Referat Analoge Telefontechnik - Die Funktionszustände eines Fernsprechapparates

Analoge Telefontechnik

Beispiel: Standard-Fernsprechapparat 'FeTAp 612-2'

Aufgaben der Endgeräte:

Vermittlungstechnik (Herstellen der Verbindung)

Übertragungstechnik (Übertragung von Informationen)

Die zweiadrige Hauptanschlußleitung ist also gleichzeitig Steuer- und Signalleitung

Die Funktionszustände eines Fernsprechapparates

Hörer ist aufgelegt

Nur der Wecker ist mit der Anschlußleitung über einen Kondensator verbunden. Das Endgerät ist mit Vermittlungsstelle über eine Stromschleife verbunden, es liegen von der Vermittlungsstelle 60V= an. Über C fließt kein Strom, da Gleichspannung anliegt (Schleife ist offen)

Anruf wird signalisiert

Vermittlungsstelle legt 60V~/25Hz an (Klingeln). Über C fließt ein Wechselstrom (ca. 5-10mA) durch den Wecker (=Glocke), das Telefon läutet. In neueren Apparaten ist der mechanische Wecker durch ein elektronisches Modul ersetzt, welches über einen Übertrager mit dahintergeschaltetem Gleichrichter während des Läutens mit Gleichstrom versorgt wird.

Hörer wird abgehoben

Der Gabelschalter wird betätigt. C wird über Widerstand R1(100 Ohm) kurzgeschlossen, es fließt ein Strom über die Sprecheinrichtung. Die Vermittlungsstelle erkennt den Stromfluß und schaltet auf 60V=, im Apparat fallen davon ca. 10V= ab (Spannungsteiler aus Leitungswiderstand (max. 3k) und Innenwid. der Apparates (600Ohm)). Es ergibt sich ein Schleifenstrom von ca. 20mA. Der Gleichspannung ist ein Signalton (Freizeichen) von 400 Hz überlagert.

W wird von La getrennt. Eine über W angeschlossene Zusatzklingel oder ein weiterer Apparat werden von der Anschlußleitung getrennt (Schutz vor Mithören und Vermeidung von zusätzlichem Stromfluß).

Aufbau von Selbstwahlverbindungen

Zur Zeit der Wählscheibentelefone war das Impulswahlverfahren das ausschließlich verwendete Verfahren, es wird seit mehreren Jahren vom Mehrfrequenzwahlverfahren abgelöst. Die Vermittlungsstellen erkennen meist automatisch beide Wahlverfahren. Beim Impulswahlverfahren (IWF) werden Wahlimpulse erzeugt. Die Zahl der Impulse entspricht der gewählten Ziffer (=serielle Übertragung). Impulsverhältnis 40/60ms (sehr langsam, z.B. beim Wählen einer 0 sind 10 Impulse erforderlich, d.h. 1s Übertragungsdauer). Bei jedem Impuls wird die Sprecheinrichtung kurzgeschlossen, der nsi (=Nummern-Schalter-Impuls) öffnet die Stromschleife entsprechend dem Impulsdauer/-pausenverhältnis

Beim Mehrfrequenzwahlverfahren (MFV) entspricht die erzeugte Tonfrequenz einer Ziffer (=parallele Übertragung). Die Übertragung einer Ziffer erfolgt schneller, als die Eingabe über die Tastatur erfolgen kann. Die Verbindung kann meist in Echtzeit hergestellt werden, d.h. Verbindung steht sofort nach Eingabe der letzten Ziffer

Weitere Steuerfunktionen: die Erdtaste

Taster (Schließer) verbindet die Zuleitung La mit der Klemme E zur Auswertung durch hausinterne Telefonanlagen (z.B. zum Verbinden, Ausgeführt auch als R-Taste, Erdsymbol, einzelner Knopf)

Die Sprecheinrichtung: Brückenschaltung zur Entkopplung von Mikrofon/Lautsprecher

Die Sprecheinrichtung ist im Prinzip eine Wheatstonesche Brücke, wobei die Stromquelle das Mikrofon und das Anzeigeinstrument der Lautsprecher ist. Im Idealfall (Brücke abgeglichen) wird somit das eigene Sprachsignal nicht vom eigenen Lautsprecher wiedergegeben. Der Lautsprecher wird dabei nicht direkt, sondern über einen Übertrager (entzspricht R1,R3) angeschlossen. R2 entspricht der Telefonleitung (Vierpol), und R4 einem Leitungsnachbild aus RN, CN mit den gleichen Eigenschaften wie der Vierpol.

Diese Brücke ist jedoch in der Praxis aufgrund der unterschiedlichen Leitungswiderstände nie vollständig abgeglichen, so daß meist das eigene Sprachsignal im Hörer wahrgenommen werden kann. Durch die Brückenschaltung tritt beim kommenden Signal (Spannungsteiler aus R3/R4) und beim gehenden Signal (Strom vom Mikrofon teilt sich durch beide Zweige auf) über die Leitung zur Gegenstelle (R2) ein Verlust von über 50% auf . Ein Teil dieser Verluste wird durch den hohen Wirkungsgrad des Kohlemikrofons (>100% bezüglich Umsetzung Schall -> El. Energie durch Stromfluß durch Mikrofon) jedoch wieder kompensiert.

Kabel-Anschlußbelegungen:

Codierung der Stecker (TAE)

F-Codierung (Fernsprecher)

N-Codierung (Nicht-Fernsprecher)

Die Codierung dient nur der festen Reihenfolge bei der Hintereinanderschaltung von mehreren Geräten, d.H. zuerst wird ein Nicht-Fernsprechgerät (Z.B. Modem,Fax, Anrufbeantworter), und dahinter ein Fernsprechgerät (Telefon) angeschlossen. Die Belegung der Anschlüsse der Stecker ist identisch.

Einfache Zusatzschaltungen

Anschluß von 2 Apparaten über W-Leitung

Ein Apparat wird direkt an die Anschlußleitung (La, Lb) geschaltet, der andere an dieLb und W-Leitung des ersten. Es läuten beide Apparate, und von beiden kann eine Verbindung aufgebaut werden

Problem: Apparat 2 kann vom App. 1 unterbrochen werden

Abhilfe: Warneinrichtung in App. 1 (Optische Anzeige bei benutztem Apparat 2)

Anwendung: Zusatz zu Funktelefon (Bei Stromausfall kann ein zusammen mit dem Funktetefon angeschlossenes einfaches Telefon verwendet werden)

Blockieren von abgehenden Verbindungen über Schlüsselschalter

Im Gerät: direktes Überbrücken des Nummernimpulsschalters

Extern: Überbrücken des Nummernimpulsschalters über W-Leitung

Problem: Wenn W-Leitung unterbrochen / nicht vorhanden (Japan-Tel.) wählen trotz blockiertem Schalter möglich

Gebührenzähler

Von der Vermittlungsstelle wird bei jeder Gebühreneinheit ein 16 KHz-Signal über die Anschlußleitung geschickt. Dieses Signal kann über einen Gebührenzähler erfaßt werden, der entweder separat parallel zur Anschlußleitung geschaltet wird oder in einen Telefonapparat integriert ist.

Problem: Das 16KHz-Signal kann zu Störungen bei Verbindungen über Telefaxgeräte oder Modems führen, da das Datensignal kurz überlagert wird.

Abhilfe: Verwendung eines Filters, welches das 16KHz-Signal ausblendet.

Wichtig: das Filter muß so plaziert werden, daß alle Datenübertragungsgeräte hinter dem Filter angeordnet sind, alle Gebührenzähler jedoch davor.

Warnung bei Unterbrechung der Anschlußleitung

In vielen Fällen ist es wünschenswert, aus Sicherheitegründen eine Unterbrechung der Anschlußleitung zu erkennen (z.B. Notrufmelder in Personenaufzügen,Verbindung von Alarmanlagen über das Telefunnetz mit der Polizei). Zu diesem Zweck schließt man parallel zum Apparat einen hochohmigen Widerstand an, der dessen Funktion nicht beeinflußt, aber auch bei aufgelegtem Apparat zu einen geringen Stromfluß führt. Dieser Strom kann an beliebiger Stelle in der Anschlußleitung mit einem in Serie geschalteten Optokoppler dedektiert und von einer Auswerteelektronik überwacht werden. So kann bei einer Unterbrechung eine Warnmeldung erzeugt werden.