Das Funktionsprinzip einer analogen und digitalen Sprachkommunikation enthält die folgenden Funktionsblöcke:
- Mikrofon: Das analoge Sprachsignal wird durch ein Mikrofon in ein elektrisches Signal gewandelt.
- Filter: Das Sprachsignal wird mittels eines Bandpasses auf 3,4 kHz begrenzt.
- Abtastung: Erzeugung eines pulsamplitudenmoduliertes Signal (PAM) mit einer Abtastfrequenz von 8 kHz2.
- Quantisierung: Die Analogwerte werden den Quantisierungsstufen eines pulscodemodulierten Signals (PCM) zugeordnet und mit 8 Bit nichtlinear quantisiert3. Hierduch wird die Übertragungsqualität leiser Töne erhöht und damit der Signalrauschabstand verbessert.
→ Bei der digitalen Sprachübertragung werden pro Abtastwert 8 Bit übertragen: Abtastrate R = 8kHz ⋅ 8Bit = 64kBit∕s.
Ist das in Abb. 8.1.1 ein Telefon? Wozu ist das Kabel? Was ist das für eine Tastatur? Besteht das aus 2 Teilen?
Wozu werden die beiden runden Metallkapseln benötigt? Wozu sind da so große Spulen?
Die klassische Grundschaltung eines Telefons (siehe Abb. 8.1.2) mit (1) den akustischen Wandlern mit dem Mikrofon M und dem Lautsprecher F, (2) der Puls-Signalisierung über den Nummernschalter mit den Kontakten nsr und nsi und (3) der Echokompensation mit der Leitungsnachbildung mit RN und CN.
Bedeutung und Funktion der Baugruppen:
- C: Der Kondensator ermöglicht ein Klingeln des Telefons
mit Wechselstrom:
→ Offener Gleichstrompfad da GU offen ist.
- GU: Durch Abheben des Gabelumschalters wird eine
Gleichstromschleife geschlosen:
→ Signalisierung des Vermittlungswusches des Tln in der VSt!
→ Durch Öffnen der Gleichstromschleife für mehr als 370 ms wird das Ende des Gespräches signalisiert (Auslösen der Verbindung)!
- GGs: Der Gehörschutzgleichrichter — realisiert durch
2 antiparallel geschaltete Dioden — schließt große
Signalamplituden kurz:
→ Ein Gehörschutz vor lauten Schaltgeräuschen oder Knacken!
Das Sendesignal vom Mikrofon wird über die Mittenanzapfung gegensinig in die Spulen L1 und L2 eingespeist, so dass in der Spule L3 und damit im Höhrer das Sendesignal nicht zu hören ist. Die Parameter RN und CN der Leitungsnachbildung werden dazu adaptiv an die Leitungsparameter RL und CN abgepasst — heute realisiert mit hochintegrierten Digitalbausteinen4.
Anschluss von OVSt zum Teilnehmer über eine Kupferdoppelader
→ Duplexverbindung über das Gleichlageverfahren mit Echokompensation (siehe Abb. 8.1.3) : Komplex aber mit geringer Bandbreite. Bei Leitungsdurchmessern von 0,4mm sind Entfernungen zwischen OVSt und Teilnehmer bis 4,2km und mit 0,6mm bis 8km möglich.
→ Alternativ: Zeitgetrenntlageverfahren (TDD) oder Frequenzgetrenntlageverfahren (FDD)5
Die erste TAE-Dose ist der Übergabepunkt zwischen Netzbetreiber und Teilnehmer6.
→ Die erste TAE-Dose enthält einen passiven Prüfabschluss (PPA) mit einer im Normalbetrieb gesperrten Diode, mit dem der Netzbetreiber im Störfall den Fehler genauer eingrenzen kann, wie in Abb. 8.1.4 dargestellt .
Die Teilnehmer-Anschluss-Einheit (TAE-Dose, siehe Abb. 8.1.5 ) hat 6 mechanische Kontakte und 2 mechanische Kodierungen:
- F für Fernsprecheinrichtungen, z.B. Telefon
- N für Nicht Fernsprecheinrichtungen, z.B. Faxgeräte, Modems, Anrufbeantworter
→ W ist zum Anschluss einer zusätzlichen Klingel und E wäre die Erdleitung (zur Signaliserung eines Amtwunsches in TK-Anlagen).
Mehrere TAE-Dose können in Reihe geschaltet werden (siehe Abb. 8.1.6) :
- N-Geräte sind elektrisch vor T-Geräten. Sie schleifen intern La auf a2 und Lb auf b2 durch, wenn sie nicht aktiv sind.
- T-Geräte trennen La von a2 und Lb von b2, wenn sie eingesteckt werden, so dass nur ein T-Gerät angeschaltet ist.
→ Wird W mit a2 verbunden so klingelt eine an W und b2 angeschlossene Klingel auch dann, wenn kein Telefon eingesteckt ist.
Die Wahlinformationenen wurden beim analogen Telefon durch regelmäßige Unterbrechungen der Gleichstromschleife übertragen.
Die Wahl der Ziffer 3 wurde früher (bei der Pulswahl) so kodiert7:
Die Funktion der Kontakte des Nummernschalters ist:
- nsa-Kontakt
Kurzschluss aller nicht zur Wahl benötigten Komponenten zur Reduzierung des Schleifenwiderstandes.
- nsi-Kontakt
Erzeugung der Impulse entsprechend der gewählten Ziffer: 60 ms Offen und 40 ms Geschlossen (plus 2 zur Verbesserung des Gleichlaufs bei der Ziffer 1)
- nsr-Kontakt
Unterdrücken der zusätzlichen 2 Impulse (die in den mechanischen VSts auch als Schaltzeit zwischen 2 gewählten Ziffern benötigt wurde)
Bei der Tastwahl nach dem Mehrfrequenzwahlverfahren werden die Wahlinformationen durch zwei gleichzeitige Sinustöne (siehe Abb.8.1.8) kodiert.
→ Vorteil: Die Wahlinformationen werden unabhängig von der gewählten Zahl schneller übertragen.
