(fig.2):

Fig. 1 . Sisteme închise de comunica

(fig.1):

1.1. ASPECTE GENERALE

ASPECTE GENERALE PRIVIND TELEFONIA MOBILĂ ŞI TELEFONIA FIXĂ

Sistemele de comunicaţii mobile sunt sisteme care permit realizarea de legături de

comunicaţie între terminale mobile şi terminale care pot să fie fixe sau mobile.

O primă clasificare pentru aceste sisteme se poate face în:

• Sisteme închise

Staţia de

bază

Staţie mobilă

Staţie mobilă

ţii mobile

Sistemele închise de comunicaţii mobile asigură comunicaţia numai în cadrul

sistemului. Ele cuprind de regulă o staţie de bază (sau mai multe) şi mai multe staţii mobile.

Comunicaţiile au loc între o staţie mobilă şi staţia de bază sau între două staţii mobile.

Comunicaţia între două staţii mobile poate avea loc direct dar cel mai adesea se realizează

prin intermediul staţiei de bază.

• Sistemele deschise

Acestea permit realizarea de legături ale corespondenţilor mobili atât în interiorul

sistemului cât şi cu corespondenţii care sunt conectaţi la alte sisteme de comunicaţie.

Situaţia cea mai des întâlnită este aceea în care sistemele deschise de comunicaţii

mobile sunt conectate la reţeaua telefonică publică, comutată, permiţând astfel abonaţilor

reţelei telefonice fixe să realizeze legături cu corespondenţi din sistemul de comunicaţii

mobile. În cazul reţelelor moderne, se admite legarea reţelelor mobile şi cu reţelele de

. 2 . Sisteme deschise de comunica

transmisiuni de date sau cu reţele de comunicaţii sau cu reţele de comunicaţie cu altă

destinaţie.

Staţie

mobilă

Staţie de bază

Sistem de comunicare

corespondent

Interfaţa

Fig ţii mobile51

Legătura radio se poate realiza:

• folosind un singur canal radio (în sistem simplex);

• folosind două canale radio (în sistenm duplex);

• în sistem semiduplex, folosind acelaşi canal radio pentru ambele sensuri de comunicaţie.

În funcţie de varianta aleasă sistemul poate utiliza una sau mai multe frecvenţe

(perechi de frecvenţe).

În sistemele de radiotelefonie, ca şi în alte sisteme de radiocomunicaţii, spectrul de

frecvenţe aflat la dispoziţia utilizatorului este limitat. În consecinţă pentru a satisface cererea

mereu crescândă de căi de comunicaţie s-a apelat la reutilizarea frecvenţelor.

Principiul reutilizării frecvenţelor nu este nou, el este de multă vreme folosit în

acoperirea unor teritorii cu programe de radiodifuziune şi televiziune sau în radiotelefonia

clasică şi, mai recent , în sistemele de radiotelefonie dedicată.

Ideea care stă la baza reutilizării frecvenţelor constă în folosirea unui canal de

comunicaţie în zone geografice relativ depărtate una de alta astfel încât să se evite

perturbaţiile reciproce. S-a constatat că acest concept poate fi mult extins în funcţie de

echipamentele de comunicaţie şi de gama de frecvenţe de lucru. S-a introdus un nou concept :

împărţierea unui teritoriu în celule.

Unul din criteriile de calitate care stă la baza activităţii de proiectare a sistemelor

celulare constă în menţinerea perturbaţiilor care apar între echipamentele care folosesc acelaşi

canal radio sub anumite limite.

O clasificare a sistemelor de comunicaţii mobile se bazează pe modul în care are loc

reutilizarea frecvenţelor şi anume:

Fig. 3 . Schema bloc pentru re

1.2. CARACTERISTICILE

• sisteme celulare;

• sisteme necelulare.

Dintre sistemele de radiocomunicaţii mobile cele mai cunoscute sunt:

- Sistemele de telefonie fără cordon (cordless) - o prelungire prin canale radio a

cablului telefonic. Raza de acţiune tipică este de 200 m;

- Sistemele de radiotelefonie cu canale atribuite pe utilizatori - sunt sisteme care pot

lucra cu sau fără dispecer, închise sau, mai rar, deschise;

- Sistemele de radiotelefonie mobilă celulară - sunt sisteme deschise, destinate

publicului larg.

Aceste sisteme asigură o utilizare optimă a canalelor radio pentru realizarea unui

număr mare de legături de comunicaţie. Principiul de bază al radiotelefoniei celulare îl

reprezintă utilizarea repetată, în conformitate cu o serie de reguli stabilite, a canalelor radio pe

teritoriul pe care se dezvoltă serviciul respectiv.

Sistemele de radio apel unilateral (radiopaging) permit transmiterea unor mesaje din anumite

puncte a reţelei, către abonaţii mobili.

ŞI EVOLUŢIA SISTEMELOR DE COMUNICAŢIE CELULARE

O schemă bloc foarte generală care pune în evidenţă principalele componente al

reţelelor de comunicaţie celulară este dată

SM

SM

SB SB

CSB

CTX

RSM2 RSM1

Centrala telefonică terestră

ţele celulare de comunicaţie

Funcţiunile principalelor blocuri funcţionale sunt:

• SB – staţia de bază care asigură legătura radio cu staţiile mobile;

• CSB – controlul staţiilor de bază este echipamentul care asigură legătura radio cu

centrul de comutaţie şi care intervine de exemplu în procesul de transferare a

legăturii radio de la o staţie de bază la alta atunci când staţia mobilă se

deplasează. Acesta nu există decât în anumite sisteme celulare. La altele,

funcţiunile sale, sunt îndeplinite de către centrul de comutaţie;

• CXT – centrul de comutaţie este o centrală telefonică prin care se asigură legătura

între reţeaua telefonică mobilă şi reţeaua telefonică, terestră, publică

comutată;

• RSM – registrele staţiilor mobile, reprezintă de fapt nişte baze de date utilizate

pentru a identifica echipamentele participante la trafic, pentru localizare,

taxare. Structura şi poziţia în reţea a acestor registre diferă mult de la un

sistem de telefonie celulară la altul;

• SM – Staţia mobilă este echipamentul de abonat care poate fi portabil sau montat pe

un mijloc de transport.

În evoluţia sistemelor de radiotelefonie celulară se remarcă existenţa a trei generaţii:

1. Generaţia analogică - la care se foloseşte procedeul de acces multiplu prin diviziune

în frecvenţă, FDEMA (Frequency Diviyion Multiple Acces). Primele concepte cu

privire la aceste sisteme au apărut în 1940 în SUA, ajungându-se la maturitate prin

anii 1970. Sistemul NMT, în funcţiune în prezent şi în România utilizează de

asemenea procedeul FDMA;

2. Generaţia numerică - la care se foloseşte procedeul de acces multiplu prin diviziune

în timp, TDMA (Time Division Multiple Access). Dezvoltarea sistemelor din

această generaţie a fost stimulată de apariţia şi extinderea sistemelor de telefonie

integrate ISDN (telefon, fax, video, transfer de date) precum şi de dezvoltarea

tehnicilor numerice de prelucrare şi transmitere a semnalului. Din această categorie

se pot menţiona sistemele IS – 54 în SUA, GSM (Global Sistem for Mobile) în

Europa;

3. Generaţia numerică - la care se foloseşte procedeul de acces multiplu prin diviziune

în cod , CDMA (Code Division Multiple Access). Aceste sisteme au rezultat în urma

cercetărilor în domeniul comunicaţiilor cu spectru împrăştiat (Spread Spectrum).

Prin dezvoltarea sistemelor celulare de comunicaţie s-au obţinut o serie de facilităţi

foarte interesante atât din punct de vedere al utilizatorului ca şi din punct de vedere al celui ce

implementează astfel de sisteme, cum ar fi:

- posibilitatea de localizare a abonatului pe întrg teritoriul acoperit de reţeaua celulară;

1.3. NO

- menţinerea legăturii de comunicaţie în timpul deplasării abonatului mobil în zona

controlată de sistem, legătura mentinându-se prin schimbarea reţelei radio de bază prin

care se realizează comunicaţia;

- controlul automat al calităţii legăturii radio;

- asigurarea unui sistem de semnalizare eficient;

- realizarea accesului dinspre şi către reţeaua telefonică publică comutată din orice

punct al teritoriului acoperit de reţea (cu excepţia unor zone radio puternic perturbate).

ŢIUNI ŞI PROCEDEE DE BAZĂ ÎN COMUNICAŢIILE CELULARE

Având în vedere extinderea sistemelor de radiotelefonie celulară, ca şi tendinţa de

utilizare a principiilor acestor sisteme şi la alte sisteme de comunicaţie, în continuare se vor

aprofunda o serie de noţiuni comune reţelelor de comunicaţii celulare:

• La baza sistemelor de comunicaţie celulare stă principiul reutilizării frecvenţelor

(canalelor de comunicaţie radio) în vederea satisfacerii unui număr cât mai mare de

legături radiotelefonice cu numărul limitat de canale radio aflate la dispoziţie. Un

canal radio poate fi reutilizat dacă echipamentele sunt proiectate şi dispuse în teren

astfel încât să se evite perturbaţiile de indiferenţă între staţiile ce folosesc acest canal.

(Interfaţa cu acelaşi canal = interfaţa co-canal CI – Co – Channel Interference);

• Pentru a reliza acest deziderat teritoriul care urmează a fi acoperit cu legături de

comunicaţie este împărţit în celule, adică în zone de teren acoperite din punct de

vedere radio de către o staţie de bază. Pentru realizarea legăturilor de comunicaţie ,

în fiecare celulă se utilizează un anumit număr de canale radio (un set de canale

radio). Celulele vecine folosesc seturi diferite. După un număr de celule care se

determină prin analiza perturbaţiilor CI care pot apărea, setul de canale se va

reutiliza;

Prin reutilizarea frecvenţelor într-o suprafaţă dată în sistemele de telefonie

celulară se pot realiza simultan un număr de convorbiri cu mult mai mare decât

numărul de canale alocat.

• Locul în care se dispune echipamentul radiostaţionar în cadrul unei celule este numit

amplasament. Într-o celulă pot exista unul sau mai multe amplasamente în funcţie de

caracteristica antenelor de emisie şi în general, în funcţie de concepţia aleasă pentru

o acoperire cât mai uniformă a suprafeţei cu semnal radio.

În principiu nu se mai impune ca amplasamentele să realizeze o reţea

regulată şi nici ca celulele să aibă o anumită formă. Se porneşte de la ipoteza că toate

celulele au aceeaşi formă;

• Perturbaţii datorate interferenţei cu acelaşi canal (dintre celule care folosesc acelaşi

set de frecvenţe cu celula avută în vedere)

- Perturbaţii datorate interferenţei cu un canal adiacent din spectrul de

frecvenţe;

- Perturbaţii datorate intermodulaţiilor de ordinul trei.

• Zona de recepţie (Cluster) reprezintă grupul maxim de celule care utilizează canale

diferite, numărul acestor celule este notat cu N.

Intensitatea interferenţelor cu acelaşi canal (CI) determină numărul N. În cazul

sistemului GSM, N=9. La sistemele digitale american şi japonez canalele au benzi

ocupate mai înguste, deci au un număr de canale mai mare, aceasta ducând la o

sensibilitate mai mare la interferenţe. De aceea aceste sisteme folosesc N=21.

Capacitatea de trafic creşte dacă dimensiunile zonei de repetiţie scad;

• Transferul (Handover, Handoff) reprezintă preluarea unui apel în desfăşurare la o

staţie de bază de către o altă staţie, atunci când mobilul se mişcă din celula primei

staţii de bază în celula celei de-a doua sau trecerea de pe un canal radio, în cadrul

aceleaşi staţii de bază. Transferul poate fi realizat după diverse strategii:

a. Transfer controlat de reţea - În acest caz staţiile de bază fac

măsurători asupra canalului de comunicaţie şi apoi decid cărei celule

îi aparţine mobilul. Acesta nu face nici o măsurătoare, considerându-

se că decizia de transfer ar putea fi influenţată de condiţiile locale;

b. Transfer asistat de mobil - Mobilul măsoară continuu nivelul

semnalelor recepţionate de la staţiile de bază la care este conectat în

acest moment. Pe baza datelor furnizate şi pe baza unor măsurători

proprii asupra calităţii legăturii centrala ia decizia privind transferul.

Acest tip de transfer se utilizază în sistemul GSM, în sistemul digital

american şi în cel japonez;

c. Transferul controlat de mobil - Măsurătorile se fac la mobil şi la

staţia de bază , dar decizia de transfer o ia mobilul. Această variantă

este folosită în sistemul DECT (Digital European Cordless

Telecomunication).

1.4. CARACTERISTICILE CELULEI

• Alocarea canalelor radio în procesul de comunicaţie reprezintă procesul de

repartizare a canalelor radio disponibile la staţiile de bază din reţea. În general se pot

folosi două alternative:

a. Alocare fixă - numărul total de canale este divizat într-un număr de

seturi de canale, număr care este egal cu numărul de celule dintr-o

zonă de repetiţie. Un grup de canale va fi reutilizat la o distanţă

suficient de mare ca interferenţa cu acelaşi canal să fie neglijabilă;

b. Alocarea dinamică – canalele radio nu sunt alocate unei celule

anume. În momentul în care apare necesitatea alocării unui canal

pentru satisfacerea unei cereri de comunicaţie se alocă acel canal liber

care satisface restricţiile din acel moment din punct de vedere al

perturbaţiilor de interferenţă.

În proiectarea unei reţele de radiocomunicaţii (poate fi reţeaua de radiotelefonie,

reţeaua de emiţătoare radio sau de televiziune) se pot distinge trei etape principale, şi anume:

• Stabilirea unei reţele teoretice de bază, prin care se determină o configuraţie

aproximativă, simplificată a reţelei;

• Analizarea unor factori care determină efectuarea unor corecţii sau luarea unor

măsuri de protecţie suplimentare precum şi a unor factori care permit simplificări ale

măsurilor de protecţie necesare în realizarea reţelei. Astfel de factori sunt:relieful,

prezenţa în zonă a altor reţele de radiocomunicaţii care sunt perturbatoare pentru

reţeaua de interes, poziţia emiţătorului în raport cu zona acoperită;

• Corecţii efectuate în strucura reţelei, ca urmare a unor măsurători şi observaţii

realizate asupra reţelei realizate într-o primă fază.

Particularizând la cazul sistemelor celulare, se pune problema ca teritoriul în care

lucrează un anumit sistem de comunicaţie să fie integral acoperit cu un număr de celule. Aşa

cum s-a menţionat nu este necesar ca o celulă să aibă o formă regulată. Totuşi activitatea de

proiectare se simplifică dacă se optează pentru o formă geometrică simplă. Problema se

reduce la acoperirea unei suprafeţe plane prin repetarea unui număr de ori a unei figuri

geometrice.

Dacă antena staţiei de bază are o caracteristică omnidirecţională, suprafaţa celulei ar

trebui să fie de formă circulară. Totuşi cercul este o formă geometrică improprie pentru

1.5.1. Aspecte generale

1.5. SISTEMUL DE TELEFONIE

construirea unei reţele celulare, el conducând fie la suprafeţe comune cercurilor adiacente, fie

la suprafeţe care nu aparţin nici unei celule. Forma cea mai convenabilă este hexagonală.

În cadrul unei celule se amplasează unul sau mai multe echipamente radio fixe.

Echipamentele dintr-o celulă folosesc un set de canale radio obţinute printr-o repartizare

corespunzătoare a numărului total de canale disponibile. Regula de repartizare a seturilor se

face ţinând cont de necesitatea de a realiza perturbaţii minime, între celulele care formează o

zonă de repetiţie.

În funcţie de dimensiune, celulele se împart în:

• celule mari – cu raza cuprinsă între 10 şi 35-40 km, acestea sunt destinate zonelor cu

trafic redus;

• celule medii – cu raza cuprinsă între 3 km şi 10 km;

• celule mici – cu raza cuprinsă între 1 km şi 3 km, pentru zonele cu trafic intens;

• microcelule – au raza cuprinsă între 100 m şi 300 m, se folosesc în sistemele

destinate zonelor cu trafic foarte intens;

• picocelulele – au raza cuprinsă între 10 m şi 30 m, sunt folosite pentru a acoperi

interioarele unor clădiri;

• celule umbrelă – au raza de acoperire mare şi sunt utilizate pentru a servi zone

parţial neacoperite de celule normale, pentru a prelua legătura

unor staţii mobile care se deplasează relativ repede dintr-o celulă

în alta, sau pentru a prelucra traficul unor celule care la un

moment dat nu mai pot satisface cererea de trafic necesar din lipsa

de canale radio la staţia de bază proprie.

MOBILĂ DIGITALĂ GSM

şi standardele reţelelor celulare digitale

Trecerea la sistemele celulare digitale a fost impulsionată, în principal din două

motive:

1. Capacitatea redusă a sistemelor analogice, la care saturaţia se atinge atunci când

reţeaua poate satisface doar un procent relativ mic din numărul locuitorilor unui

oraş;

1. Necesitatea de a pune la dispoziţia utilizatorilor un sistem compatibil cu alte

sisteme digitale cu integrarea serviciilor (compatibilitate ISDN).

1.5.2. Cre

Într-o arie geografică dată nu se pot folosi simultan aceleaşi purtătoare pentru

comunicaţii diferite s-a ajuns la soluţia utilizării benzii date în partaj (spectrul alocat este

împărţit în două subbenzi câte una pentru fiecare dintre cele două sisteme).

Principalele standarde celulare existente în prezent sunt:

• GSM (Global Sistem for Mobile Communications) - sistemul digital celular pan-

european;

• ADC (American Digital Cellular ) - sistemul digital Nord-American;

• JDS (Japonese Digital Cellular) - sistemul digital din Japonia.

şterea capacităţii sistemelor de comunicaţie prin trecerea la digital

Creşterea capacitaţii sistemelor digitale, faţă de sistemele digitale analogice, se

explică, pe de o parte prin creşterea capacităţii de trafic a macrocelulelor şi, pe de altă parte

prin posibilitatea reducerii dimensiunilor celulelor, adică prin introducerea microcelulelor.

În cazul sistemelor GSM, la precizarea factorului de reutilizare, s-a avut în vedere

cazul folosirii a trei sectoare de celulă (utilizarea de staţii de bază în centrul celulei, cu antene

de deschidere a lobului principal de 1200). Dacă se folosesc antene omnidirecţionale,

amplasate în centrul celulei, factorul de reutilizare este 9 (nouă).

Sensibilitatea mai mică la perturbaţiile de interferenţă pe care o prezintă sistemele de

comunicaţii digitale se pretează în primul rând la reducerea numărului de celule în zona de

repetiţie.

Se poate lucra cu celule GSM în cazul particular al utilizării antenelor directive cu

deschiderea lobului principal de 1200 şi la construirea unor reţele cu celule având raza foarte

mică (de ordinul a 1 km).

Ţinând cont de aceste aspect se experimentează introducerea următoarelor tipuri de

celule în sistemele celulare digitale:

• microcelule – aceste celule acoperă o suprafaţă de câteva sute de metri pătraţi şi pot

fi introduse pentru acoperirea unor străzi sau pasaje aglomerate. Antenele vor fi

dispuse la înălţime de 3 – 6 m.

• picocelulele – folosite în banda de frecvenţă 1,8 GHz pentru acoperirea de interioare.

Pot acoperi clădiri cu latura celulei de ordinul a 20 50 m. Antenele folosite vor avea

o caracteristică de omnidirecţionalitate în plan orizontal. De remarcat că în cadrul

clădirilor foarte înalte (cu zeci de etaje) repartiţia nu mai apare în plan orizontal ca la

celulele mari şi la microcelule, ci în plan vertical.

Fig. 4 . Modul de alocare al frecven

te sisteme (fig. 4) au început în anul 1987, fiind

1.5.3.1. Alocarea frecven

1.5.3. Interferenţa cu mediul Radio

ţelor Lucrările de proiecte pentru aces

realizate prin cooperarea a 17 ţări europene, punerea în funcţiune a primelor reţele GSM s-a

realizat în anul 1991.

Banda de frecvenţe utilizate este formată ca la oricare sistem de telefonie celulară, din

două sub-benzi:

• 890 – 915 MHz comunicarea de la Staţia Mobilă la Staţia de Bază (uplink);

• 935 – 960 MHz comunicarea de la Staţia de Bază la Staţia Mobilă (downlink).

GSM, NMT 900 - cele două sisteme pot coexista într-un anumit teritoriu numai

lucrând în partaj.

Mobile Tx Mobile Rx

880 900 920 940 960 980

Mobile Tx Mobile Rx

1700 1750 1800 1850 1900 1950

890 915 935 960

1710 1785 1805 1880

1850 1910 1930 1990

GSM

PCN (Europe)

PCS (US)

Frecvenţa (MHz)

Frecvenţa (MHz)

Frecvenţa (MHz)

Mobile Tx Mobile Rx

1750 1800 1850 1900 1950 2000

ţelor

Cele două sub-benzi sunt împărţite în 124 de perechi de purtătoare, fiecare având

alocată o bandă de 200 kHz.

Fiecare purtătoare este utilizată pentru transportul a 8 canale telefonice distincte,

multiplexate în timp (TDMA). Deci numărul de căi telefonice este de 8 x 124 = 992.

Acest lucru este posibil deoarece datele şi semnalele audio sunt codate şi transmise

digital. Transmisia se face în pachete în interiorul intervalului de timp alocat, cu o rată de 271

kb/s.

Pentru acoperirea zonelor rurale sistemul GSM foloseşte celule mari cu raza de până la

35 de km (aceasta se poate mări în cazuri speciale până la 120km). Pentru acoperirea zonelor

urbane se folosesc celule de dimensiuni mici, cu raza de 1 km.

ong-Term Predictor) (fig.5).

Fig. 5 . Codarea vocal

1.5.3.2. Codarea vocală (speech coding) Eficienţa spectrală impusă pentru GSM cere un codec vocal care să furnizeze o calitate

acceptabilă a vorbirii la 16 Kb/s sau chiar mai puţin. Soluţia adoptată este bazată pe un codor

cu semnal de excitaţie regulat şi predicţie pe termen lung – RELP-LTP (Residualy Excited

Linear Predictive Coder + L

Rata de bază a datelor de la coder este de 13Kb/s şi vocea este procesată în blocuri de

20.

Semnalul vocal

ordi

RELP/LTP code

nea

Convolutional code

Blocked

Diagonal interleaving

Assigned to time slots

ă

Codul rezultat este spart în două părţi, biţii cei mai critici fiind puşi primii. Această

primă parte are aplicat un cod convoluţional de semirată şi când se recombină cu partea a

doua, lungimea totală a blocului este de 456 biţi. După cum vom vedea mai târziu, acest bloc

va fi introdus în patru time slot-uri, dar practic este întins în opt time slot-uri.

tor (tab.1).

Tabelul 1.

1.5.3.3. Structura de date (data structure)

Acest proces se numeşte întreţesere în diagonală (Diagonal interleaving) şi permite

codului convoluţional mai multe şanse de refacere dacă o secvenţă a cadrului TDMA este

grav coruptă pe timpul transmisiei radio.

Parametrii specifici selecţiei pentru GSM sunt prezentaţi în tabelul urmă

Parametrii specifici selecţiei pentru GSM

Parametrii Specificare Channel Spacing 200 KHz Modulation GMSK Modulation Depth BT = 0,3 Data transmision 270,833 Kbps User Date Rate (Nominal) 16 (8) Kbps Number of Channels/Band 8 (16) TDMA Frame Period 4,62 ms Time-Slot Duration 0,58 ms

Viteza de transmisie a datelor a fost setată cât mai înaltă posibil, proporţională cu

costurile efective ale egalizării aplicate efectelor căilor de propagare multiplă (multipath

effects) aşteptate.

Rata de transmisie alocată traficului de date de bază permite ca opt canale să fie

găzduite de o singură purtătoare de radiofrecvenţă. Privind în viitor, specificaţiile permit ca

două canale separate să fie întreţesute în acelaşi cadru. Această facilitate va dubla efectiv

capacitate de trafic atunci când va fi disponibil un codec vocal cu jumătate de rată (half rate

speech codec).

În figura 23 este prezentată structura de cadru de bază şi organizarea pe time-slot-uri a

canalului de trafic de semnalizare.

Un multicadru este format din 26 de cadre şi furnizează 24 de cadre alocate traficului

şi două (al 13-lea şi ultimul) alocate semnalelor de control şi supervizare asociate canalelor de

trafic. Fiecare canal de trafic are alocat unul din cele 16 time slot-uri din aceste două cadre.

Pentru vorbirea la 13 Kbps, unde doar opt canale de trafic pot fi transportate, ultimul cadru

TDMA nu este utilizat. În plus în afară de aceste două canale (lente) asociate de control

(SACCh) sistemul funcţionează:

• Canale asociate de control rapide (FACCh) – care ascund time slot-uri din traficul

alocat şi sunt folosite pentru cererile de control neregulate (irregular control

requirements) cum ar fi handover-urile;

1.5.3.4. Decalajul de timp (timming advance)

Fig. 6 . Structura de cadru de baz

• Canale de control dedicate (DCh) – care sunt multiplexate într-un canal de trafic

standard şi sunt folosite pentru înregistrare, reactualizarea locaţiei, autentificare şi

apelare;

ă şi organizarea pe time-slot-uri

a canalului de trafic de semnalizare

• Canale de control emise (BCh – Broadcast Control Channel) – canal logic utilizat

pentru transmisia periodică a informaţiilor generale;

• Canal comun descendent (AGCh – Access Grant Channel) – utilizat pentru a

transmite mobilului mesaje de alocare a unui canal dedicat;

• Canal de paging (PCh – Paging Channel) – canal logic ce transportă mesajele de

difuzare pe interfaţa radio.

Fiecare time slot durează 0,577 ms şi cuprinde 148 biţi, cu o perioadă de gardă de 8,25

biţi între slot-uri. Traficul transportat de slot este împărţit în două blocuri separate de 57 biţi şi

fiecărui bloc îi sunt alocate date din cadre separate obţinute în urma codării vorbirii. În acest

mod opt astfel de slot-uri sunt necesare pentru a transmite 20 ms de date reprezentând

vorbirea, dar fiecare slot actual transportă date de la două blocuri de vorbire simultan. Astfel

patru time slot-uri în cadre consecutive asigură un trafic de 456 biţi pe durata a 185 ms.

În centru fiecărui time slot este o secvenţă de 26 biţi care sunt utilizaţi de receptor

pentru a seta parametrii funcţiei de egalizare/demodulare. Acest dispozitive sunt necesare

pentru a depăşi problemele ridicate de propagarea pe căi multiple (multipath effects).

TDMA necesită ca semnalele de la toate mobilele folosind un singur canal (de paging)

să atingă Staţia de Bază la momentul de timp corect. Ele nu trebuie să se suprapună unul peste

TB 3

Coded Data 57

Training Sequence 26

Coded Data 57

TB 3

GB 8,25

Control bits

0,577 mS

0 1 2 3 4 5 6 7

1.5.3.5. Modularea , propagarea pe c

celălalt. Dacă Staţia de Bază furnizează un semnal de referinţă, acele mobile aflate în

apropierea Staţiei de Bază vor răspunde mai devreme decât acele mobile aflate la marginea

ariei celulei. GSM a fost specificat astfel încât să permită celulelor să se extindă până la 35

Km de la Staţia de Bază. Timpul luat de semnalul radio pentru a străbate 70 Km (până la

perimetru şi înapoi) este de 0,23 ms şi astfel pentru fiecare time slot va fi oferită obligatoriu o

perioadă de gardă având acestă lungime. Dar acest lucru este clar ineficient şi GSM depăşeşte

acest inconvenient informând mobilul cât de mult, în avans faţă de referinţă, va trebui să

transmită astfel încât să se sincronizeze corect cu Staţia de Bază. Se ajunge astfel la o

perioadă de 0,03 ms adică 8,25 biţi.

ăi multiple şi egalizarea (Multipath and equilization)

Schema de modulaţie aleasă pentru GSM este GMSK (Gaussian Minimum Shift

Keying). GMSK produce o ocupare a spectrului mai bine definită decât FSK sau DPM

(Differential Phase Modulation) şi are o rezistenţă la interfaţa de co-canal care, chiar dacă nu

este atât de bună ca la DPM, este oricum adecvată cerinţelor GSM.

La banda de frecvenţă ocupată de GSM, undele radio nu se refractă foarte bine şi

astfel vor exista mai multe zone de umbrire create atunci când mobilul sau Staţia de Bază

transmite. Aceasta apariţie a zonelor de umbrire este compensată de tendinţa semnalelor de a

se reflecta de clădiri, dealuri, etc., şi aceste reflexi ajută la acoperirea umbririlor. Mai multe

reflexii diferite pot ajunge la un moment dat în acelaşi punct şi, chiar dacă există o cale

directă între mobil şi Staţiue, acesta nu va putea fi recunoscut datorită reflexiilor care se opun

şi care sunt puternice. Căile radio urmate de reflexii, trebuie, desigur, să fie mai lungi decât

calea directă şi la viteza de bit aleasă de GSM, diferenţa în lungime a propagării poate fi

echivalentă cu mai multe perioade de bit.

Până în prezent, sistemele radio au evitat substanţial efectul de multipath prin alegerea

unei rate de bit care este comparabilă ca lungime cu întârzierile aşteptate datorate efectului

multipath.Egalizarea este o tehnică care ne permite să refacem semnalul dorit în ciuda unor

erori severe datorate efectelor de multipath. Până acum costul şi complexitatea apliăcrii

egalizării erau prohibitive. Dar acum, dispozitive VLSI având în interior 50 000 de porţi şi

care au devenit uşor utilizabile, pot realiza toate operaţiile necesare egalizării şi totul se va

reduce la o singură şi complexă componentă care va realiza egalizarea. Înseamnă, deci, că pot

fi folosite viteze ridicate de date realizând îmbunătăţirea, în consecinţă, a eficienţei spectrale.

Efectele de tip multipath se pot schimba cu rapiditate în practică. Lungimea de undă la

900 MHz este de doar 30 cm şi astfel schimbarea cu doar a 15 cm a diferenţei între lungimile

din figura 7 , se înregistreaz

Fig. 7 . Dezvoltarea serviciilor de telecomunica

1.6.1. Telecomunica

1.6. RE

căilor de propagare a două semnale recepţionate la antenă pot schimba intefaţa lor de la

constructiv la distructiv. Specificaţiile GSM sunt proiectate să se aplice şi la vehicule care se

deplasează cu până la 210 km/h.

Este important, de asemenea, să se furnizeze cel mai bun estimat posibil al

caracteristicii căii de propagare.

ŢEAUA TELEFONICĂ FIXĂ

ţiile – factor esenţial al progresului civilizaţiei

Telecomunicaţiile sunt indispensabile vieţii moderne şi dezvoltarea lor reprezintă un

factor esenţial al progresului civilizaţiei, al progresului economic, social şi politic (fig.24).

Reţeaua de telecomunicaţii este în continuă dezvoltare, trebuind să facă faţă nevoilor

tot mai mari de a comunica ale oamenilor, asigurând schimbul rapid şi sigur al informaţiilor.

1870 1880 1970 1980 2000

Telegrafe

Telefonie Telegrafie

Telex FototelegrafieTelefonie Telegrafie

RaditelefonieDate Telex FototelegrafieTelefonie Telegrafie

Videotelefonie Telemetrie Telecomandă Viewdata Radiotelefonie Date Telex Fototelegrafie Telefonie Telegrafie

Telecorespondenţă Ziar la domiciliu Fototelegrafie color Videotelefonie Telemetrie Telecomandă Viewdata (Viewdata este un terminal de abonat prevăzut cu telefon, display şi terminal de date) Radiotelefonie Date Telex Fototelegrafie Telefonie Telegrafie

ţii.

Aşa cum rezultă ă permanent o creştere a numărului de

servicii de telecomunicaţii, care pot fi realizate în condiţiile dezvoltării corespunzătoare a

arhitecturii reţelei de telecomunicaţii.

Dezvoltarea mijloacelor de telecomunicaţii grăbeşte luarea deciziilor fluxului

informaţional, circulaţia banilor şi odată cu acestea contribuie la creşterea venitului naţional şi

implicit la ridicarea nivelului de trai al populaţiei.

Telecomunicaţiile sunt considerate în prezent a fi sistemul nervos al societăţii

moderne. Aceasta explică dezvoltarea explozivă manifestată în ultimele decenii în toate

domeniile de telecomunicaţii, inclusiv al telecomunicaţiilor telefonice.

Dezvoltarea reţelei telefonice este corelată cu venitul naţional şi cu bunăstarea

populaţiei. Aceasta rezultă din statisticile mondiale privind dezvoltarea reţelei telefonice, în

care se indică relaţia între ceşterea venitului naţional pe cap de locuitor şi densitatea

telefonică, definită ca număr de posturi telefonice la 100 de locuitori. Această relaţie priveşte

în special abonaţii particulari şi se exercită prin intermediul tarifului. S-a constatat de exemplu

că o familie solicită telefon dacă tariful nu depăşeşte 2 % din venitul său lunar.

În dezvoltarea telefoniei pot fi puse în evidenţă patru perioade:

a) Perioada iniţială - în care apare interesul pentru aceste prestaţii, dar numărul

abonaţilor nu este determinat de necesităţile reale ale populaţiei. În această

perioadă nu există politică bazată pe o dezvoltare planificată;

b) Perioada exponenţială – este perioada în care apare o necesitate obiectivă a

introducerii acestor servicii, într-o perioadă de avânt economic. Ritmul de

dezvoltare este mare şi poate atinge valori de 8 – 18 %.

Trebuie totuşi ca ritmul de dezvoltare anual mai mare de 8 % să fie bine fundamentat,

deoarece, în general nu este posibilă o creştere a fabricaţiei şi nici obţinerea şi formarea

personalului necesar instalării, punerii în funcţiune şi întreţinerii echipamentului,

corespunzător acestui ritm de dezvoltare, fără ajutor din afară.

c) Perioada de saturaţie – este perioada în care se înregistrează o scădere a ritmului

de dezvoltare, deoarece de ajunge în situaţia ca fiecare familie să aibă cel puţin un

telefon, astfel că cerinţele de instalare de noi posturi scad.

d) Perioada de declin – al cărei moment de începere nu poate fi apreciat, depinde de

dezvoltarea tehnicii şi de noile descoperiri, care pot determina apariţia de noi

servicii.

Reţeaua de telecomunicaţii este rezultatul unei dezvoltări de lungă durată, care a

necesitat investiţii mari.

Durata de funcţionare mare a aparaturii, în condiţii de realizare şi exploatare

economică, conduce la realizarea de venituri mari administraţiilor de telecomunicaţii.

Trebuie totuşi avut în vedere că administraţia de telecomunicaţii este o instituţie de

prestări servicii şi că preţurile sunt stabilite la nivelul cel mai înalt, de guvern, putând avea

implicaţii economice, sociale şi politice.

1.6.2. Structura re

Tabelul 2.

Evident, introducerea reţelei telefonice în unele zone izolate poate conduce la investiţii

neeconomice, dar telefonizarea acestor zone este realizată pentru asigurarea dezvoltării

economice şi social-culturale a acestora.

Schimbul rapid de informaţii între state contribuie la dezvoltarea relaţiilor

multilaterale între state; la întărirea relaţiilor de prietenie şi colaborare, la dezvoltarea

schimburilor economice şi culturale, la dezvoltarea ştiinţei.

ţelei telefonice

Reţeaua telefonică poate fi privită în prezent ca unul din cele mai complexe sisteme

automate realizat de oameni, deoarece această reţea deserveşte în prezent un număr de

aproximativ 520 milioane de posturi telefonice, care pot fi conectate la cerere fiecare cu

fiecare.

Creşterea continuă a cererilor de instalare de posturi telefonice, a căror satisfacere

poate fi cu greu asigurată de majoritatea companiilor de telecomunicaţii, determină o

permanentă modificare a reţelei telefonice, manifestată prin:

- extensia capacităţii sistemelor existente;

- apariţia de noi sisteme.

Durata mare de funcţionare a echipamentelor utilizate în reţeaua telefonică (30 – 40 de

ani) impune condiţii deosebit de grele în proiectarea acestora, pentru asigurarea unei fiabilităţi

ridicate pentru o durată îndelungată de funcţionare, cu posibilităţi de extensie ulterioară şi

care să asigure conlucrarea cu sistemele existente în reţea.

Reţeaua telefonică este alcătuită

Alcătuirea reţelei telefonice

Nr.Crt. Componente Ponderea în reţeaua telefonică (%)1. Terminalele abonaţilor 4 2. Reţeaua liniilor de abonaţi 38 3. Reţeaua joncţiunilor 22 4. Centrale telefonice 25 5. Sisteme de multiplexare şi alte instalaţii 11

1. Posturile telefonice – reprezintă terminalele reţelei telefonice, care permit accesul

abonaţilor telefonici la reţeaua telefonică.

Un post telefonic îndeplineşte următoarele funcţii:

- transformă prin intermediul microfonului, semnalul acustic în semnal electric, care

va fi transmis în linia telefonică;

- transformă, prin receptorul telefonic, semnalul electric recepţionat din linia

telefonică în semnal acustic;

- asigură transmiterea apelului şi a sfârşitului de convorbire către centrala telefonică;

- transmite spre centrala telefonică automată numărul abonatului chemat;

- recepţionează semnalizările transmise de centrala telefonică, prin care se indică

stadiul de deservire al apelului: ton de disc, revers apel, ton de ocupat sau ton de

inexistent;

- recepţionează apelul de la centrala telefonică.

2. Liniile de abonaţi – asigură conectarea posturilor telefonice la centrala telefonică

cea mai apropiată.

Datorită ponderii mari a reţelei liniilor de abonaţi în reţeaua telefonică şi a gradului

foarte redus de utilizare a acestor linii, o preocupare permanentăa specialiştilor constă în

stabilirea de măsuri care să permită reducerea lungimii medii a liniilor de abonaţi şi o utilizare

mai bună a acestora.

Pentru a mări gradul de utilizare a liniilor de abonat, în special în cazul grupurilor de

abonaţi situaţi la distanţă mare de centrala telefonică, se utilizează concentratoare de linii de

abonat, care asigură accesul a m posturi telefonice prin n linii (m>n), al căror grad de utilizare

este de nm ori mai mare faţă de cel al unei linii individuale.

Reţeaua telefonică este raionată, în sensul că ea este realizată din mai multe centrale

telefonice interconectate, fiecare centrală telefonică deservind o zonă telefonică. Posturile

telefonice sunt conectate la centrala telefonică cea mai apropiată, astfel că lungimea medie a

liniilor abonaţilor, cu utilizare foarte slabă, se reduce.

3. Reţeaua joncţiunilor – cuprinde circuitele de interconectare a centralelor telefonice

şi se caracterizează printr-un grad de utilizare foarte bun.

4. Centralele telefonice – reprezintă partea inteligentă a reţelei telefonice, care

realizează conexiunea temporară a liniei chemătorului la linia chematului. Conexiunea între

liniile de abonaţi este realizată automat de centrală, pe baza informaţiilor recepţionate de la

chemător, dacă linia abonaţilor chemător şi chemat sunt conectate la aceeaşi centrală. Pentru

realizarea conexiunii între posturi telefonice conectate la centrale diferite, apare necesitatea

realizătii unui schimb de informaţii, necesare selecţiei, între centralele care participă la

stabilirea conexiunii telefonice.

Toate reţelele telefonice sunt echipate cu o varietate foarte mare de tipuri de centrale

telefonice, situaţie determinată de durata mare de funcţionare a acestora. Sistemele de

comunicaţie noi trebuie să aibă în vedere conlucrarea cu sistemele de comunicaţie existente în

reţeaua telefonică.

5. Sistemele de transmisiuni telefonice – utilizate în special în cazul transmisiei la

mare distanţă a semnalelor de convorbire, îndeplinesc un rol multiplu:

- asigură utilizarea foarte eficientă a circuitelor de interconectare a centralelor

telefonice, prin multiplexarea şi deci transmiterea simultană a mai multor căi telefonice pe un

suport de transmisie comun;

- compensează atenuarea semnalului, asigurând transmisia cât mai fidelă în ambele

sensuri a semnalelor electrice.

Există două metode de multiplexare a canalelor telefonice:

a. cu diviziune în frecvenţă;

b. cu diviziune în timp.

a. Multiplexarea în frecvenţă a canalelor telefonice se realizează cu ajutorul

sistemelor de curenţi nepurtători. Deoarece semnalul de convorbire este cuprins într-o bandă

de frecvenţă limitată (300 – 3 400 Hz), se poate realiza translaţia semnalului unei căi

telefonice, prin modulaţie în amplitudine a semnalului şi separarea unei benzi laterale a

semnalului modulat, într-o anumită bandă de frecvenţă, asociată acestei căi.

Diferitele căi telefonice vor fi translatate în benzi de frecvenţe diferite, astfel că

semnalele a n căi vor putea fi transmise simultan pe acelaşi circuit fizic.

La recepţie se realizează o separare, demodulare şi transaltare a fiecărei căi telefonice

în banda de frecvenţă telefonică, reconstituindu-se astfel semnalul telefonic al fiecărei căi

telefonice.

b. Sistemele cu diviziune temporală realizează multiplexarea căilor prin intercalarea

în timp a eşantioanelor diferitelor căi telefonice. Semanlul analogic telefonic este eşantionat,

ceea ce determină obţinerea de impulsuri de durată τ şi perioadă T (unde T>τ şi T≤1/(2 fm),

fm fiind frecvenţa maximă a semnalului telefonic), a căror amplitudine urmăreşte variaţia

semnalului analogic.

În intervalul dintre două impulsuri succesive ale unei căi telefonice pot fi intercalate

impulsurile aparţinând altor căi telefonice.

Numărul căilor telefonice care pot fi multiplexate este τTn ≤ .

Cel mai utilizat sistem cu diviziune temporală este sistemul MIC (cu modulaţia

impulsurilor în cod), în care fiecare eşantion al semnalului unei căi este codificat şi

reprezentat printr-un cuvânt binar de 8 biţi. Pentru fiecare eşantion al semnalului se transmit

în linie succesiv biţii cuvântului binar.

1.6.3. Organizarea re

Sistemul de transmisiune telefonică depinde de mediul de transmisie utilizat.

Sistemele de curenţi purtători cu până la 120 de căi se utilizează în general în cazul

folosirii cablului simetric. Numărul de căi telefonice poate fi între 300 – 10 800 în cazul

transmisiei prin cablu coaxial.

Datorită progreselor realizate în tehnologia fibrelor optice, cu ajutorul cărora s-a reuşit

obţinerea unei atenuări de 2 – 4 dB/km şi transmisia până la 20 000 de canale telefonice. Este

interesant de remarcat că prin folosirea fibrelor optice se face o mare economie de materie

primă. Astfel se apreciază că prin înlocuirea a 12 cabluri coaxiale cu fibre optice, se

înlocuiesc 600 kg de cupru (Cu) cu 100 kg de sticlă, ceea ce justifică importanţa acordată

cercetărilor ştiinţifice chiar atunci când sunt complexe şi costisitoare, pentru viitorul

economiei unei ţări.

Transmisia unei benzi de frecvenţă foarte largă poate fi realizată cu ajutorul ghidurilor

de undă cilindrice. Astfel un ghid de undă de 70 mm diametru poate transmite până la 500

000 de căi telefonice la o distanţă până la 50 de km, utilizând banda de frecvenţă 30 – 110

GHz.

Atât transmisia prin fibre optice, cât şi cea prin ghiduri de undă sunt în special

potrivite pentru transmisiile digitale.

Sisteme de transmisiuni prin radioreleu pot asigura stabilirea de comunicaţii pe

distanţe până la 4 000 – 6 000 km, utilizând bineînţeles numeroase staţii intermediare,

folosind o lărgime de bandă de cca. 10 MHz.

Transmisia căilor telefonice multiplexate se poate realiza prin intermediul sateliţilor

de telecomunicaţii. În intervalul 1965 – 1979 au fost lansaţi 90 de sateliţi geostaţionari de

telecomunicaţii, astfel că arcul staţionar (singura orbită pe care sateliţii pot rămâne staţionari

în raport cu pământul) a devenit în prezent aglomerat. Costul comunicaţiilor telefonice prin

satelit este comparabil cu costul legăturii telefonice prin cablu pentru distanţe de 700 – 1 500

km, dar pentru realizarea legăturilor telefonice pe distanţe mai mari, cele realizate prin satelit

sunt mai economice.

ţelei telefonice

Reţeaua telefonică naţională este organizată, în mod normal, având în vedere criteriile

împărţirii administrative. Cea mai mare parte a convorbirilor telefonice se realizează în

interiorul aceleaşi unităţi administrative. Această situaţie este motivată de natura relaţiilor

umane, de modul de alcătuire a aparatului administrativ, de organizarea economică. Aceasta

determină organizarea reţelei telefonice pe nivele. Ierarhizarea pe nivele a reţelei telefonice se

face în funcţie de destinaţia centralelor telefonice.

Nivelele reţelei telefonice.

Reţeaua de abonat - este reţeaua de nivel cel mai mic şi cuprinde centrala telefonică

terminală şi liniile de abonaţi, care conectează posturile telefonice la centrala terminală.

Reţeaua urbană - este compusă din:

- centralele telefonice urbane şi tandem;

- liniile de abonaţi ale posturilor telefonice urbane;

- circuitele de joncţiune dintre centralele urbane şi tandem.

Reţeaua rurală - cuprinde reţelele de abonaţi corespunzătoare abonaţilor telefonici din

mediul rural şi centralele telefonice terminale.

Reţeaua interurbană - este alcătuită din:

- centrale de tranzit interurbane;

- circuitele de joncţiune dintre centralele interurbane;

- sistemele de curenţi purtători.

Centralele interurbane sunt ierarhizate în funcţie de concentrarea realizată de acestea,

astfel că pot distinse următoarele tipuri de centrale:

a. Centrale de grup - care au rolul de concentra traficul în interiorul unei zone

rurale şi de a asigura interconectarea centralelor terminale deservite, la centrala de

rang imediat superior – centrala de distribuţie;

b. Centrala de distribuţie – este amplasată de obicei în reşedinţa de judeţ şi asigură

concentrarea traficului de la centralele de grup ale judeţului şi permite accesul

abonaţilor din judeţ, spre centrala de zonă, prin care se poate obţine accesul spre

reţeaua telefonică a oricărui judeţ;

c. Centrala de zonă – aceasta asigură concentrarea traficului mai multor judeţe.

Fiecare centrală de zonă este conectată spre toate celelalte centrale de zonă. O

centrală de zonă este conectată la centralele de distribuţie pe care le deserveşte.

Centralele de zonă asigură de asemenea accesul reţelei telefonice naţionale spre

reţeaua telefonică internaţională;

Pentru legături telefonice interurbane sunt admise maximum 7 tranzite.

Reţeaua telefonică naţională este alcătuită din reţeaua urbană, reţeaua rurală şi reţeaua

interurbană. Reţeaua telefonică internaţională cuprinde:

- centralele internaţionale;

- circuitele de joncţiune între centralele internaţionale;

- sistemele de transmisie multiplă.

1.6.4. Func

Sisteme de organizare a reţelei telefonice:

a. sistem în stea sau radial;

b. sistem de interconectare fiecare cu fiecare;

c. sistem mixt.

a. Sistemul de interconectare în stea – în acest sistem abonaţii sunt conectaţi la

centrala cea mai apropiată, iar aceasta se conectează mai departe la o centrală de rang

superior. Acest sistem asigură un număr minim de circuite de joncţiune.

Dezavantajele acestui sistem de interconectare sunt:

- traficul dintre două centrale apropiate trebuie să treacă prin centrala de rang

superior;

- în cazul defectării unei centrale de rang superior se blochează toată reţeaua deservită

de aceasta;

- lungimea circuitului de convorbire este mare.

b. Sistemul de interconectare fiecare cu fiecare – asigură legături directe între o

centrală şi toate celelalte centrale. Avantajul sistemului constă în aceea că permite realizarea

conexiunilor telefonice pe traseul cel mai scurt, dar necesită un număr foarte mare de circuite

de interconectare a centralelor. În cazul unui trafic redus pe traseu, existenţa de legături

directe nu este justificată din punct de vedere economic.

c. Sistemul mixt – se obţine prin combinarea sistemelor prezentate mai sus. Stabilirea

direcţiilor pe care se realizează interconectarea centralelor prin circuite directe, se face în

raport cu traficul existent între centralele considerate.

La noi în ţară a fost adoptat sistemul mixt de interconectare a centralelor.

La nivelul superior al reţelei telefonice se adoptă sistemul de interconectare fiecare cu

fiecare. În ţara noastră există 6 centre de zonă (Bucureşti, Timişoara, Cluj-Napoca, Craiova,

Bacău şi Braşov), care sunt interconectate fiecare cu fiecare.

La nivele inferioare ale reţelei telefonice, unde traficul este redus, sistemul de

interconectare este în stea.

Acolo unde traficul impune circuite directe de interconectare, ele se realizează atât

între centralele de acelaşi rang, cât şi între centrale de rang diferit.

ţiile generale ale unei centrale telefonice automate

Rolul principal al unei centrale telefonice este de a stabili, la cerere, conexiunea

temporară între doi abonaţi ai reţelei telefonice.

În acest scop o centrală telefonică automată trebuie să asigure:

- supravegherea tuturor liniilor de intrare pentru recunoaşterea acelora care iniţiază

apel spre centrală;

- înregistrarea informaţiei de selecţie (a numărului chemat) transmisă de abonatul

chemător;

- controlul şi comanda de selecţie a liniei chemate şi de stabilire a conexiunii către

aceasta;

- informarea postului chemător, referitor la stadiul tratării apelului (transmiterea

tonului de disc, a revers apelului, a tonului de ocupat sau inexistent);

- realizarea schimbului de informaţii între două centrale telefonice, necesare finalizării

conexiunii, în cazul realizării legăturii telefonice prin două sau mai multe centrale

telefonice;

- eliberarea circuitelor din centrală după ce abonatul transmite informaţia de sfârşit de

convorbire.

Numărul mare al liniilor de abonaţi şi al circuitelor de joncţiune, ca şi diversitatea

mare a informaţiilor cu care operează centrala telefonică automată, impune necesitatea

prelucrării unei cantităţi foarte mari de informaţii, prelucrare care trebuie realizată în timp

real.

Informaţiile cu care operează centrala telefonică automată pot fi clasificate în patru

categorii:

a. Mesajele de transmis – sunt mesaje care, în general, nu sunt prelucrate în reţeaua

de telecomunicaţii. Aceste mesaje pot fi analogice sau numerice;

b. Semanlizările terminale – sunt semnalizările între posturile telefonice şi centrala

telefonică automată. Aceste semnalizări sunt bidirecţionate şi anume:

• de la postul telefonic spre centrala telefonică automată:

- apel spre centrală prin închiderea buclei de curent continuu;

- transmiterea numărului chemat;

- semnalizarea sfârşitului de convorbire prin întreruperea buclei de curent

continuu.

• de la centrala telefonică automată spre postul telefonic:

- ton de disc (invitaţia de transmitere a numărului chemat);

- semnal de apel;

- revers apel (controlul transmiterii apelului);

- ton de ocupat sau inexistent;

- curent de apel.

În figura 8 este prezentat

În figura nr. 8 este prezentat

1.6.5.1. Sistemul pas cu pas

1.6.5. Evolu

c. Semanlizările interne – sunt semnalizări realizate între organele centralei

telefonice automate. Acestea pot fi:

- informaţii cu caracter temporar, necesare stabilirii conexiunii telefonice;

- informaţii de stare, prin care se semnalizează starea de disponibilitate sau

ocupare a organelor centralei.

d. Semnalizările externe – sunt semnalizări bidirecţionale între centralele telefonice

automate, care pot fi:

- semnalizări de linie, prin care se comandă angajarea şi eliberarea circuitelor

de interconexiune şi care pot fi realizate în curent continuu, 50 Hz sau o

frecvenţă vocală;

- semnalizări de selecţie, prin care se transmite numărul chemat. Aceste

semnalizări pot fi realizate în cod multifrecven

ă o organigramă simplificată pentru ilustrarea

principiului de tratatre a unui apel într-o centrală telefonică automată.

sau zecimal.

ţia sistemelor de comunicaţie

În reţeaua de comunicaţie telefonică conlucrează echipamentele de o extremă

diversitate, realizate după concepţii şi în tehnologii proprii perioadelor istorice diferite în care

au fost elaborate. Cu toate acestea, particularităţi de ordin funcţional şi constructiv relevă

existenţa unor sisteme de comunicaţie bine delimitate.

În cele ce urmează vom prezenta evoluţia tehnicii de comunicaţie automată prin

prezentarea principalelor caracteristici a patru sisteme reprezentative:

- pas cu pas;

- rotativ;

- crossbar;

- cu program înregistrat.

3.6.5.1. Sistemul pas cu pas

Istoria comunicaţiilor telefonice automate începe în deceniul al IX-lea al secolului

trecut, prin inventarea comutatorului electromecanic pas cu pas de către A.B. Stowger.

ă schema bloc simplificată a unei centrale pas cu pas. Arcele

de cerc simbolizează comutatoarele care compun reţeaua cu comutaţie a centralei, organizată

în etaje (trepte de selecţie).

Fig. 8. Organigrama simplificat

Apelul chemătorului spre CTA

CTA identifică linia chemătoare

Există circuit de cordon liber

Conectarea chemătorului la un circuit de cordon liber

Transmite ton de disc

Recepţionează numărul chemat

Realizează conexiunea spre chemat

Abonatul chemat este liber ?

Abonatul chemat nu răspunde ?

Transmite semnalul de apel chematului şi revers apel chemătorului

Convorbire Transmite semnalizarea corespunzătoare chemătorului

Sesizează sfârşitul convorbirii

Eliberarea legăturii telefonice

ă privind tratarea apelului într-o centrală telefonică automată.

Construcţia şi funcţionarea comutatoarelor, denumite şi selectoare, constituite

caracteristici definitorii ale sistemului:

- intrarea în comutator se face printr-un sistem de perii mobile;

- circuitele de ieşire sunt cablate în câmpul de contacte ale selectorului;

- câmpul de contacte are o construcţie etajată cu mai multe nivele;

- periile se pot deplasa, pas cu pas, în plan vertical, pentru alegerea nivelului de ieşire

şi în plan orizontal, pentru selectarea unei ieşiri pe nivelul ales;

tip rotativ (fig.9 ) nu reflect

1.6.5.2. Sistemul rotativ cu comand

- în procesul seleţiei, periile se pot deplasa fie comandate, fiind pilotate pentru

conectarea la o anumită ieşire, fie într-o mişcare de cătare liberă, pentru găsirea unei

ieşiri libere către următoarea treaptă de selecţie.

În sistemul pas cu pas, pilotarea selectoarelor, în mişcarea lor comandată, se face

direct de impulsurile de disc, transmise de la aparatul telefonic al abonatului chemător. De

exemplu, dacă prima cifră a numărului chemat este 5, periile selectorului de grup 1 se vor

deplasa într-o mişcare ascensională, pas cu pas, sub comanda impulsurilor de la disc, până la

nivelul 5 al selectorului. Ieşirile selectorului sunt repartizate pe 10 nivele, cu câte 10 ieşiri pe

fiecare nivel. În intervalul dintre prima şi a doua cifră formată de disc, periile se vor roti în

căutare liberă pentru găsirea unei ieşiri libere pe nivelul 5 spre selectorul de grup 2.

Selecţia în selectorul de grup 2 se realizează în mod similar, fiind însă pilotată de

impulsurile de disc corespunzătoare cifrei a 2-a. Selectorul de grup 2 prelungeşte legătura spre

selectorul final.

Selectorul final trebuie să realizeze selecţia liniei chemate. Din acest motiv, mişcarea

de ascensiune a selectorului final este comandată de impulsurile cifrei zecilor (se

selecţionează grupa de 10 linii din care face parte şi chematul), iar mişcarea de rotaţie este

controlată de impulsurile corespunzătoare cifrei unităţilor.

Circuitul pe care se transmit impulsurile de disc până la selectoare este însăşi calea de

convorbire formată din firele a şi b ale conexiunii.

Principalele neajunsuri ale sistemului pas cu pas sunt:

- abandonarea selecţiei atunci când nu se găseşte ieşirea liberă spre treapta următoare;

- toleranţe strânse impuse reglajului discului şi liniei de abonat;

- volumul mare al activităţii de întreţinere.

În concluzie, sistemul pas cu pas, denumit şi cu comandă directă a selecţiei, datorită

efectuării selecţiei sub controlul nemijlocit al impulsurilor de disc, a constituit o soluţie

simplă şi relativ ieftină, de debut în tehnica comunicaţiei automate.

ă directă

Schema bloc a unei centrale de ă schimbări majore în zona

treptelor de selecţie în raport cu sistemul pas cu pas. Într-adevăr, deşi selectoarele rotative au

o construcţie mecanică diferită de a celor pas cu pas, ele păstrează principiul selecţiei

comandate prin impulsuri şi căutări libere.

Deosebirea radicală constă în existenţa în centralele de tip rotativ a unor organe

comune de comandă şi control, denumite registre. Principalele funcţiuni îndeplinite de un

registru sunt:

Fig. 9 . Schema bloc simplificat

- trasmiterea tonumlui de disc către abonatul chemător;

- recepţionarea şi memorarea cifrelor formate de chemător la disc;

- comanda mişcării selectoarelor, conform cifrelor numerotate şi controlul stabilirii

legăturii telefonice până la abonatul chemat.

SELECTOR FINAL

CIRCUIT DE LINIE

CĂUTĂTOR PRIMAR

SELECTOR DE GRUP 1

SELECTOR DE GRUP 3

CĂUTĂTOR DE CORDON

CĂUTĂTOR DE REGISTRU

REGISTRU

ă a CTA de tip rotativ

Într-o centrală de tip rotativ registrul concentrează întreaga capacitate de analiză şi

decizie necesară pentru stabilirea unei legături telefonice, astfel încât echipamentul

selectoarelor este limitat la circuitele necesare recepţionării şi îndeplinirii ordinelor

registrului.

Comunicarea între registre şi selectoare se face în impulsuri de curent continuu.

Faza de ocupare a registrului corespunde concentrării maxime de trafic într-o centrală

de tip rotativ, în sensul că numărul de registre corespunde numărului maxim de apeluri ce pot

fi tratate simultan.

Din motive economice, numărul de registre dintr-o centrală este mai mic decât

numărul maxim de legături telefonice ce pot fi stabilite într-un anumit moment, având în

vedere şi faptul că registrul este asociat legăturii numai pe durata realizării conexiunii.

Accesul unei linii de abonat la orice registru se face prin intermediul unor trepte

intermediare de căutare.

1.6.5.3. Sistemul crossbar

Dezavantajele principale ale centralelor de tip rotativ rămân legate de volumul mare al

activităţilor de întreţinere şi de uzura pronunţată a elementelor de comunicaţie cu mişcări

ample.

Îmbunătăţirile aduse, în raport cu centralele pas cu pas, se datoresc în primul rând

existenţei unui organ comun de control – registrul – şi acestea sunt:

- reducerea numărului zonelor din centrală în care se programează, prin cablare,

caracteristicile de îndrumare a apelurilor;

- controlul treptelor de selecţie într-un circuit specializat, neinfluenţat de variaţia

parametrilor discului sau liniei de abonat (motiv pentru care sistemul se numeşte cu

comandă indirectă);

- temporizarea, între anumite limite, a stabilirii legăturii telefonice, în vederea găsirii

unei ieşiri libere prin căutări repetate, dacă este cazul (sistem cu aşteptare).

Toate acestea justifică răspândirea largă pe care diversele variante de centrale

telefonice ale sistemului rotativ au avut-o şi o au încă în întreaga lume.

În componenţa sistemului de comunicaţie crossbar sunt cuprinse mai multe familii de

centrale telefonice automate, care utilizează un tip special de comutator electromecanic,

cunoscut sub denumirea de multiselector crossbar.

Pentru definirea principiului de lucru, multiselectorul crossbar poate fi asemănat cu o

matrice: liniile matricei sunt materializate prin barele orizontale; coloanele prin bare verticale,

iar un element al matricei este compus dintr-un pachet de contacte. Realizarea unei conexiuni

prin multiselectorul crossbar constă în acţionarea acelui pachet de contacte aflat la intersecţia

dintre linia de intrare şi coloane de ieşire. Prin urmare, pentru comanda multiselectorului

crossbar este necesară stabilirea coordonatelor barei orizontale şi a barei verticale. Spre

deosebire de selectoaele rotative, efectuarea unei conexiuni prin multiselectorul crossbar nu

necesită căutarea, în paşi succesivi, comandată sau liberă, a unei ieşiri. Din acest motiv,

multiselectorul crossbar prezintă următoarele avantaje: timpul de stabilire a conexiunii se

reduce la 30 – 50 ms; se micşorează uzura elementului de comutaţie, întrucât multiselectorul

crossbar foloseşte contacte prin presiune şi deci elimină mişcările ample.

Un alt element nou în funcţionarea centralelor crossbar îl constituie protocolul

semnalizărilor. Transmiterea infromaţiilor, atât în cadrul centralei, cât şi în exterior, se face

prin coduri specifice care asigură transmiterea rapidă a informaţiilor şi posibilitatea de

detectare a eventualelor erori.

1.6.5.4. Sisteme de comunica

Centralele telefonice crossbar fac parte din sistemele cu comandă indirectă a selecţiei.

În general, reţeaua de comutaţie a unei centrale telefonice automate cu comandă indirectă a

selecţiei poate fi structurată funcţional în trei etape numite:

- de concentrare;

- de distribuţie;

- expansiune a traficului.

În CTA Pentacross 1000 A, stabilirea unei legături telefonice se face prin intermediul

a două etape distincte: unitatea de selecţie de linie şi unitatea de selecţie de grup.

Unitatea de selecţie de linie indeplineşte funcţia de treaptă de concentrare sau de

treaptă de expansiune după cum este angajată în faza iniţială, respectiv finală, a stabilirii unei

conexiuni prin centrală.

Unitatea de selecţie de grup îndeplineşte funcţia de distribuţie a traficului.

În faza de stabilire a unei legături telefonice, conexiunea între treapta de concentrare şi

treptele de ditribuţie şi de expansiune se realizează numai după ce unitatea de comandă şi

control are confirmarea posibilităţii stabilirii legăturii.

Sistemul crossbar PENTACROSS (PC) cuprinde toată gama de centrale telefonice

automate necesară pentru dezvoltarea unei reţele naţionale de comunicaţie, începând cu

concentratorul de 50 linii şi terminând cu centrala telefonică automată internaţională.

Avantajele sistemului sunt multiple şi se referă în special la micşorarea considerabilă a

volumului activităţii de întreţinere, conlucrarea cu centralele aparţinând altor sisteme de

comutaţie, oferirea de noi servicii pentru abonaţi etc.

ţie cu program înregistrat

Dezvoltarea spectaculoasă a microelectronicii a condus la apariţia unei mari varietăţi

de sisteme electronice de comutaţie.

Cuvântul electronic are în acest context, pe lângă sensul general de utilizare a

componentelor electronice şi un sens particular caracterizând preluarea, în centralele

aparţinând acestor sisteme, a unor funcţiuni de comandă şi control de către unul sau mai multe

procesoare.

Termenul procesor desemnează o multitudine de tipuri de calculatoare electronice

orientate prin construcţie şi mod de lucru spre aplicaţii de proces. Particularităţile

procesoarelor utilizate în telecomunicaţii decurg din condiţiile specifice în care acestea sunt

utilizate:

- conlucrarea cu un număr foarte mare de echipamente, ca de exemplu: joncţiuni, linii

de abonat, elemente ale reţelei de comutaţie etc.;

- caracterul repetativ al majorităţii operaţiilor, de exemplu al acţiunilor referitoare la

stabilirea unei conexiuni;

- execuţia tuturor operaţiunilor în timp real şi fără întrerupere.

Funcţionarea unui procesor constă în execuţia unor operaţii aritmetice şi logice

conform unei succesiuni de instrucţiuni înregistrate în memorie. Din acest motiv, sistemele de

comutaţie în care funcţiunile de comandă şi control sunt îndeplinite de unul sau mai multe

procesoare sunt cunsocute sub denumirea de sisteme cu program înregistrat (prescurtat SPC

de la iniţialele, în limba engleză, ale denumirii – Stored Program Controlled).

Avantajele generale oferite de sistemele cu program înregistrat în raport cu sistemele

clasice electromecanice sunt: reducerea spaţiului ocupat, capacitate mare de trafic, noi servicii

pentru abonaţi şi administraţie, facilităţi deosebite de exploatare şi întreţinere etc.

Prima centrală telefonică cu program înregistrat a fost ESS 1, realizată în S.U.A., la

începutul anilor 60. Din acest moment, evoluţia sistemelor de comunicaţie a urmărit cursul

exploziv de dezvoltare al tehnicii şi tehnologiilor microelectronicii.

Caracteristică pentru o primă generaţie de centrale telefonice, funcţionând pe bază de

program înregistrat este utilizarea în reţeaua de conexiune a comutatoarelor electromecanice

care realizează legături directe, metalice, pentru căile de convorbire. Cele mai frecvent

utilizate comutatoare sunt cele de tip crossbar şi matricile cu relee reed, de regulă îmbunătăţite

în sensul reducerii dimensiunilor, creşterii vitezei de lucru ţi măririi fiabilităţii. Câteva

exemple de astfel de centrale sunt D10, D20, METACONTANA 10R, EAX1, 10C, TEX 4etc.

Încerăcrile de înlocuire a comutatoarelor electromecanice cu componente electronice

mai mult sau mai puţin dedicate )tranzistoare, tiristoare, triacuri, matrici integrate etc.) au dat

naştere unei generaţii de tranziţie în evoluţia centralelor cu program înregistrat. Costul relativ

ridicat şi dispersia mare a parametrilor de atenuare şi fiabilitate ai comutatoarelor electronice

au limitat aria de dezvoltare a acestor tipuri de centrale.

Saltul calitativ important în evoluţia centralelor cu program înregistrat s-a produs

odată cu adoptarea în sistemele de comutaţie a unor principii utilizate, până în momentul

respectiv, în sistemele de transmisiuni digitale. Spre deosebire de toate sistemele menţionate

până acum, în care semnalele traversează reţeaua de comutaţie în forma lor analogă, în

comutaţia digitală procesul de stabilire a legăturilor se desfăşoară operând cu semnale digitale

(succesiuni de simboluri binare).

Avantajele majore care au conturat comutaţia digitală ca direcţie de evoluţie principală

a sistemelor de comutaţie sunt:

- costul competitiv, rezultat al utilizării componentelor produse în serie mare;

- posibilitatea integrării tehnice a sistemelor de comutaţie cu cele de transmisiuni,

luând naştere astfel o reţea în care conexiunile stabilite prin comutaţie digitală sunt

utilizate pentru transmisia semnalelor digitale. Cunoscută sub denumirea de reţea

digitală integrată, acestă structură oferă marele avantaj al vehiculării, în aceeaşi

manieră, atât a semnalelor telefonice cât şi a datelor.

Evoluţia spre reţeaua digitală integrată este un proces complex, de lungă durată, al

cărui ritm depinde de situaţia şi dinamica de dezvoltare ale reţelei existente, de resursele

disponibile şi de strategia adoptată. Din acest motiv, preocupărilor vizând introducerea

tehnicii digitale de comunicaţie li se alătură cele orientate spre modernizarea sistemelor

electromecanice aflate în exploatare. Realizată pe baza celor mai moderne tehnologii,

modernizarea confeă sistemelor electromecanice facilităţi noi de exploatare şi întreţinere, noi

servicii pentru abonaţi şi administraţii, contribuind prin aceasta la micşorarea distanţei între

diferitele generaţii ale tehnicii de comutaţie şi deci la creşterea duratei de viaţă economică a

echipamentelor.