mai puţin de 1 an4. Factura telefonică se reduce substanţial5. Dispar dificultăţile de comunicare şi se măreşte flexibilitatea deplasării6. Sunt valorificate zeci de minute pe angajat, întro zi de lucru.

În domeniul afacerilor, utilizarea telefoanelor DECT este parte componentă a montării şi utilizării unei centrale PABX.

4. Modemul wireless. Accesul la Internet se poate obţine pe canal radio, dacă pe de o parte furnizorul de servicii Internet are echipament “wireless” şi permite accesul, iar pe de altă parte utilizatorul are adaptor de reţea wireless (modem radio). Cel mai frecvent se foloseşte o placă de reţea wireless, care transmite în banda de 2,4 GHz şi realizează conectare fără fir Ethernet. Eficacitatea conexiunii este maxim 100 m la interior şi maxim 500 m la exterior.

DERANJAMENTE ÎN REŢELELE DE COMUNICAŢII

Tipuri de deranjamente

Competenţe:

Verifică starea tehnică a reţelei

TIPURI DE DERANJAMENTE

Deranjamentele analizate în rândurile care urmează sunt cele datorate unor disfuncţionalităţi ale mediilor de transmisie. În corelaţie cu mediile de transmisie există:

1. Deranjamente corespunzătoare transmisiilor pe canal radio

2. Deranjamente corespunzătoare transmisiilor pe fibre optice

3. Deranjamente corespunzătoare transmisiilor pe fire metalice

1. În cazul transmisiei pe canal radio, deranjamentele posibile sunt determinate de următorii factori:

modificări atmosferice care influenţează propagarea undelor electromagnetice;

modificări de câmp datorate apariţiei unor reflexii suplimentare (construcţii noi);

modificări de câmp datorate funcţionării antenelor la parametri inferiori (pierderi de putere, schimbări de poziţie).

Pentru determinarea cauzelor şi remedierea deranjamentelor sunt folosite instrumente care măsoară puterea câmpului elctromagnetic.

2. În cazul transmisiei pe fibră optică, deranjamentele pot avea următoarele cauze:

întreruperea continuităţii fibrei optice, prin rupere la îndoire necontrolată;

creşterea atenuării, datorată unor fisurări apărute în urma unei îndoiri forţate;

creşterea atenuării, datorată unor joncţionări neprofesionale.

În figura II.12 sunt reprezentate câteva cazuri de joncţionări neprofesionale care determină creşterea atenuării pe fibra optică.

Protejarea fibrei optice împotriva solicitărilor mecanice şi a unor agenţi corozivi se face cu o peliculă de protecţie, care îndeplineşte următoarele cerinţe:

pelicula trebuie să aibă grosime uniformă în secţiune transversală, deci să fie concentrică cu fibra optică pentru a preîntâmpina apariţia în momentul solidificării a unor tensiuni interne, care ar putea duce la curbarea fibrei;

învelişul de protecţie trebuie să aibă rezistenţă bună faţă de materialele abrazive şi stabilitate chimică în timp;

coeficientul de dilatare al substanţei utilizate trebuie să fie cât mai apropiat de cel al sticlei pentru a preîntâmpina tensionarea şi ruperea fibrei;

în vederea operaţiilor de remediere, materialul respectiv trebuie să fie uşor dizolvabil cu ajutorul unui anumit solvent.

Constatarea şi remedierea deranjamentelor se face cu instrumente speciale (instrument pentru măsurarea puterii optice, emiţător de lumină pe fibra optică, multimetru optic, reflectometru optic, localizator de deranjament).

3. În cazul transmisiilor pe fire metalice deranjamentele au următoarele cauze:

deteriorări datorate unor lucrări prost efectuate; deteriorări datorate unor calamităţi naturale; deteriorări datorate îmbătrânirii materialelor de protecţie.

În tabelul care urmează este schiţată o clasificare a deranjamentelor posibile în cablurile metalice. De asemenea, în tabel sunt semnalate cauzele care determină fiecare deranjament, precum şi simptomele asociate deranjamentului.

TIPURI DE DERANJAMENTE ÎN CABLURILE METALICE

Natura deranjamentului

Tipuri Simbol Cauze Simtome

1.Deranjamente

legate de starea izolaţiei

Atingere între două fire

Deteriorarea sau înlăturarea izolaţiei firelor

Slăbirea audiţieiDiafonie între cele două perechi

Scurtcircuit între fire

Atingerea dintre firele aceleiaşi perechi

Micşorarea importantă a audiţieiLipsa totală a audiţiei

Joncţionare cu spaţiu între fibre

Joncţionare fără concentricitate

Joncţionare cu secţionare oblică

Joncţionare în unghi (neliniară)

Fig.II.12 JONCŢIONĂRI INCORECTE

Rt

Atingere la pământ

a) Deteriorarea sau înlăturarea izolaţiei

b) Umezirea izolaţiei

Slăbirea audiţieiÎntreruperea comunicaţiei

Comunicaţia poate sau nu fi afectată/Comunicaţie total întreruptă

2.Deranjamente ale conductoarelor

Fir rupt Ruperea unuia sau mai multor conductoare din cablu

Întreruperea totală a comunicaţiei prin perechea cu un conductor rupt

Dezechilibru de rezistenţă

Joncţionare defectă Apariţia diafonieiApariţia zgomotului de circuit

Desperechere a ab bc cd d

Joncţionarea unui fir dintr-o pereche cu unul din altă pereche

Apariţia diafoniei pe ambele perechi

Cuplaj accidental

Joncţionarea defectuoasăSchimbarea geometriei interioare a cablului

Diafonie pe perechile afectate

Un defect de izolament apare dacă rezistenţa de izolaţie scade sub norma admisă (rezistenţa unui fir faţă de pământ / rezistenţa dintre două fire).

Un defect de continuitate este caracterizat de ruperea unui fir, sau de scurtcircuit între două fire.

Un defect de omogenitate este caracterizat de mărirea rezistenţei unui fir (contacte neprofesionale).

Un defect de simetrie este caracterizat de pierderea simetriei firelor unei perechi în raport cu pământul, sau cu firele altor perechi, efectul fiind creşterea diafoniei.

Constatarea deranjamentului se poate face de la caz la caz prin inspectare vizuală, măsurări electrice, sau prin metode de presurizare.

Rt

Teste sem I

Test I M5 Retele de comunicațiiNumele si prenumele …………………………..

Clasa ………….

1. În figura de mai jos este reprezentată schema simplificată a unei reţele telefonice :

Grupaţi elementele componente ale reţelei după zona căreia îi aparţin:

I) Zona de distribuţie: ........................................................................................................................................................................................................................................................

II) Zona de comutaţie: ........................................................................................................................................................................................................................................................

III) Zona de transmisie:

....................................................................................................................................................

....................................................................................................

2. Stabiliţi valoarea de adevăr a următoarelor enunţuri prin bifarea căsuţei A, dacă apreciaţi că enunţul este corect (adevǎrat), respectiv căsuţa F, dacă apreciaţi că enunţul este fals.

a. Terminalele ajută la direcţionarea corectă a mesajelor şi corespund primelor centrale telefonice.

A (adevărat) F (fals)

b. Principalele procedee de multiplicare sunt cu partajare în frecvenţă şi cu partajare în timp.

A (adevărat) F (fals

Accesul

Centrală de COMUTAŢIE

Repartitor de recepţie

Repartitorde transmisie

Concentrator

Cablu de distribuţie

Cablu de transfer

Canale de recepţie

Cablu de transmisie

Canale de emisie

Transferul zonal Transferul la distanţă

Postabonat

Echip. multiplex

de transmisie

3. Completaţi spaţiile libere cu termenii corespunzători.

a. Conectarea unui abonat dintr-un oraş cu un abonaţii din alt oraş, se face prin ...................

interurbană.

b. Mediile de transmisie reprezintă ......... de comunicaţie utilizate şi sunt realizate cu fir sau

fără fir (wireless).

4. Figura de mai jos prezintă schemele unor topologii de reţea.

1.

2.

Caracterizaţi topologiile de reţea răspunzând următoarelor cerinţe:

1. La ce se referă noţiunea de topologie de reţea?

2. Care sunt topologiile specifice structurii de distribuţie?

3. Care este denumirea structurilor reprezentate în figurile a, respectiv b.

4. Care sunt consecinţele alegerii unui anumit tip de topologie?

T

T

T

T

T

T

T

TC

C

C

C

CL

CL

CT

CT

C

C

C

C C

C

CL

CL

CL

Test II M5 Retele de comunicațiiNumele si prenumele …………………………..

Clasa ………….

1. Reprezentaţi schematic conexiunea realizată între două terminale A din oraşul Bucureşti

şi B din oraşul Ploieşti prin intermediul reţelei telefonice.

În realizarea schemei utilizaţi următoarele blocuri:

- terminale telefonice

- centrala telefonică locală

- centrala telefonică de tranzit

- linia telefonică de abonat

- concentratorul de distribuţie

- linie telefonică interurbană

- linie de transmisie

La finalizarea cerinţei veţi argumenta, modul de realizare a schemei respective.

2. Pentru fiecare dintre enunţurile de mai jos încercuiţi litera corespunzătoare variantei

corecte:

1.1. Banda de frecvenţă pentru linia aeriană este:

a. 0….150 KHz

b. 0….60 KHz

c. 0….550 KHz

d. 0….60 MHz

1.2. Debitul canalului digital de bază în reţeaua PSTN este:

a. 32kb/s

b. 64kb/s

c. 128kB/s

d. 256kB/s

1.3. Pentru realizarea circuitului telefonic de frecvenţă vocală se utilizează linii aeriene cu fire

din:

a. cupru dur, bronz, oţel

b. cupru dur, aluminiu, oţel

c. aluminiu, bronz, oţel

d. manganină, bronz,oţel

2. Stabiliţi valoarea de adevăr a următoarelor enunţuri prin bifarea căsuţei A, dacă apreciaţi că enunţul este corect (adevǎrat), respectiv căsuţa F, dacă apreciaţi că enunţul este fals.

a. Atenuarea maximă a unei linii de transmisie în banda vocală (măsurată la 800 Hz), trebuie

să depăşească 10 dB.

A (adevărat) F (fals)

b. Perechile de conductoare ale liniilor metalice de transmisie în banda vocală sunt conectate

în centrala telefonică printr-un transformator de linie.

A (adevărat) F (fals)

3. Completaţi spaţiile libere cu termenii corespunzători.

a. O legătură telefonică se poate realiza prin trei ............ de transmisie

b. În reţeaua PSTN comunicaţia este ........... .