Tổng quan về thiết bị đầu cuối máy điện thoại và sự phối hợp mạng

lời nói đầu Tiếp cận thông tin một cách nhanh chóng và chính xác là yếu tố tạo nên sức cạnh tranh, và có thể nói là sức sống của mỗi ngành, mỗi nghề trên phạm vi toàn cầu. Bởi lẽ thông tin đã đem lại những tin tức cập nhật trong và ngoài nớc đến với mỗi con ngời, nó phục vụ cho tất cả các mặt của đời sống xã hội, không có thông tin thì coi nh mất tất cả mọi sự diễn biến của xã hội. Vì vậy phát triển mạng thông tin là việc làm thờng xuyên quan trọng. Từ yêu cầu đó mà Đảng và nhà nớc ta đã có nhiều chính sách và chiến lợc để phát triển nền công nghệ thông tin, từ việc đầu t vốn và các thiết bị hiện đại cho nghành bu chính viễn thông nói riêng cũng nh các ngành có liên quan đến thông tin liên lạc nói chung để tiến tới hoà nhập thông tin toàn cầu . Trong quá trình học tập và tìm hiểu em thấy thiết bị đầu cuối là vấn đề rất cần thiết của mỗi quốc gia trong việc phát triển thông tin liên lạc phục vụ tăng trởng kinh tế và phát triển xã hội. Nó giúp chúng ta quan hệ, trao đổi với các nguồn thông tin trong và ngoài nớc một cách nhanh nhất. Với tầm quan trọng nh vậy nên em muốn đi sâu vào lĩnh vực này để nâng cao trình độ cho bản thân, đồng thời góp phần vào việc xây dựng và phát triển ngành Bu chính viễn thông nói riêng và nghành thông tin liên lạc nói chung ngày càng hiện đại và đa dạng thông qua đề tài nghiên cứu Tổng quan về thiết bị đầu cuối- máy điện thoại và sự phối hợp mạng, đề tài đợc chia làm ba chơng: Chơng 1: Trình bày một cách tổng quan về các thiết bị đầu cuối, sơ đồ cấu tạo, sơ đồ nguyên lý, nguyên tắc làm việc, vị trí trong mạng thông tin mỗi thiết bị. Chơng 2: Trình bày về máy điện thoại và sự phối hợp để tổ chức thành mạng điện thoại, các yêu cầu cơ bản, nguyên tắc cấu tạo và làm việc của máy điện thoại, các thành phần hệ thống và của cả mạng điện thoại. 1 Chơng 3: Trình bày chi tiết về mấy điện thoại ấn phím SIEMENS 802, vì đây là máy điện thoại phổ thông nhất hiện nay trong mạng thông tin điện thoại của nớc ta. Trong quá trình thực hiện đề tài em đã hết sức cố gắng nhng do khả năng và thời gian cũng nh nguồn tài liệu hạn hẹp nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy rất mong đợc sự chỉ bảo của các Thầy, Cô giáo cũng nh các bạn sinh viên. Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của các Thầy, Cô giáo, các bạn Sinh viên trong và ngoài Khoa Vật lý, Trờng Đại học Vinh để em có thể hoàn thành đề tài này. 2 Mục lục Lời nói đầu 1 Chơng 1 Tổng quan về thiết bị đầu cuối 3 I Lịch sử và sự phát triển công nghệ 3 II Thiết bị đầu cuối âm thanh 4 1 Âm thanh 4 2 Tiếng nói 5 3 Thính giác 5 4 Tín hiệu điện thanh 6 5 Băng tần điện thoại và việc biến đổi phổ tín hiệu 7 6 Độ nghe rõ, độ trung thực và méo 7 7 Các bộ biến đổi điện thanh 8 7.1 Micrô 8 7.2 Loa 13 III Thiết bị đầu cuối Bu điện 16 1 Điện báo truyền chữ 16 2 Truyền ảnh tĩnh FAX 18 IV Các thiết bị hiển thị, vào ra số liệu 23 1 Màn hình 23 2 Bàn phím 24 3 Bộ Quét đọc số liệu Scaner 24 V Các bộ nhớ 24 1 Đĩa mềm 24 2 Bộ nhớ bọt từ 25 3 Đĩa CD 25 4 ổ đĩa cứng 25 5 Băng, bìa đục lỗ 25 6 Bộ nhớ bán dẫn 25 Chơng 2 Máy điện thoại và sự phối hợp mạng 26 I Máy điện thoại 26 1 Các chức năng cơ bản 26 2 Sơ đồ khối 26 3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các khối 28 II Máy điện thoại không dây 37 1 Máy điện thoại không dây tơng tự 37 2 Máy điện thoại không dây số 38 III Mạng và sự phối hợp mạng 40 1 Tổ chức kỷ thuật 40 2 Các thành phần hệ thống 42 Chơng 3 Khai thác máy điện thoại ấn phím SIEMENS 802 44 I Tổng quát về máy 44 1 Cấu trúc máy 44 3 2 Tính năng kỷ thuật 45 II Sơ đồ nguyên lý 46 III Nguyên lý làm việc của máy 46 1 Khối chuông 47 2 Khối nguồn 49 3 Mạch phát xung 49 4 Mach phát Tone 51 5 Mạch đàm thoại 51 6 Mạch diệt tiếng Click 51 IV Một số hỏng hóc, phán đoán, sửa chữa 51 1 Tieu chuẩn của một máy tốt 51 2 Các h hỏng thờng gặp, nguyên nhân và cách khắc phục 52 Kết luận chung 53 Tài liệu tham khảo 54 Chơng 1. Tổng quan về thiết bị đầu cuối I. Lịch sử và sự phát triển công nghệ Trong suốt tiến trình lịch sử của xã hội loài ngời, thông tin xuất hiện đầu tiên là việc phát ngôn ra ngôn ngữ, đó là cuộc cách mạng truyền thống lớn nhất. Về sau con ngời đã biết dùng các ký hiệu, ám hiệu để truyền đạt thông tin và lu trữ thông tin bằng chữ viết, và đây đợc coi là cuộc cách mạng thông tin thứ hai, nó lớn hơn cuộc cách mạng trớc đó. Từ cuối thế kỷ 18 đầu thế kỷ 19 việc truyền thông tin và lữu trữ thông tin đã đợc bắt đầu phát triển và sử dụng rộng khắp, vào năm 1876 tổng đài điện thoại đầu tiên đợc thiết lập ngay sau khi Alexander Graham Bell phát minh ra máy điện thoại, kế đó là hệ thống các đài phát thanh và truyền hình. Thời gian này đã làm thay đổi thế giới của chúng ta rất nhiều. Năm 1939 dịch vụ phát sóng truyền hình thờng xuyên đợc bắt đầu lần đầu tiên trong lịch sử vào những năm 60 các máy điện toán mini có bộ nhớ kiểu bong bóng, cáp quang và các loại máy phân chia thời gian đợc áp dụng và thơng mại hoá một cách thành 4 công. Đến thập kỷ 70 thì các loại đĩa video, máy điện toán đồ hoạ, truyền ảnh qua vệ tinh và các tổng đài điện tử đợc đa vào sử dụng. Các phát minh lớn, các phát hiện liên quan đến công nghệ thông tin điện tử đã xảy ra suốt 200 năm qua cũng nh xu hớng phát triển trong tơng lai đã cách mạng hoá thế giới của chúng ta. Trở lại tình hình trong nớc, trớc đây các thiết bị đầu cuối ở nớc ta còn rất lạc hậu, mạng điện thoại chỉ dùng cho các ngành đặc biệt, các tổng đài nhân công các máy điện thoại loại đĩa quay số có cấu tạo đơn giản, các cuộc gọi chỉ ở mức quy định và phải chuyển tiếp qua trung gian, nếu có nhiều cuộc gọi cùng thực hiện thì ngời gọi phải chờ đến khi tổng đài rỗi hoặc là hẹn trớc vào một giờ nhất định. Nhng ngày nay với sự phát triển của công nghệ mạng cũng nh các thiết bị đầu cuối rất đa dạng với nhiều chủng loại khác nhau, có thể phục vụ trong mọi điều kiện không gian và thời gian và đến nay mạng điện thoại đã phủ khắp mọi miền đất nớc. Các máy điện thoại thế hệ mới đợc phát triển trên nguyên tắc kế thừa và duy trì thế hệ cũ, nó chỉ phát triển các chức năng mới để cho con ngời tiện sử dụng trong công việc và sinh hoạt với sự phát triển của công nghệ thì chất lợng dịch vụ điện thoại và phi thoại nh Telex, Fax, Internet.ngày càng đợc nâng cao. II. Thiết bị đầu cuối âm thanh 1. Âm thanh Khái niệm: Âm thanh là do các vật thể dao động phát ra dới dạng sóng âm. Sóng âm là sự biến đổi các tính chất của môi trờng đàn hồi khi năng lợng âm truyền qua. Sóng âm có thể truyền trong môi trờng rắn, lỏng, khí nhng lại không truyền đợc trong môi trờng chân không. Giả sử trong môi trờng không khí: Khi vật dao động thì làm cho các lớp không khí ở về hai phía của vật bị nén và giãn, các trạng thái nén và giãn lần lợt lan truyền từ vật dao động (nguồn âm) tới nơi nhận âm dới dạng sóng dọc. Quá 5 trình này sẽ bị tắt dần do năng lợng âm bị tiêu hao vì sinh nhiệt. Cờng độ âm càng lớn thì âm thanh truyền đi càng xa. Các đại lợng đặc trng của âm thanh Tần số âm là: số lần giao động âm trong một giây (sec) đợc ký hiệu là f và đơn vị đo là Hezt ( Hz ) Chu kỳ: Là thời gian của một dao động âm toàn phần, đợc ký hiệu là T và đơn vị là đơn vị thời gian giây (sec) T = f 1 Tốc độ truyền âm: Là tốc độ truyền năng lợng âm, tốc độ truyền âm phục thuộc vào đặc điểm Hoá - Lý của môi trờng, đơn vị là m/s. Cờng độ âm: Là năng lợng sóng âm truyền trong một đơn vị thời gian qua một đơn vị diện tích mặt vuông góc với phơng truyền âm, đơn vị là dB. Thanh áp: Biểu thị của sự biến thiên áp suất tổng xung quanh áp suất tĩnh P 0 P = P - P 0 Đơn vị áp suất: P a =N/m 2 Âm sắc: Trong thành phần của âm thanh, ngoài tần số cơ bản thì còn có các sóng hài, các thành phần tần số này biểu diễn sắc thái của âm, âm sắc là một đặc tính của âm thanh, nhờ đó má tai ngời cảm nhận đợc âm trầm, bổng, phân biệt đợc tiếng của các nhạc cụ, của các ngời khác nhau. Âm lợng: Là mức độ to nhỏ của nguồn âm. 2. Tiếng nói Cơ quan phát âm của con ngời bao gồm thanh đới, thanh quản, khoang miêng, mũi và các tổ chức liên quan. Khi nói, Luồng không khí thổi từ phổi làm thanh đới dao động phát ra âm thanh và đợc khoang miệng, các hốc trong miệng lỡi và môi tạo thành buồng cộng hởng, cộng hởng các tần số khác nhau. Tiếng nói đợc phân loại thô thành âm vô thanh và âm hữu thanh. Âm hữu thanh do thanh đới dao động đa ra thanh quản và có tần số f 0 ( f 0 nằm trong 6 khoảng 70 ữ 450 Hz ) và đợc gọi là tần số cơ bản. Âm vô thanh có bản chất của tạp âm, nó đợc tạo ra do sự phụt hơi qua các khe trong khoang miệng. 3. Thính giác Tai ngời có thể cảm thụ các âm thanh có tần số trong khoảng từ ( 16 ữ 20.000 Hz ), dải tần này đợc gọi là âm tần, âm có tần số dới 16 Hz gọi là hạ âm và trên 20.000 Hz gọi là siêu âm. Cả sóng hạ âm và siêu âm thì tai ngời hoàn toàn không có khả năng cảm thụ. Tai ngời có khả năng phân biệt đợc 2500 âm trầm bổng với 130 mức to nhỏ khác nhau, mỗi mức cách nhau 1dB, nói cách khác thì độ nhạy của tai tỷ lệ thuận với Logarit của các tần số và Logarit của thanh áp. Cảm thụ về tần số thể hiện độ to, nhỏ của âm và thể hiện các ngỡng Ngỡng nghe đợc: Là mức thanh áp nhỏ nhất của một âm đơn mà tai ngời còn cảm thụ đợc, ngỡng này là mức chuyển tiếp giữa 2 trạng thái nghe đợc và không nghe đợc, nó phụ thuộc vào tần số, lứa tuổi và nguồn âm. Ngỡng chói tai: Là mức thanh áp lớn nhất của âm đơn, mà tai ngời còn chịu đợc, ngỡng chói tai phản ánh khả năng chịu đựng của tai ngời, nếu vợt quá sẽ gây tổn thơng không phục hồi đến thính giác. Mức âm lợng: M ( Ben ) = lg 0 I I Với I 0 là cờng độ âm làm chuẩn. Và I là cờng độ âm đợc xét. Một đặc tính của tai ngời là có khả năng thu nhận và phân biệt đợc các âm tổng hợp, nếu có 2 âm thanh trở lên cùng tác động đến tai thì âm có cờng độ lớn hơn sẽ át âm yếu hơn, nhng nếu tỷ số đó không đủ lớn thì tai ngời sẽ thu nhận cả hai và làm giảm độ rõ của âm chính. Hiện tợng đó gọi là chèn tiếng, trong kỹ thuật thông tin điện thoại cần lu ý xử lý hiện tợng này. 4. Tín hiệu Điên thanh Tín hiệu điện thanh là tín hiệu điện mang tin tức âm thanh, tín hiệu điện thanh đợc truyền dẫn, lu trữ để đa đến loa và tai nghe . 7 Các đặc tính của tín hiệu điện thanh đó là mức động, dải động và băng tần. Các đặc tính này liên quan chặt chẽ tới yêu cầu của điện thoại là độ nghe sẽ rõ và độ hiểu. 4.1. Mức động Do đặc điểm quán tính của thính giác, tức là tai ngời chỉ cảm thụ các nhân tố tác động của âm sau một khoảng thời gian nhất định, và tại thời điểm đang xét cảm thụ của thính giác không chỉ đợc xác định bởi công suất tín hiệu tại thời điểm đó mà còn bởi các giá trị vừa qua của tín hiệu . Vậy: mức động là cảm thụ thính giác có đợc nhờ tính quân bình trong một khoảng thời gian xác định các giá trị tức thời đã san bằng của tín hiệu đó. E (f 1 ) = T 1 1 0 exp( - T tt 1 ) u(t)dt Giá trị e T tt 1 biểu thị đặc tính giảm dần của các đại lợng tác động đã qua. 4.2. Dải động Mức động biến đổi ngẫu nhiên theo thời gian, bằng phơng pháp thống kê ta định nghĩa dải động là dải các giá trị có thể của mức động, nó nằm giữa hai mức cực đại và cực tiểu . Dải động có thể biến đổi đợc bằng phơng pháp nén hoặc giãn, và đây là nhu cầu thực tiễn của kỷ thuật nhằm tận dụng công suất của máy phát, tăng tỷ số tín hiệu trên nhiều ( S/N ), giảm tác hại của méo . 5. Băng tần điện thoại và việc biến đổi phổ tín hiệu Qua nghiên cứu ngời ta thấy năng lợng tiếng nói tập trung trong khoảng tần số từ 500 ữ 2000Hz, còn trong khoảng tần số khác thì năng lợng không đáng kể. Nhng nếu băng tần số càng đợc mở rộng thì tiếng nói càng trung thực, chất lợng âm thanh càng cao. Trong thông tin điện thoại chủ yếu là yêu cầu về độ nghe rõ, vì vậy nếu truyền cả băng tần tiếng nói thì yêu cầu của kênh thoại, các thiết bị kỷ thuật 8 càng cao. Cho nên băng tần điện thoại hiện nay đợc chọn từ 300ữ 3400 Hz, gọi là băng tần truyền dẫn hiệu dụng của điện thoại. Để giảm tác hại của nhiều hay để bù trừ méo tần số ngời ta thờng dùng các phơng pháp biến đổi phổ tín hiệu bằng các bộ lọc thụ động, bộ lọc số hay bộ lọc tích cực. 6. Độ nghe rõ, độ trung thực và méo 6.1. Độ nghe rõ: Là tỷ số giữa phần tử tiếng nói đợc nhận đúng trên tổng số phân tử tiếng nói đợc truyền đi. Phần tử tiếng nói ở đây có thể là âm tiết, từ, bản tin 6.2. Độ hiểu: Độ hiểu lại tuỳ thuộc vào chủ quan của từng ngời, nhng thông th- ờng độ nghe rõ đạt trên 85% thì độ hiểu rất tốt, còn nếu độ nghe rõ giảm dới 75% thì độ hiểu rất kém. 6.3. Độ trung thực: Là tỷ số giữa các giọng nói mà ngời nghe nhận biết đúng trên tổng số các giọng nói đợc truyền đạt. Độ trung thực là chỉ tiêu chất lợng cao cấp hơn so với độ nghe rõ từ. 6.4. Méo: Là sự không trung thực của âm nhận đợc so với âm gốc khi truyền tín hiệu điện thanh. Méo phụ thuộc vào đặc tính không gian của nguồn âm, Studio Méo tần số: Hay còn gọi là biên tần, méo này xuất hiện do đặc tuyến biên độ - tần số của kênh dẫn không đủ rộng và không bằng phẳng. Méo pha: Do đặc tuyến pha tần cố của kênh không tuyến không tính theo tần số. Méo phi tuyến : Do đặc tính truyền đạt của kênh dẫn gây ra, sự biến đổi phi tuyến của kênh làm xuất hiện những thành phần tần số mới ( các hài bậc cao ) ở đầu ra. Méo giao thoa : Do sự giao thoa của hai tín hiệu ở đầu vào f 1 và f 2 làm đầu ra xuất hiện các thành phần tần số không bội của f 1 và f 2 . 7. Các bộ biến đổi điện thanh 7.1. Micrô ( ống nói ) 9 Micrô là hệ phức hợp gồm các phân hệ âm học, cơ học, điện từ học, tơng tác với nhau, micrô có các đặc điểm sau: Micrô có đặc điểm là làm càng nhỏ càng tốt (về kích thớc) và hình dạng phù hợp để việc thu âm đợc trung thực. Độ nhạy hớng trục của Micrô là tỷ số điện áp đầu ra với thanh áp tác động đầu vào khi hớng truyền âm ngợc hớng trục âm của Micrô. p u o = ( 2 / mN mV ) p: là thanh áp tại vị trí đặt Micrô Nếu độ nhạy của Micrô không thay đổi theo các góc tới khác nhau của âm thì Micrô đó là vô hớng. Đặc tuyến hớng: Là tỷ số giữa độ nhạy với độ nhạy hớng trục. H ( ) = là góc lệch giữa hớng truyền âm và trục âm của Micrô. Đặc tính tần số: Là sự phụ thuộc của độ nhạy hớng trục vào tần số âm: )( Tạp âm nội bộ: Đợc xác định là: N = 20lg th ta u u Khi thanh áp P = 1 à bar tác động vào Micrô. Micrô có nhiều loại: tĩnh điện, điện động, áp điện, bột than . 7.1.1. Micrô hệ điện động Cấu tạo: tấm dẫn từ cuộn dây màng nếp gấp tấm dẫn từ nam châm vĩnh cửu N S Hình 1: Cấu tạo micrô điện động 10 . Tổng quan về thiết bị đầu cuối- máy điện thoại và sự phối hợp mạng, đề tài đợc chia làm ba chơng: Chơng 1: Trình bày một cách tổng quan về các thiết bị. các khối 28 II Máy điện thoại không dây 37 1 Máy điện thoại không dây tơng tự 37 2 Máy điện thoại không dây số 38 III Mạng và sự phối hợp mạng 40 1 Tổ chức