Interfejs linii abonenckiej i funkcje BORSCHT
Tradycyjny telefon analogowy łączy się z cyfrową centralą przez interfejs linii abonenckiej. W polskiej terminologii spotyka się nazwę abonencki zespół liniowy (AZL), a w dokumentacji układów liniowych skrót SLIC oznacza Subscriber Line Interface Circuit. Interfejs realizuje zestaw funkcji znanych pod akronimem BORSCHT.
BORSCHT obejmuje siedem funkcji interfejsu miedzianej linii abonenckiej: zasilanie, ochronę przepięciową, dzwonienie, nadzór, kodowanie, układ hybrydowy oraz testowanie. Każda litera oznacza funkcję interfejsu linii.
W praktycznej karcie liniowej funkcje mogą być podzielone między SLIC, CODEC oraz zewnętrzne układy ochrony i dzwonienia. Niektóre układy SLIC integrują kilka z nich w jednym układzie scalonym.
Funkcje akronimu BORSCHT
Poszczególne funkcje odnoszą się do zasilania, sygnalizacji, konwersji sygnału i diagnostyki linii.
- B
Battery feed (zasilanie)
Funkcja dostarcza zasilanie prądem stałym (DC) do aparatu telefonicznego przez miedzianą parę przewodów. Tradycyjne telefony pobierają energię z centrali, a typowe napięcie baterii linii wynosi -48 V DC. Konkretne wartości zależą od krajowej sieci i układu zasilania.
- O
Overvoltage protection (ochrona przeciwprzepięciowa)
Długie miedziane przewody do abonenta mogą przewodzić impulsy powstałe przy wyładowaniach atmosferycznych, przepięciach oraz kontakcie z liniami energetycznymi. Układy ochronne ograniczają te napięcia i chronią elektronikę centrali oraz interfejsu linii.
- R
Ringing (dzwonienie)
Aby zasygnalizować połączenie przychodzące, centrala podaje na linię sygnał AC o wysokim napięciu i niskiej częstotliwości. Częstym przykładem jest około 75 V RMS przy 25 Hz, choć napięcie, częstotliwość i kadencja zależą od sieci oraz obciążenia linii. Sygnał pobudza dzwonek elektromechaniczny lub elektroniczny sygnalizator telefonu.
- S
Supervision (nadzór)
Funkcja ta monitoruje linię telefoniczną w celu wykrycia jej stanu. Określa, czy telefon jest czy . Przełącznik w aparacie zamyka pętlę po podniesieniu słuchawki. Centrala obserwuje prąd pętli i na tej podstawie rozpoczyna obsługę sygnału zgłoszenia albo połączenia przychodzącego.
- C
Coding (kodowanie)
Funkcja 'Kodowanie' obejmuje konwersję analogowego sygnału mowy do cyfrowego strumienia PCM oraz konwersję odwrotną. Zwykle realizuje ją dedykowany układ zwany .
- H
Hybrid (układ hybrydowy)
Linia abonencka jest obwodem 2-przewodowym, więc sygnały nadawane i odbierane korzystają z tej samej pary przewodów. Wewnętrzny tor centrali jest 4-przewodowy, z oddzielnymi drogami nadawania i odbioru. rozdziela oba kierunki transmisji i ogranicza echo powstające przy niedopasowaniu linii.
- T
Testing (testowanie)
Funkcja udostępnia centrali telefonicznej punkty dostępowe do zdalnego testowania linii abonenckiej. Pozwala technikom diagnozować zwarcia, przerwy w obwodzie i doziemienia bez wizyty u abonenta.
Schemat abonenckiego zespołu liniowego (AZL)
Diagram pokazuje schemat blokowy pakietu wyposażenia abonenckiego (AZLA 1) oraz bloki realizujące funkcje BORSCHT interfejsu SLIC. Przedstawione połączenia pokazują przepływ sygnału między linią abonencką, układem analogowym i cyfrowym interfejsem centrali.
Analiza elementów schematu
Sekcja ochrony i monitorowania
Po lewej stronie diagramu znajduje się blok Test, który umożliwia testowanie linii od strony centrali. Technik może wykryć zwarcia, przerwy w obwodzie i doziemienia bez wizyty u abonenta. Podczas pomiaru linia może chwilowo przejść w stan testowy. Obok umieszczono Prąd dzwonienia, czyli generator sygnału AC o wysokim napięciu. Sygnał około 75 V RMS przy 25 Hz jest jednym z przykładów parametrów dzwonienia.
Zabezpieczenie przed przepięciami
Centralny element schematu to blok "Zabezpieczenie przed przepięciami" z zasilaniem -48 V DC. Blok realizuje funkcje Battery (B) i Overvoltage protection (O) z akronimu BORSCHT. Dostarcza zasilanie DC do aparatu abonenta i ogranicza przepięcia docierające z linii zewnętrznej do elektroniki centrali.
Funkcje supervision i monitoringu
Nadzór w centrum schematu realizuje funkcję Supervision (S), monitorując stan linii i rozpoznając, czy abonent podniósł słuchawkę (off-hook), czy ją odłożył (on-hook). Blok generuje "Informacje o stanie łącza", które są przekazywane do systemu sterowania centrali.
Konwersja analogowo-cyfrowa
Po prawej stronie schematu znajduje się Układ hybrydowy (Hybrid, H), który łączy 2-przewodowy obwód linii abonenckiej z 4-przewodowym torem wewnętrznym centrali. Sygnały są następnie kierowane do KODEKA (Coding, C), który konwertuje analogowy sygnał mowy na cyfrowy strumień PCM i wykonuje konwersję odwrotną.
Filtracja i przetwarzanie sygnału
Między układem hybrydowym a KODEKIEM umieszczone są filtry antyaliasingowe, które ograniczają składowe mogące powodować aliasing podczas próbkowania sygnału analogowego. Są to filtry dolnoprzepustowe, których pasmo obejmuje częstotliwości niższe od granicy Nyquista wyznaczonej przez połowę częstotliwości próbkowania.
Połączenie z polem komutacyjnym
Na prawym końcu schematu cyfrowe sygnały są przekazywane do "Traktu PCM do pola komutacyjnego" oraz Dekodera. Trakt E1 ma przepływność 2,048 Mbit/s i ramkę z 32 szczelinami czasowymi po 8 bitów przy częstotliwości 8 kHz. W systemie PCM-30 szczelina 0 przenosi synchronizację ramki, a szczelina 16 sygnalizację. Pozostałe 30 szczelin przenosi kanały głosowe po 64 kbit/s.
Powtórzony zespół linii abonenckiej
Na dole schematu czerwony blok oznaczony AZLA 8przedstawia kolejny zespół linii abonenckiej, oznaczony numerem 8. Strzałki opisane jako "Z układu sterowania" i "do układu sterowania" wskazują połączenia sterujące tego zespołu. Połączenia "Testowanie" i "Dzwonienie" pokazują, że centrala może sterować tymi funkcjami dla każdego portu.
Znaczenie schematu
Diagram łączy funkcje BORSCHT z blokami ochrony, dzwonienia i testowania, nadzoru, układu hybrydowego, kodeka, filtrów oraz interfejsu PCM. Pokazuje przepływ sygnału od linii abonenckiej przez obróbkę analogową i konwersję do postaci cyfrowej przekazywanej do pola komutacyjnego.