خانه / دانش / الکترونیک / مشخصات خط تلفن شهری

مشخصات خط تلفن شهری

هر خط تلفن از یک زوج سیم مسی تشکیل شده است. گاه این زوج توسط کابلی سه سیمه به منزل شما میرسد که سیم فولادی ضخیم ، تنها نقش استحکام کابل را برعهده دارد . در اصطلاح این دوسیم را سیمهای A و B یا Tip و Ring می نامند که نامگذاری دوم به تاریخچه اختراع تلفن بازمیگردد. در حالت عادی که خط مشغول نیست (وضعیت On Hook) ، یک ولتاژ دی سی بین دوسیم وجود دارد و هیچ جریانی از خط نمیگذرد ( یا جریانی با مقدار حداکثر 5 میکروآمپر میگذرد). این ولتاژ به طور کلی در حدود 48 ولت است و بسته به عواملی از جمله استاندارد محلی مرکز مخابرات، تغییر میکند . برای مطمئن شدن از وصل بودن خطوط میتوانید این ولتاژ را با یک مولتی متر از پریز تلفن یا ترمینالها اندازه بگیرید.
AA009679

در یک مرکز مخابراتی محلی (LEC) منابع تغذیه دی سی که معمولا از نوع سوئیچینگ هستند ، ولتاژ DC لازم را از برق AC فراهم میکنند. ولتاژ DC تنظیمی، روی 50 ولت یا بیشتر قرار میگیرد . تعدادی باتری بزرگ ( برای مثال 24 باتری 2 ولت سری، جمعا معادل 48 ولت) نیز بصورت شناور در مدار هستند که در هنگام قطع برق وارد مدار میشوند و از قطع شدن شبکه تلفن جلوگیری میکنند .

با بالا رفتن بار خط در ساعات پرترافیک شبانه روز یا هفته، جریان مصرفی بالا میرود و در نتیجه از ولتاژ منابع تغذیه کاسته میشود. برای مثال در یک مرکز مخابرات محلی 40000 شماره ای ممکن است 600 آمپر جریان از منبع تغذیه کشیده شود. به محض برقراری ارتباط میان دو نفر، ولتاژ خط از 48 ولت به 8 ولت کاهش می یابد و جریانی در حدود 20 میلی آمپر از خط میگذرد. در حقیقت ولتاژ حالت تماس هنگامی که خط اشغال میشود، به طور کلی بین 6 تا 15 ولت است. جریانی که در حالت تماس از خط کشیده میشود، در محدوده 10 تا 65 میلی آمپر و مقاومت DC دستگاه تلفن بین 200 تا 300 اهم است.

هنگامی که گوشی گذاشته شده است، ( وضعیت On Hook) ولتاژ 48- ولت خط را تغذیه میکند. دلیل استفاده از ولتاژ منفی در مقابل ولتاژ مثبت به مسائل الکتروشیمیایی برمیگردد. هنگامی که سطح ولتاژ سیم نسبت به زمین منفی است، واکنشهای شیمیایی کمتر باعث خوردگی سیمها میشوند. اندازه این ولتاژ نیز در بعضی کشورها متفاوت است. این کشورها از ولتاژهای دیگری در محدوده 36 ولت تا 60 ولت استفاده میکنند. در هر حال این ولتاژ با مشغول شدن خط و شارش جریان افت پیدا میکند. به محض وقوع این رخداد، ولتاژ Ring از 48- به 28- ولت و ولتاژ Tip از 0 به 20- ولت خواهد رسید و این به این معناست که ولتاژ خط به 8 ولت دی سی کاهش یافته است.

در این حالت ، سیگنال صوتی با باند فرکانسی صوتی میتواند روی خط قرار بگیرد. پهنای باند خطوط انتقال تلفن شهری در حدود 3 تا 3.4KHZ است که در مقایسه با پهنای باند صدای انسان به وضوح کمتر است. اما از آنجا که اغلب فرکانسهای صدای انسان در محدوده 300HZ تا 4KHZ متمرکز شده اند، بیشتر فرکانسهای صوتی انتقال می یابند و تن صدای افراد تغییر چندانی نمیکند. با این حال، صداهای زیر دارای فرکانس بالاتر، نسبت به صداهای بم تغییر بیشتری می کنند. هر گونه اطلاعات دیگری نیز که بخواهد از طرف مبدا یا مقصد، روی خط قرار بگیرد، به صورت فرکانسهای صوتی انتقال می یابد. برای مثا، اگر عددی در حین صحبت کردن دو فرد فشار داده شود، این عدد به صورت فرکانس مورد نظر در می آید و مانند صوت و بدون هیچ تداخلی روی خط قرار می گیرد.
فرکانس بوق آزاد ، بوق اشغال و بوق انتظار کمی با هم متفاوتند ، ولی معمولا در حدود 400 تا 425Hz در نظر گرفته میشوند.
سیگنال زنگ ( Ringing Signal) هم یک سیگنال AC با ولتاژ محلی 90Vrms است که حدودا برابر 110 ولت AC میباشد . ممکن است در حالت عادی این اعداد را از یاد ببرید ولی اگر یکی از سیمهای خط در دست شما باشد و فردی به طور اتفاقی تماس بگیرد، دیگر هرگز این ولتاژ را فراموش نخواهید کرد!
در کشورهای مختلف ، این ولتاژ بین 40 تا 150Vac متغیر است. این سیگنال در ایران، بسته به سوییچ استفاده شده در مرکز مخابرات، بین 70 تا 110Vac است. این سیگنال روی ولتاژ DC خط سوار می شود و با نوسان خود زنگ تلفن را به صدا در می آورد. فرکانس سیگنال زنگ بین 20 تا 40 هرتز است که تناوب آن حدود یک ثانیه ممتد و چهار ثانیه قطع میباشد. شایان ذکر است که تمامی مقادیر گفته شده، تقریبی هستند و در استانداردهای گوناگون، متفاوتند. برای مثال فرکانس زنگ در کشور انگلستان 25Hz است و با تناوب 4 ثانیه ممتد و 2 ثانیه قطع به صدا در می آید.
در پایان باید گفت که هر مرکز تلفن محلی، محدوده ای دارد که معمولا حد بالای آن 4 کیلومتر است. از آنجا که رشته سیمهای مسی خطوط تلفن شهری ( سیم شماره 0.22AWG) دارای مقاومت متوسطی در حد 50 اهم در هر 1000 متر می باشد، با افزایش طولشان باعث کاهش جریان مصرف کننده می شوند. این در حالی است که مسئله مهم، جریان مصرف کننده در انتهای خط است. اگر این جریان به کمتر از 8mA کاهش یابد، ارتباط تلفنی ناممکن خواهد شد.

نحوه شماره گیری 
شماره گیری از روی گوشیها به دو روش تن (Tone) و پالس (Pulse) انجام میشود.
در روش پالس، باگرفتن هر شماره، تعدادی پالس متناسب با شماره گرفته شده روی خط فرستاده می شوند. هر پالس 100ms طول میکشد. ابتدا خط به مدت 40ms در ولتاژ قطع (48V) و سپس به مدت 60ms در حالت مشغول (8V) قرار می گیرد. برای گرفتن هرشماره به همان تعداد پالس نیاز است، البته غیر از صفر که باید ده پالس برای شناساندن آن به مرکز فرستاده شود و این کار یک ثانیه به طول می انجامد  برای گرفتن دو شماره پشت سرهم باید حداقل فاصله ای برابر با 200ms بین دوعدد ایجاد شود. به همین علت است که با قطع و وصل کردن قلاب تلفن در تناوبهای 100ms میتوان عمل شماره گیری را انجام داد.
در سیستم شماره گیری تن ، به جای ایجاد پالس، فرکانسهای کاملا مشخصی تولید و در خط تلفن جاری می شوند. این صداها رو تن های شماره گیری می نامند. از آنجا که هرفرکانسی که روی خط قرار میگیرد در حقیقت ترکیبی از دوفرکانس سطر و ستون صفحه کلید گوشی است ، این روش، شماره گیری با دو تن چند فرکانسی (DTMF) نام گرفته است . با استفاده از 7 فرکانس بصورت سطری و ستونی میتوانیم 12 کد تولید کنیم که شامل 10 عدد و دو کلید * و # است . در روش تن، ارسال و تفسیر هر شماره ، به علاوه فاصله لازم بین دو رقم، به حداکثر 100ms زمان احتیاج دارد.