Функциональные возможности беспроводных телефонов

Современные беспроводные телефоны строятся на элементной базе повышенной степени интеграции с использованием многофункциональных микросхем и микропроцессоров. Поэтому существенно снизились размеры, вес и энергопотребление БПТ, повысилась их надежность, увеличилась функциональная насыщенность. Применение новых типов аккумуляторов повышенной емкости и более совершенной элементной базы позволило увеличить время работы НМТ без подзарядки аккумуляторов до нескольких суток в режиме ожидания звонка и до нескольких часов в режиме разговора.

Радиус действия современных БПТ в условиях прямой видимости увеличился до нескольких километров. Благодаря применению различных систем шумоподавления и повышенной чувствительности приемника, улучшилось качество звука, повысилась помехоустойчивость. Современный БПТ сканирует все предоставленные ему каналы связи и автоматически настраивается на свободный канал с меньшим уровнем помех. Если при разговоре появились помехи – нажатие одной кнопки и БПТ автоматически перестраивается на канал с лучшей слышимостью.

1. ID-коды идентификации. Все НМТ обладают персональными ID-кодами. Каждый СБ принимает сигналы только от своей НМТ. Применение в БПТ МП позволило решить проблему защиты от несанкционированного доступа к телефонной линии. Когда трубка кладется на стационарный блок, они вместе выбирают один из многих ID-кодов, и в дальнейшем связь возможна только между носителями одного пароля. Число телефонных ID-кодов от нескольких десятков тысяч до нескольких миллионов.

2. Шифровка разговора. В некоторых моделях БПТ при передаче радиосигналов между НМТ и СБ происходит их шифровка. Недостатком такой системы кодирования является существенное ухудшение качества связи, тем более полностью гарантировать конфиденциальность переговоров такая система не может. На основной сигнал накладывается шум, который потом отфильтровывается в СБ.

3. Пейджинг (Paqe). Функция поиска НМТ с помощью СБ. Во многих БПТ имеется встроенная система пейджинга, которая может быть односторонней или двухсторонней. Можно вызвать трубку с СБ – она начнет выдавать звуковой сигнал и наоборот.

4. Интерком. Функция внутренней связи позволяет использовать НМТ и СБ для двухсторонней внутренней связи: можно с базы разговаривать с обладателем переносной трубки и наоборот, при этом внешняя телефонная линия свободна. Можно ответить на звонок, внутренняя связь при этом разрывается.

5. Спикерфон. Функция "спикерфон" – громкоговорящая связь с линией через стационарный блок с использованием встроенных в аппарат микрофона и динамика. С абонентом могут говорить все присутствующие в комнате и все слышать его голос. Включив "спикерфон", можно набирать номер не снимая телефонной трубки.

6. Переадресовка разговора, режим конференции. Эта функция позволяет перевести текущий разговор с НМТ на СБ (при наличии режима громкоговорящей связи) или наоборот. При использования СБ с несколькими телефонными трубками (до 4-х) можно перевести звонок с одной трубки на другую. Для такого БПТ возможен режим конференции между всеми компонентами системы плюс внешний абонент.

7. Некоторые БПТ имеют два наборных поля: на СБ и на НМТ. Это позволяет звонить при отсутствии переносной трубки.

              

 

 

УСТРОЙСТВО МОДЕМОВ

Общие сведения о модемах.

В мире используется свыше двухсот миллионов компьютеров и наиболее удобный способ связи между ними стал возможен благодаря модему. Он позволяет передавать информацию от одного компьютера к другому в закодированном виде через телефонную линию или по радиоканалу. Телефонные аналоговые каналы, разработанные специально для передачи голоса, не очень эффективны для передачи данных, но их преимущество заключается в широкой распространенности и в доступности. Существуют и полностью цифровые телефонные сети по стандарту ISDN, которые позволяют качественно передавать одновременно и оцифрованный голос, и данные, но они пока мало распространены и их услуги очень дороги.

Слово «модем» – сокращение двух терминов МОДулятор и ДЕМодулятор. Модем используется для преобразования цифрового информационного сигнала в аналоговый (модуляция) для передачи по аналоговым линиям связи и обратного преобразования (демодуляция).

Основные этапы работы модема. Компьютер выдает в коммутационный порт цифровую информацию (двоичный код). Модем принимает данные, поступающие от компьютера, разделяет их на команды и информацию, которую необходимо передать в телефонную линию. Затем полученные команды выполняются, что определяет дальнейшие особенности передачи данных. Данные преобразуются в аналоговый сигнал модулятором модема. Этот сигнал можно слышать через встроенный громкоговоритель модема как непрерывный шум. Модем передает сигнал, используя сложную амплитудную и фазовую модуляцию несущей частоты. Другой модем, находящийся на противоположном конце линии принимает полученный сигнал и превращает его снова в цифровой код. После этого модем посылает двоичную информацию в принимающий компьютер. На практике оба компьютера могут одновременно и передавать и принимать информацию, потому что они используют соглашения о частотах, различных для входных и выходных сигналов. При работе модем входит в соединение с другим модемом по схеме точка-точка. Это означает, что никакой третий модем не может "вклинится в разговор".

Важнейшая характеристика модемной передачи - битовая скорость (скорость в линии). Это скорость потока данных из передающего модема в телефонную линию, которая определяется используемым методом модуляции. Битовая скорость передачи измеряется в бит/ с. Эффективная скорость передачи данных может быть как ниже битовой (за счет наличия служебных битов, повторов при коррекции ошибок), так и выше (за счет сжатия). Практический предел скорости передачи данных по стандартному телефонному каналу равен примерно 32 кбит/ с.

За счет специальных методов упаковки данных эффективную скорость передачи данных можно еще поднять, но не намного. Дело даже не в том, что большинство АТС являются не цифровыми, а аналоговыми - хуже то, что вся разводка до конечных аппаратов у нас выполнена "лапшой", а не витыми проводами. Кроме того стоимость цифровых каналов связи значительно больше аналоговых. Поэтому модемы всегда останутся как недорогое решение проблемы осуществления связи между компьютерами.

Абоненты ТФОП используют для телефонной связи коммутируемую линию, т.е. линию, составленную из коммутируемых каналов. Коммутируемые каналы предоставляются потребителям на все время соединения по их требованию (звонку). После окончания передачи каналы разъединяются, линия распадается и каналы снова свободны для новой коммутации. Качество коммутируемой линии, соединяющей двух абонентов, может быть различно в разные моменты в зависимости от используемых каналов и коммутационного оборудования АТС.

Выделенная линия постоянно соединяет два терминала. Чаще всего она арендуется у телефонной компании. Линия имеет стабильные параметры, так как физически она всегда одна и та же. Поэтому модемы можно оптимально настроить на выделенную линию и использовать более скоростные модемы.

Устройство модема

Нет промышленных стандартов на конструктивное исполнение модемов. Не унифицированы модемные комплектующие т.е. специальные микросхемы, реализующие основные модемные функции. Поэтому существуют различные варианты исполнения модемов. В одном из вариантов исполнения модем состоит из адаптеров портов канального и компьютер-модемного (DTE-DCE) интерфейсов; универсального (PU), сигнального (DSP) и модемного процессоров; постоянного (ПЗУ, ROM), постоянного энергозависимого перепрограммируемого (ППЗУ, ERPROM), оперативного (ОЗУ, RAM) запоминающих устройств и схемы индикаторов состояния модема.

 

      

                                                                                                                                   

                              

                               

                               

                                   

                           

                           

                

            

                              

     

                  

           

Рис. Структурная схема модема

Порт интерфейса DTE- DCE обеспечивает взаимодействие с компьютером. Если модем внутренний можно применять интерфейс внутренней шины компьютера ISA. Порт канального интерфейса обеспечивает согласование электрических параметров сигналов с используемым каналом связи. Канал может быть как аналоговым, так и цифровым. Универсальный процессор выполняет функции управления взаимодействием с компьютером и схемами индикации состояния модема. Он выполняет посылаемые компьютером команды и управляет режимами работы остальных составных частей модема, а также может реализовывать операции компрессии (декомпрессии) передаваемых данных. Интеллектуальные возможности модема определяются в основном типом используемого процессора (PU) и микропрограммой управления модемом, хранящейся в ПЗУ (ROM). Путем замены или перепрограммирования ПЗУ (ROM) можно существенно улучшить свойства модема, т.е. произвести его модернизацию. Модернизация обеспечит поддержку новых протоколов или сервисных функций модема. Для облегчения модернизации сейчас применяются микросхемы флэш-памяти вместо ПЗУ.

Схема ERPROM (ППЗУ) позволяет сохранять установки модема на время его выключения. Память RAM (ОЗУ) используется для временного хранения данных и выполнения промежуточных вычислений, производимых как универсальным, так и цифровым сигнальным процессорами.

Сигнальный процессор реализует основные функции протоколов модуляции (кодирование, скремблирование и др.).

Операция модуляции/демодуляции выполняется специализированным модемным процессором.

Блок-схема синхронного модема

Большинство современных модемов для телефонных каналов ТФОП обеспечивает синхронную передачу данных по каналу. При асинхронной передаче используется 10 бит на байт (8 информационных + 1 стартовый + 1 стоповый), в то время как при синхронной – 8, что делает синхронную передачу быстрее асинхронной на 20 %.

Рассмотрим блок-схему синхронного модема. Синхронный модем содержит передатчик, приемник, компенсатор электрического эха, схему управления и источник питания. Схема управления выполняется на микропроцессоре универсального назначения (PU). Она предназначена для интеллектуального интерфейса с компьютером и управления работой приемника, передатчика и эхо-компенсатора. Эхо-компенсатор предназначен для ослабления влияния помехи в виде электрического эха (собственно отраженного сигнала) при приеме сигнала от удаленного модема.

 

                                                                                                     

                

                      

            

                          

                 

                     

            Рис. Блок-схема синхронного модема

 

Блок-схема передатчика синхронного модема

Передаваемые компьютером данные поступают в передатчик модема, который выполняет операции скремблирования, относительного кодирования, синхронизации и иногда вносит предискажения, частично компенсирующие нелинейность амплитудной и фазочастотной характеристик используемого телефонного канала.

                                        

                           

                       

               

         

                 

  

   

                      

                             

             

             

                         

                        

                     Рис. Блок-схема передатчика синхронного модема

 

Схема синхронизации передатчика получает сигнал опорной частоты от внутреннего генератора или получает его от компьютера через интерфейс RS-232. В последнем случае модем должен поддерживать синхронный режим работы не только с удаленным модемом, но и по интерфейсу компьютер-модем. Скремблер предназначен для придания свойств случайности передаваемой последовательности данных для обеспечения выделения тактовой частоты приемником удаленного модема. Рассмотрим такое понятие, как скремблирование. Двоичный сигнал на входе модема имеет произвольную статистическую структуру. Однако при синхронном способе передачи передаваемая последовательность должна соответствовать следующим требованиям:

1. частота смены символов (1 и 0) должна обеспечивать надежное выделение тактовой частоты непосредственно из принимаемого сигнала;

2. спектральная плотность мощности передаваемого сигнала должна быть, по возможности постоянной и сосредоточенной в заданной области частот с целью снижения взаимного влияния каналов.

Эти требования должны выполняться независимо от структуры передаваемого сообщения. Поэтому в синхронных модемах исходная последовательность двоичных посылок подвергается определенной обработке. В результате статистика нулей и единиц приближается к случайной. Таким образом, скремблирование – это обратимое преобразование структуры цифрового потока без изменения скорости передачи обеспечивающее свойства случайной последовательности. Скремблирование производится на передающей стороне с помощью скремблера, реализующего логическую операцию суммирования по модулю два исходного и псевдослучайного двоичных сигналов. Относительный кодер при использовании сигналов с фазовой модуляцией применяет кодирование, которое позволяет решить проблему неоднозначности фазы, восстановленной на приеме несущей. Эквалайзер компенсирует нелинейные искажения, вносимые каналом передачи. Модулятор осуществляет перенос кодированного сигнала на несущую частоту.