Принцип работы телефона

Одним из самых надежных видов связи, которые предназначены для передачи человеческой речи по проводам с помощью электротока является хорошо известная нам телефонная связь. Следует отметить, что самые разнообразные модификации телефонных установок издавна широко применяются как для обеспечения связи на больших расстояниях, так и при необходимости обеспечивать постоянную связь между архитектурно разобщенными служебными помещениями на крупных предприятиях, в офисных комплексах, торговых центрах. Рассмотрим простейший принцип работы телефона.

корпусные шкафы

В своей основе каждая телефонная установка включает три основных элемента: микрофон, провода связи, телефон. Главное предназначение микрофона — воспринимать и преобразовывать звук в электрическую энергию.

Телефон предназначен для преобразования электрической энергии, которая передается от микрофона по проводам, в звуковую. Следовательно, микрофон и телефон — два устройства, каждое из которых действует по обратному относительно другого принципу: микрофон преобразовывает энергию звука в электроэнергию, а телефон — наоборот, электрическую энергию преобразовывают в звуковую.

Наиболее распространенный микрофон современного типа конструктивно состоит из трех главных частей: угольной колодки, угольного порошка и мембраны. Подача питания осуществляется от аккумуляторной батареи (один полюс подсоединяется к мембране, второй — через сопротивление (К) к угольной колодке).

Рис. 1. Устройство микрофона: 1 — угольная колодка; 2—войлочное кольцо; 3 — угольный порошок; 4 — мембрана.

Самая распространенная модификация телефона имеет три основные составляющие: кольцевой постоянный магнит, две катушки с обмотками, которые надеваются на сердечники магнита, и мембраны. К концам обмотки катушек подсоединяются от микрофона телефонные провода связи.

Рис. 2. Устройство телефона: 1 — катушка; 2 — мембрана; 3 —постоянные магниты.

Звук к телефону от угольного микрофона происходит по следующему принципу. Звук воздействует на мембрану микрофона и заставляет ее колебаться, что становится причиной изменений плотности, а следовательно, электрического сопротивления угольного порошка. При изменении сопротивления угольного порошка в токе, который проходит по проводам связи, возникают пульсации, которые по сути состоят из двух составляющих — переменной и постоянной. Проходя по обмотке телефонных катушек, переменная составляющая электротока формирует переменный магнитный поток, накладываемый на постоянный магнитный поток, и вызывает пульсацию результирующего магнитного потока, а значит, приводит к колебаниям телефонной мембраны с частотой, которая симметрична частоте колебаний микрофонной мембраны. В итоге телефон воспроизводит речь, которая была передана через микрофон.

Принцип работы сотового телефона

В основе принципа функционирования работы осотового, или мобильного, телефона лежит цикл приема и передачи аналогового радиосигнала на различных высоких частотах.

Современные мобильные телефоны применяют для своей работы систему GSM, действующую по такому принципу на частотах 850, 900, 1800 и 1900 МГц.

Данная система объединяет три подсистемы: Base Station Subsystem (BSS), Network Switching Subsystem (NSS), Operation and Maintenance Centre (OMC). Рассмотрим каждую из подсистем подробнее.

Итак, Station Subsystem (BSS) — это система базовых станций, которая представляет собой объединенную в сеть совокупность вышек (приемных и передающих антенн), расположенных на крышах домов или на наземных, отдельно стоящих мачтах. Они могут располагаться на высотных трубах и вышках трансляторов разного рода. Принцип работы мобильного телефона таков, что, пока он включен, то постоянно имеет установленную связь с базовыми станциями, отслеживая сигнал в системе GSM. «Свою» сеть телефон выявляет в соответствии с заложенным в сигнале идентификатором.

Network Switching Subsystem (NSS) — это система коммутации и переключения, которая предполагает установление непосредственной связи абонентов друг с другом. Набирая номер в своем мобильном телефоне, вы, по сути, закладываете для системы информацию, которую она должна соответствующим образом обработать и связать с абонентом, которому вы звоните.

Operation and Maintenance Centre (OMC) — центр обслуживания и управления, место, где производится всесторонняя глобальная обработка информации всей системы. Обычно данный процесс предполагает обслуживание абонентов, других систем и т.п.

Телефон регистрируется в сети по принципу авторизации. Каждая сим-карта имеет индивидуальные коды идентификации IMSI и KI, которые содержатся в базе данных авторизационного центра. Осуществляется процесс регистрации по определенному алгоритму. В центр авторизации, или аутентификации, по базовым станциям (ретрансляторам) передаются идентификаторы. Центр отсылает обратно сигнал, в котором заключено случайное число, запускающее, в свою очередь, алгоритм вычислений одновременно на мобильном телефоне и в центре. Затем сравниваются оба сигнала, и при условии полного совпадения сим-карта успешно регистрируется в сети.

Добавить комментарий