Интерфейсы для передачи голоса

FXS

Интерфейс, используемый для подключения телефонного аппарата. Подает на телефонный аппарат необходимое напряжение (-48V), генерирует звонки и тональные сигналы, воспринимает положение трубки (снята/положена) и набор номера от телефонного аппарата.

FXO

Интерфейс, используемый для эмуляции телефонного аппарата, подключенного к АТС. Использует подаваемое АТС напряжение (-48V), воспринимает звонки и тональные сигналы. Эмулирует положение телефонной трубки (снята/положена) и генерирует набор номера для АТС.

E&M

Интерфейс взаимодействия между АТС. Имеет одну или две дифференциальных пары для передачи голоса и две дополнительных линии для передачи сигналов («занят», «свободен», «жду», «вызываю»). В зависимости от количества пар для голоса и методов передачи сигнализации различают E&M типов I, II, III, V.

E1

Цифровой интерфейс, подразумевающий передачу до 30 голосовых каналов. В отечественной терминологии называется также ИКМ-30. Каждый голосовой канал занимает полосу 64 кбит/с, кроме того используется отдельный канал для синхронизации и отдельный канал для передачи управляющих сигналов. Т.е. всего поток E1 включает 32 канала по 64 кбит/с и имеет скорость 2 Мбит/с. При передаче голоса по E1 может использоваться сигнализация CAS, эмулирующая FXO, E&M или FXS, или сигнализация ISDN PRI. Некоторые типы оборудования позволяют использовать E1 и для передачи данных. В этом случае обычно можно объединить несколько каналов по 64 кбит/с в один виртуальный порт с пропускной способностью Nx64 кбит/с.

 

Интерфейсы для передачи данных

V.24 (RS-232)

Наиболее распространенный интерфейс для взаимодействия устройств передачи данных на низких скоростях. Согласно стандарту, RS-232 обеспечивает скорость до 19200 бит/с при длине соединительного кабеля до 15 метров. В современном оборудовании используется и на более высоких скоростях (при коротких кабелях - до 115.2 кбит/с и даже выше). Стандартный разъем – DB25M для DTE и DB25F для DCE. Часто встречаются другие типы разъемов (например, DB9 в IBM PC).

V.35

Используется для обозначения одного из интерфейсов взаймодействия устройств передачи данных на высоких скоростях (до 2 Мбит/с). Использует дифференциальные пары для сигнальных линий и линий тактирования и недифференциальные – для линий управления (DTR/DSR, RTS/CTS, DCD и т.п.). Стандартного разъема для V.35 не существует, в большинстве случаев используется четырехрядный разъем M34.

V.36 (RS-449)

Как и V.35, используется для обозначения интерфейса взаймодействия устройств передачи данных на высоких скоростях (до 2 Мбит/с). Отличается от V.35 тем, что все линии, включая управляющие – дифференциальные. Наиболее распространенная реализация RS-449 использует двухрядный разъем DB37.

X.21

Еще один интерфейс, предназначенный для работы на высоких скоростях (до 2 Мбит/с). Встречается достаточно редко. Отличается от V.35 и V.36 сокращенным набором сигнальных линий. Все линии – информационные, тактирующие, сигнальные – выполнены как дифференциальные пары. Стандартный разъем – DB15.

V.11

Стандарт, описывающий передачу информации, тактирования и управляющих сигналов через дифференциальные пары (как в V.36 и X.21). Часто используется для обозначения интерфейсов передачи данных с сокращенным набором сигнальных линий или вообще их не использующих. Разъем не специфицирован и зависит от оборудования.

G.703

Описывает передачу потока 2 Мбит/с по двум витым парам с волновым сопротивлением 120 Ом (балансный режим) или двум коаксиальным кабелям с волновым сопротивлением 75 Ом (небалансный режим). G.703 включает способ модуляции сигнала (HDB3) и методы тактирования. Применяется для передачи потока E1 (он же ИКМ-30), используемого для цифровой передачи до 30-ти голосовых каналов или для передачи данных.

Что такое G.703?

G - группа стандартов CCITT относящаяся к телефонным сетям. Наиболее известны:

G.703
стандарт, описывающий электрические характеристики для передачи цифрового потока со скоростью 2Мбит/с в секунду через медную витую пару. Для подключения обычно использует две витых пары с волновым сопротивлением 120 ом (balanced) или два коаксиальных кабеля 75 ом (unbalanced). Дальность - порядка 1.5 км без регенераторов. Модификация G.703.1 описывает то же, но для скорости 64 кбит/с

G.704
описывает фрейминг, т.е. "упаковку" в 2-х мегабитный сигнал G.703 30-ти каналов по 64 кбит/с. В 2048 кбит/с вмещается 32 канала по 64 кбит/с, но два используются как служебные.

G.703 и G.704 вместе дают то, что называется E1 или ИКМ-30 - цифровой тракт для передачи между АТС 30-ти телефонных разговоров по одному проводу. Сейчас активно используется и для передачи данных.

G.711
Импульсно-кодовая модуляция (Pulse Code Modulation) - способ превращения аналогового сигнала в цифровой поток со скоростью 64 кбит/с (оцифровка по определенному алгоритму со скоростью 8 тыс. раз в секунду и разрядностью 8 бит). Обеспечивает неискаженную передачу сигнала в полосе человеческого голоса (до 4 кГц) с отношением сигнал/шум 40 дб

G.722
Адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция (ADPCM). Передает не абсолютные значения при каждом отсчете, а их приращение относительно предыдущего. Позволяет снизить требуемую для передачи голоса скорость с 64 кбит/с до 24-48 кбит/с (в зависимости от того, насколько точно передается приращение). Приводит к снижению отношения сигнал/шум и менее точному воспрозведению оригинального сигнала. На слух это может быть незаметно, а вот модемы и факсы могут не работать.

G.729
Алгоритм "сжатия голоса" (уменьшения нужной для передачи голоса скорости), работающий на принципе кодирования. Т.е. вместо оцифрованного голоса передаются номера выборок из хранящейся в памяти "кодовой книги", где описаны типичные элементы человеческого голоса. Называется ACELP - Algebraic Code Excided Linear Prediction. Позволяет передавать голос через канал со скоростью 8 или 16 кбит/с. Работа факса или модема через такой канал, естественно, невозможна, поскольку их "жужжание" и "шипение" ничего общего с голосом не имеет.

 

Краткое описание интерфейса E&M

Интерфейс E&M (Ear&Mouth или Earth&Magnet) используется для передачи аналоговых сигналов между городской и учрежденческой АТС. В качестве городской АТС могут использоваться, в частности, маршрутизаторы Cisco. Существует 5 типов этого интерфейса и две его разновидности (2-проводная и 4-проводная). Количество проводов, используемое для соединения АТС колеблется от четырех до шести.

Назначение проводов интерфейса E&M:

• E ("Ear"(Ухо) или "Earth"(Земля)) - сигнальный провод из соединительной линии в сторону абонента.
• M ("Mouth"(Хрот) или "Magnet"(Магнит)) - сигнальный провод со стороны абонента к соединительной линии АТС.
• SG ("Signal Ground") - используется в некоторых типах интерфейса E&M; иногда земля, иногда нет.
• SB ("Signal Battery") - используется в некоторых типах интерфейса E&M; иногда -48 V, иногда земля, иногда не используется вовсе.
• T/R ("Tip/Ring") - используется только в 4-проводной схеме, T/R передает информацию со стороны абонента в сторону соединительной линии АТС. Не используется в 2-проводном режиме.
• T1/R1 ("Tip-1/Ring-1") - используется в 4-проводной схеме для передачи аудио информации от соединительной линии АТС к абоненту. При 2-проводной схеме по ней передается аудио информация, как со стороны абонента, так и к нему.

Тип первый

Не обеспечивает изоляцию между оборудованием, может производить шум в шлейфах, или быть восприимчивым к электрическим переходным процессам. Используется 6 проводов.

Наиболее известный интерфейс для Северной Америки.

Тип второй

Обеспечивает наибольшую земляную изоляцию. Использует все 8 проводов.

Обычно используется для связи линий Centrex и учрежденческих АТС Nortel.

Тип третий

Обеспечивает изоляцию земли. Использует все 8 проводов.

Используется в декадно-шаговых АТС.

Тип четвертый

Тип пятый

Наиболее прост в установке. Не обеспечивает земляную изоляцию. Используется 6 проводов.

Немедленная передача сигналов

Это основной протокол. При занятие оборудование происходит некоторое ожидание, примерно 200 мс, затем происходит набор номера, не ожидая подтверждения.

Wink (подтверждение) передача сигналов

Это наиболее используемый протокол. При занятии оборудования ожидается ответ "станции", затем происходит набор номера. Этот протокол был разработан, чтобы не было возможности одновременно занимать одно и тоже оборудование.

Задержка набора номера

При занятии оборудования происходит ожидание 200 мс, так как иногда происходит задержка в подаче сигнала "ответ станции".

Приложение

1. В качестве разъема используется RJ45 либо RJ48S. 

Назначение проводов смотри в таблице.

		2-проводный режим, тип				4-проводный режим, тип
N	Провод	1	2	3	5	1	2	3	5
1	SB	-	SB	SB	-	-	SB	SB	-
2	M-lead	M	M	M	M	M	M	M	M
3	R	-	-	-	-	R	R	R	R
4	R или R1	R	R	R	R	R1	R1	R1	R1
5	T или T1	T	T	T	T	T1	T1	T1	T1
6	T	-	-	-	-	T	T	T	T
7	E-lead	E	E	E	E	E	E	E	E
8	SG	-	SG	SG	-	-	SG	SG	-

2. Для связи УПАТС Panasonic EMSS 336 с городской АТС, либо с маршрутизатором Cisco, используется пятый тип интерфейса E&M (а). Для связи указанной АТС с себе подобной используется (б).

Рис. а

Рис. б

3. Подробнее об интерфейсе E&M смотри ANSI T1.409 1996

Telecordia TR-NWT-000057, EIA 464-1. Его полное название: "Telecommunications-Network to Customer Installation Interfaces - Analog Voicegrade Special Access Lines Using E&M Signaling."

4. Некоторые характеристики интерфейса E&M применительно к станции Panasonic EMSS 336: используется только тип 5, 2-х или 4-проводный режимы, максимальная дистанция 9,6 км, уровень на передачу/прием -3дБ (2-проводка), -3 дБ (обычно) (4-проводка) (уровни могут изменяться программным способом: -6 дБ, -3дБ, 0 дБ, +3 дБ), набор импульсный, либо DTMF, напряжение -48 V.