ЭНЦИКЛОПЕДИЯ
ТЕЛЕФОННОЙ 
ЭЛЕКТРОНИКИ

Стивен Д. БИГЕЛОУ
Джозеф Д. КАРР
Стив ВИНДЕР

Москва, 2007

Oglavlenie.qxd  07.02.2007  17:17  Page 1

Oglavlenie.qxd  07.02.2007  17:17  Page 2

Энциклопедия
телефонной 
электроники

Стивен Д. БИГЕЛОУ
Джозеф Д. КАРР
Стив ВИНДЕР

Москва, 2007

Oglavlenie.qxd  07.02.2007  17:17  Page 3

УДК 
621.396.6
ББК
32.872
Б59

Бигелоу С. Д., Виндер С., Карр Д. Д.
Энциклопедия телефонной электроники. — М.: Издательский дом «ДМКпресс»,
2007. — 576 с. 

ISBN 5970600148 

В книге описано все, что связано с таким всеобъемлющим понятием как «теле
фония» — начиная с устройства и работы самого простого дискового телфонного
аппарата и заканчивая вопросами использования оптоволоконных кабелей в систе
мах связи, телевидения высокой четкости и кабельным модемам.
Также в книге приводятся схемы соглосования телефонных аппаратов с абоне
нтской линией связи, объясняются основные принципы использования цифровых
сигналов для передачи информации, рассматриваются системы коммерческой свя
зи, голосовой почты, улучшения качества приемапередачи, спутниковая и мобиль
ная связь.
Издание послужит весьма существенным и обширным  источником знаний для
техников, инженеров, студентов ведущих университетов и для всех тех, кого инте
ресуют проблемы использования современных достижений электроники в сред
ствах телекоммуникаций.

ББК 32.872
УДК 621.396.6

No part of this publication may be reproduced, stored in a retrieval system, or transmitted in any form or
by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording, or otherwise, without the prior written per
mission of the publisher.

Все права защищены. Никакая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни
было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельца авторских
прав.
Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но поскольку вероятность наличия
технических ошибок все равно существует, издательство не может гарантировать абсолютную точность
и правильность приводимых сведений. В связи с этим издательство не несет ответственности за воз
можный ущерб любого вида, связанный с применением или неприменимостью любых материалов дан
ной книги.

ISBN 0750671750 (анг.)
Copyright © 2001 by ButterworthHeinemann.
ISBN 5970600148  
© Перевод на русский язык, оформление 
Издательский дом ДМКпресс, 2007

Б59

Oglavlenie.qxd  07.02.2007  17:17  Page 4

Оглавление

ПРЕДИСЛОВИЕ.........................................................................................19
ГЛАВА 1. СИСТЕМА ТЕЛЕФОННОЙ СВЯЗИ..........................................25
Краткий экскурс в историю вопроса....................................25
Телефонный аппарат.............................................................27
Абонентская линия связи......................................................28
Осуществление вызова.....................................................29
Набор номера телефона...................................................32
Импульсный набор ......................................................32
Тональный набор номера ............................................32
Соединение телефонов ....................................................33
Звонок на вызываемом телефоне...................................33
Ответ на вызов..................................................................33
Процесс разговора по телефону .....................................33
Окончание разговора........................................................34
За пределами абонентской линии связи ........................34
Абонентские телефонные сети общего пользования ........35
Система обозначения телефонных станций...................35
Организация взаимодействия между отдельными АТС....35
Структура сетей связи......................................................37
Районные или местные сети.......................................37
Территориальные сети.................................................39
Сети дальней связи......................................................39
Способы передачи информации...........................................40
Передача аналоговых сигналов .......................................41
Ширина полосы пропускания звукового канала .......41
Уровень сигнала в голосовом канале.........................42
Шумы голосового канала............................................45
Мультиплексирование, или уплотнение каналов ......46
Передача сигналов управления .......................................49
Передача сигналов с использованием
постоянного тока .........................................................49
Тональные сигналы......................................................50
Цифровые сигналы управления и контроля..............52
Передача сигналов между АТС
с использованием общего канала ..............................53
Цифровой метод передачи ..............................................54

5

Oglavlenie.qxd  07.02.2007  17:17  Page 5

Системы коммутации ............................................................56
Ручное коммутирование линий связи.............................56
Передовые методы управления процессом коммутации...58
Шаговый искатель .......................................................58
Система общего контроля................................................61
Координатное поле......................................................62
Электромеханический вариант системы....................62
Герметизированные язычковые реле, или герконы....65
Цифровые телефонные станции.....................................66
Абонентские линии связи и магистральные линии .......67
Технические средства обслуживания
систем передачи сигналов ...................................................69
Проводные технические средства и оборудование........69
Аналоговые каналы передачи информации ...................69
Цифровые каналы передачи информации .....................71
Технические средства обслуживания
межстанционных сигналов управления
с общим каналом.........................................................72
Используемые для передачи информации
физические среды............................................................74
Проводные средства связи .........................................74
Радиосредства..............................................................75
Оптоволоконный кабель..............................................76
Условия для нормальной работоспособности
систем связи..........................................................................78
Регистрация телефонного оборудования............................80
Контрольные вопросы к главе 1 ..........................................81

ГЛАВА 2. ТРАДИЦИОННЫЙ ТЕЛЕФОННЫЙ АППАРАТ.......................83
Предварительные замечания к главе .................................83
Рычаги телефонного аппарата ............................................83
Телефонная трубка лежит на рычагах аппарата ............83
Трубка снята с рычагов аппарата ....................................83
Импульсный набор номера ...................................................85
Синхронизация импульсов...............................................85
Выявление (распознавание) импульсов набора.............87
Подавление звуков речи и подзванивания
звонка телефона ...................................................................87
Тональный набор номера......................................................89
Генерирование тонального сигнала.................................90

Оглавление

6

Oglavlenie.qxd  07.02.2007  17:17  Page 6

Распознавание тональных сигналов ...............................92
Сравнение времени, затрачиваемого
на набор номера различными методами........................92
Сопряжение генератора двухтональных
многочастотных сигналов с линией связи......................93
Питание схем телефона ..............................................94
Уровни сигналов ..........................................................94
Искажения....................................................................95
Импеданс, или полное комплексное
сопротивление .............................................................96
Потери на отражение...................................................96
Преимущества использования метода
двухтональных многочастотных сигналов......................96
Микрофон...............................................................................97
Конструкция микрофона..................................................97
Принцип работы микрофона ...........................................98
Влияние длины проводов линии связи или шлейфа.....98
Компенсация изменения сопротивления,
связанного с изменением длины линии связи.............100
Искажения.......................................................................101
Применение микрофонов других типов .......................101
Электродинамический микрофон ............................102
Электретный микрофон ............................................103
Телефонный капсюль..........................................................104
Электромеханический звонок.............................................105
Принцип действия звонка ..............................................107
Генератор вызывного сигнала .......................................108
Распознавание постоянного тока шлейфа
при прохождении вызывного сигнала ..........................110
Функция гибридной системы..............................................112
Работа гибридной системы............................................114
Сигнал самопрослушивания ..........................................116
Электронные модели телефонных аппаратов..................117
Эквивалентная схема......................................................117
Что нового удалось узнать в этой главе?.........................121
Контрольные вопросы к главе 2........................................123

ГЛАВА 3. ЭЛЕКТРОННЫЕ СХЕМЫ В ЦЕПЯХ ПРОХОЖДЕНИЯ
РЕЧЕВОГО СИГНАЛА.............................................................................125
Предварительные замечания о содержании главы.........125

Оглавление

7

Oglavlenie.qxd  07.02.2007  17:17  Page 7

Требования к абонентскому шлейфу относительно
постоянного тока .................................................................126
Принципиальная схема дуплексного речевого канала ....129
Схемы защиты интегральных микросхем.........................131
Защита от перенапряжений в телефонной линии .......131
Защита схемы при обратной полярности
включения напряжения..................................................131
Стандартная мостовая схема выпрямления .................132
Мостовая схема выпрямления с низким
значением прямого падения напряжения.....................133
Цепи прохождения речевого сигнала ................................134
Сопряжение с линией связи
по постоянной составляющей ............................................136
Схема компенсации длины шлейфа..............................136
Стабилизаторы выходных напряжений ........................138
Цепи микрофона..................................................................140
Напряжение смещения на микрофоне .........................140
Предусилитель микрофона............................................141
Передающий усилитель .................................................142
Усилитель сигнала самопрослушивания.......................142
Схема сопряжения с телефонной линией
по переменной составляющей.......................................143
Цепи приема поступающего сигнала .......................144
Усилитель поступающего сигнала.................................144
Схема, задающая режим «Отключение звука»,
и выбор режима набора номера....................................146
Схема подключения (интерфейс)
номеронабирателя .....................................................147
Согласование линии ..................................................147
Компенсация уровня громкости в телефонном
аппарате......................................................................149
Применимость и технические характеристики
интегральных микросхем, разработанных
для цепей прохождения речевого сигнала ..............151
Что нового удалось узнать в этой главе?.........................154
Контрольные вопросы к главе 3........................................156

ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРОННЫЕ СХЕМЫ НАБОРА НОМЕРА
И ВЫЗЫВНОГО СИГНАЛА....................................................................159
Предварительные замечания о содержании главы....159

Оглавление

8

Oglavlenie.qxd  07.02.2007  17:17  Page 8

Интегральные микросхемы, использующиеся
для импульсного набора номера...................................159
Повторный набор номера...............................................160
Мощность, потребляемая электронными схемами и
изменения напряжения во время переходных процессов....161
Мощность, потребляемая электронными схемами......161
Высокие напряжения, возникающие
при переходных процессах ............................................162
Схемы импульсного набора номера ..................................164
Параллельное включение схемы номеронабирателя
и цепей прохождения речевого сигнала.......................165
Последовательное включение схемы
номеронабирателя и цепей прохождения
речевого сигнала ............................................................166
Основная функция электронного импульсного
номеронабирателя..........................................................166
Применение интегральных схем в импульсных
номеронабирателях ........................................................170
Использование интегральных микросхем для
двухтонального многочастотного набора.........................173
Пример применения интегральной микросхемы .........174
Форма выходного сигнала.............................................177
Реальный пример применения интегральных
микросхем ..................................................................179
Комбинированные номеронабиратели...............................179
Применяемые на практике интегральные микросхемы...180
Электронный звонок............................................................182
Однотональный электронный звонок............................183
Стабилизация напряжения.............................................183
Схема блокировки подзванивания телефона при
импульсном наборе ........................................................184
Генерация тонального сигнала
и выходной звуковой сигнал .........................................184
Недостатки однотонального звонка..............................185
Многотональный электронный звонок .........................186
Стабилизация напряжения.............................................187
Схемы, блокирующие подзванивание
телефона при наборе номера........................................187
Схема генерации тональных сигналов..........................189
Выходные каскады .........................................................190

Оглавление

9

Oglavlenie.qxd  07.02.2007  17:17  Page 9

Пример исполнения схемы электронного звонка.............191
Выпрямление и защита от перенапряжений ................192
Генератор тональных сигналов......................................193
Выходной усилительный каскад....................................194
Телефонный аппарат, полностью собранный
на интегральных микросхемах...........................................195
Что нового удалось узнать в этой главе?.........................197
Контрольные вопросы к главе 4........................................199

ГЛАВА 5. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В
СИСТЕМАХ ТЕЛЕФОННОЙ СВЯЗИ......................................................201
Предварительные замечания о содержании главы.........201
Телефонный аппарат на однокристальной
интегральной микросхеме МС34010..................................201
Линейный интерфейс.....................................................202
Цепи прохождения речевого сигнала............................204
Тональный номеронабиратель.......................................205
Схема подачи вызывного сигнала.................................206
Использование микропроцессора......................................206
Выбор типа микропроцессора .......................................207
Интерфейс микропроцессора........................................208
Способ передачи данных................................................209
Считывание......................................................................209
Запись..............................................................................210
Другие сигналы управления ..........................................211
Пример использования интегральной микросхемы,
предназначенной для телефонии ......................................211
Спикерфоны.........................................................................215
Функциональные возможности спикерфонов .............219
Интегральные микросхемы, разработанные
для применения в спикерфонах.........................................220
Цепь ослабления сигнала...............................................222
Датчики уровня сигнала.................................................224
Усилители........................................................................224
Пример практического использования интегральной
микросхемы МС34118....................................................225
Добавление в спикерфон расширенных
логико-информационных возможностей .....................228
Что нового удалось узнать в этой главе?.........................229
Контрольные вопросы к главе 5........................................231

Оглавление

10

Oglavlenie.qxd  07.02.2007  17:17  Page 10

ГЛАВА 6. ТЕХНИКА ЦИФРОВОЙ ПЕРЕДАЧИ......................................233
Предварительные замечания о содержании главы.........233
Цифровые сигналы .............................................................233
Одноразрядные цифровые сигналы..............................233
Многоразрядные цифровые сигналы —
с последовательной поразрядной передачей...............234
Многоразрядные цифровые сигналы —
с параллельной поразрядной передачей ......................236
Каким образом представляются числа?.......................239
Представление информации с использованием
двоичных кодов ..............................................................240
Преобразование сигналов ..................................................241
Преобразование аналогового сигнала
в цифровую форму ........................................................242
Преобразование цифрового сигнала в аналоговый ....243
Преимущества и недостатки применения
цифровых систем телефонной связи ................................243
Преимущества цифровых систем связи .......................243
Снижение издержек при использовании
интегральных микросхем общего назначения.........243
Функции, выполняемые с использованием
интегральных микросхем широкого применения ...244
Более простое осуществление
мультиплексирования................................................246
Более простое осуществление
управления и контроля..............................................246
Более высокая помехозащищенность
в присутствии шумов.................................................247
Значительное снижение перекрестных помех.........247
Возможность смешивания цифровых сигналов .....248
Недостатки метода цифровой передачи.......................248
Пропускная способность канала связи
по информационной емкости...................................251
Многократность аналого-цифрового
преобразования сигнала ...........................................251
Влияние условий окружающей среды
на передачу сигналов ................................................252
Интерфейс поддержки аналоговых систем.............253
Необходимость использования более

Оглавление

11

Oglavlenie.qxd  07.02.2007  17:17  Page 11

широкой полосы пропускания..................................254
Точное и синхронизированное распределение
во времени .................................................................254
Преобразование сигнала в цифровую форму ..................257
Дискретизация аналогового сигнала ............................258
Амплитудно-импульсная модуляция.............................259
Кодово-импульсная модуляция.....................................260
Дискретизация ................................................................261
Кодирование....................................................................263
Линейный кодер.........................................................263
Компандирование ......................................................265
Компандирование с использованием
μ-характеристики.......................................................266
Компандирование с использованием
А-характеристики.......................................................268
Дельта-модуляция......................................................270
Кодеры источника......................................................272
Мультиплексирование с разделением во времени ..........272
Синхронные и асинхронные системы ...........................273
Чередование битов и кодовых групп
при уплотнении каналов передачи данных...................274
Синхронизация................................................................274
Формат передачи цифровых данных Т1.......................277
Стандарт высокоскоростной передачи
цифровых данных Т3 .....................................................279
Форматы цифровых каналов передачи Т4 и Т5...........281
Европейская система и скорость передачи данных.....282
Стандарт синхронной оптической сети SONET
и Европейский стандарт на волоконно-оптические
средства связи SDH........................................................284
Системы рационального использования
телефонных кабельных пар...........................................285
Аналоговые и цифровые системы
мультиплексной передачи..............................................285
Сети связи ISDN и xDSL .................................................286
Передача сигналов в кодовой группе при импульсно-
кодовой модуляции ........................................................287
Что нового удалось узнать в этой главе?.........................288
Контрольные вопросы к главе 6........................................290

Оглавление

12

Oglavlenie.qxd  07.02.2007  17:17  Page 12

ГЛАВА 7. ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ
В РАЙОННЫХ АТС .....................................................................293
Предварительные замечания о содержании главы.........293
Абонентская телефонная линия.........................................294
Стандартные интерфейсы районных АТС .........................295
Интерфейс абонентской линии связи ................................296
Батарейное питание........................................................296
Защита от перенапряжений...........................................297
Подача вызывного сигнала............................................297
Подача сигналов управления и контроля......................297
Подача сигнала через шлейф ...................................298
Подача сигнала через «землю» ................................298
Контроль подачи сигналов при наборе номера.......299
Осуществления контроля над ответом на вызов.....302
Кодирование....................................................................302
Гибридная схема .............................................................302
Схема тестирования........................................................303
Интерфейс магистральной линии.......................................303
Система магистральных линий связи ...........................303
Использование электроники в интерфейсах
районных АТС.......................................................................304
Электронные схемы в интерфейсах абонентских
телефонных линий .........................................................306
Интерфейс абонентских телефонных линий,
выполненный с использованием интегральных
микросхем.......................................................................308
Интегральная микросхема ТСМ4204........................309
Работа интегральной микросхемы...........................310
Преимущества от использования
интегральной микросхемы........................................312
Фильтры акустического диапазона ...............................313
Фильтр, выполненный на базе интегральной
микросхемы ТСМ2912С.............................................314
Кодеки и комбинированные схемы...............................315
Работа кодека.............................................................317
Интегральная микросхема ТСМ2910А......................320
Комбинированная интегральная микросхема кодека
и фильтра.............................................................................322
Электронные схемы приема сигналов
двухтонального многочастотного набора.....................324

Оглавление

13

Oglavlenie.qxd  07.02.2007  17:17  Page 13

Фильтры и детектирование.......................................326
Интегральное приемное устройство
двухтональных многочастотных сигналов...............328
Электронные матричные коммутаторы.............................332
Матричные переключатели, выполненные
в виде интегральных микросхем..............................336
Системы абонентских линий связи....................................339
Цифровое оборудование мультиплексирования...............339
Цифровые абонентские линии связи............................341
Что нового удалось узнать в этой главе?.........................342
Контрольные вопросы к главе 7 ........................................344

ГЛАВА 8. ПЕРЕДАЧА СИГНАЛОВ В СЕТЯХ.........................................347
Предварительные замечания о содержании главы.........347
Почему, все-таки, передача сигналов в цифровой форме?....347
Комплекс оборудования и устройств сопряжения
цифровых каналов связи с аналоговыми.....................349
Комплексы сопряжения аналоговых каналов
с цифровыми D-типа......................................................349
Комплекс сопряжения аналоговых каналов связи
с цифровыми D1................................................................349
Модификации комплексов оборудования сопряжения
аналоговых каналов связи с цифровыми D-типа ........352
Комплексы оборудования сопряжения аналоговых
каналов связи с цифровыми D3 и D4 ...........................353
Мультиплексоры..................................................................354
Форматы фреймов .........................................................354
Иерархия систем мультиплексирования .......................356
Метод заполнения холостыми импульсами .................358
Мультиплексированный сигнал DS-1C..........................361
Синхронизация................................................................361
Коды линий связи................................................................364
Типы кодов, применяемых в линиях связи...................365
Дрейф постоянной составляющей................................367
Восстановление формы импульсов
и синхронизирующих сигналов ..........................................367
Повторители сигнала......................................................368
Восстановление синхронизации ...............................370
Регенерация ...............................................................371
Поступающий сигнал......................................................373

Оглавление

14

Oglavlenie.qxd  07.02.2007  17:17  Page 14

Кадровая синхронизация ...............................................373
Другие типы кодов в линиях связи....................................375
Замещение «N нулей» двоичного разряда ...................376
Коды B6ZS и B3ZS.....................................................376
Код замещения HDB3 ................................................379
Код замещения B8ZS.................................................379
Манчестерский код.........................................................381
Что нового удалось узнать в этой главе?.........................381
Контрольные вопросы к главе 8........................................383

ГЛАВА 9. МОДЕМЫ И АППАРАТЫ ФАКСИМИЛЬНОЙ СВЯЗИ —
ДРУГОЙ ТИП УСЛУГ В ТЕЛЕФОННОЙ СВЯЗИ...................................385
Предварительные замечания о содержании главы.........385
Что из себя представляет модем и зачем он необходим?...385
Асинхронный символьный формат ..............................388
Пяти- и семибитовые коды символов...........................390
Работа в асинхронном режиме......................................390
Синхронный режим работы ...........................................391
Изохронный режим работы ...........................................394
Модуляция и демодуляция .................................................394
Модуляция.......................................................................395
Амплитудная модуляция ................................................395
Частотная модуляция .....................................................396
Фазовая модуляция........................................................396
Демодуляция сигнала.....................................................398
Работа асинхронного модема ............................................398
Системная взаимосвязь .................................................399
Асинхронный модем со скоростью
передачи 1200 бит/с .......................................................400
Модем 103-й серии компании Белл Системс
(Bell Systems) ..................................................................402
Прогресс, достигнутый в современных модемах.........403
Модем, изготовленный на базе однокристальной
интегральной микросхемы.............................................404
Работа интегральной микросхемы...........................404
Стандарты схем интерфейса цифрового оборудования....405
Распознавание и коррекция ошибок передачи.................412
Стандарты............................................................................413
Высокоскоростные модемы...........................................413
Выявление и устранение ошибок передачи..................415

Оглавление

15

Oglavlenie.qxd  07.02.2007  17:17  Page 15

Сжатие данных................................................................415
Другие методы сжатия данных......................................416
Протоколы............................................................................417
Оборудование факсимильной связи..................................419
Центральный микропроцессор ......................................419
Факс-модем.....................................................................421 
Панель управления .........................................................422
Режим приема.................................................................422
Передача данных.............................................................423
Факс-устройства, устанавливаемые в компьютерах....424
Компьютерный факс-модем на базе интегральных
микросхем SSI 73D2291/2292........................................425
Что нового удалось узнать в этой главе?.........................428
Контрольные вопросы к главе 9........................................429

ГЛАВА 10. ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ КАНАЛЫ СВЯЗИ.................431
Предварительные замечания о содержании главы.........431
Средства связи на основе волоконно-оптического кабеля...431
Помехи от электромагнитного излучения
и безопасность передаваемых данных.............................432
Физические принципы распространения светового
сигнала в волконно-оптическом кабеле............................434
Краткий теоретический экскурс.....................................435
Волоконно-оптический кабель ......................................438
Межмодовая дисперсия.................................................442 
Оптическое волокно с переменным показателем
преломления ...................................................................446
Оптические характеристики систем связи, в которых
используются волоконно-оптические кабели...................448
Расчет потерь в системах волоконно-оптической связи.....449
Преобразование величин, выраженных в децибелах,
в коэффициенты усиления или ослабления сигнала.......451
Специальные шкалы, выраженные в децибелах..........452
Потери, вызванные дефектами .....................................453
Потери, описываемые законом обратной
квадратичной зависимости.......................................456
Потери на прохождение оптического сигнала.........456
Потери на поглощение ..............................................456
Потери, возникающие в местах состыковки
волоконно-оптических кабелей ................................456

Оглавление

16

Oglavlenie.qxd  07.02.2007  17:17  Page 16

Волоконно-оптические линии связи...................................459
Приемный усилитель и схемы управления
передающего устройства ...................................................460
Что нового удалось узнать в этой главе?.........................467
Контрольные вопросы к главе 10......................................468

ГЛАВА 11. БЕСПРОВОДНЫЕ И МОБИЛЬНЫЕ ТЕЛЕФОНЫ..............471
Предварительные замечания о содержании главы.........471
Бесшнуровой телефонный аппарат ...................................471
Аналоговая система связи .............................................472
База телефонного аппарата...........................................473
Портативный блок ..........................................................474
Используемые частоты ..................................................475
Цифровые системы связи..............................................476
Мобильные телефоны ........................................................476
Самые ранние системы связи, в которых
применялись мобильные телефоны .............................477
Базовый блок ..................................................................477
Мобильный блок.............................................................479
Зона обслуживания и роуминг (автоматическое
подключение к местной сети связи).............................481
Организация работы мобильных систем связи............482
Поступающий вызов..................................................482
Исходящий вызов ......................................................485
Служба сотовой мобильной телефонной связи................487
Основная концепция организации сотовой связи........488
Структура системы сотовой связи............................488
Узел сети сотовой связи.................................................490
Главный коммутационный центр мобильной связи.....492
Мобильные устройства ..................................................493
Пользование сотовым телефоном ................................495
Использование роуминга...............................................497
Отличительные черты системы сотовой связи ............499
Проблемы сотовой связи...............................................500
Перерывы при ведении разговора ...........................500
«Мертвые» зоны ........................................................501
Ограничения, свойственные Прогрессивной
системе мобильной связи, AMPS.............................501
Узкополосная аналоговая система
мобильной связи, NAMPS..............................................502
Другие системы сотовой связи .....................................502

Оглавление

17

Oglavlenie.qxd  07.02.2007  17:17  Page 17

Цифровые сети мобильной связи......................................502
Система множественного доступа с разделением во
времени, TDMA ...............................................................503
Множественный доступ с кодовым
разделением каналов .....................................................504
Принцип работы метода Множественного
доступа с кодовым разделением каналов, CDMA ...505
Синхронизация...........................................................506
Преимущества использования системы
Множественного доступа с кодовым
разделением каналов, CDMA ....................................506
Система Персональных услуг связи..............................506
Мобильные телефоны третьего поколения..................507
Что нового удалось узнать в этой главе?.........................509
Контрольные вопросы к главе 11 ......................................510

ГЛАВА 12. СБЛИЖЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ...............................................513
Предварительные замечания о содержании главы.........513
Технологическая среда.......................................................513
Телекоммуникационное обслуживание..............................514
Кабельное телевидение......................................................517
Телевидение высокого разрешения ..................................518
Кабельные модемы.............................................................521
Интернет...............................................................................524
Конкурирующая среда ........................................................525
Телефонные компании...................................................525
Компании кабельного телевидения...............................527
Интернет-компании ........................................................527
Компании прямого спутникового телевещания ...........528
Компании, ведущие телевещание с использованием
низкоорбитальных спутников Земли ............................529
Состояние дел в международном масштабе ....................529
Объединение телефонных и компьютерных сетей...........530
Что нового удалось узнать в этой главе?.........................532
Контрольные вопросы к главе 12......................................534

ТЕРМИНЫ И НАИБОЛЕЕ ЧАСТО ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В КНИГЕ
АНГЛОЯЗЫЧНЫЕ АББРЕВИАТУРЫ....................................................536

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ.................................................................547

ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ............................................550

Оглавление

18

Oglavlenie.qxd  07.02.2007  17:17  Page 18

Предисловие

Сражение под Новым Орлеаном (1814 г.) было единственным
крупным сухопутным сражением, которое Соединенные Штаты вы
играли в ходе войны 1812 г. Однако победа, добытая в нем, оказалась
бессмысленной, ибо была достигнута спустя целых две недели после
того, как сама война уже окончилась. Донесение, объявляющее о
конце войны, не пришло к месту назначения вовремя. Что же оказа
лось причиной такой задержки? Скорость передачи сообщений в
1814 г. была чрезвычайно низкой. Их пересылали с конными курье
рами либо парусными судами. Генерал Эндрю Джексон располагал
точно такими же несовершенными средствами передачи сообщений
между Вашингтоном и Новым Орлеаном, какими располагал и Гай
Юлий Цезарь, отправляя своих курьеров с депешами по дорогам
между Римом и Галлией. И надо полагать, Цезарь находился даже в
лучшем положении, так как его курьеры пользовались прекрасными
мощеными дорогами, построенными древними римлянами.
Современная революция в телекоммуникационных средствах на
чалась прежде, чем завершилась жизнь одного поколения после сра
жения под Новым Орлеаном, когда Сэмуэль Ф.Б. Морзе изобрел
(электрический) телеграфный аппарат. К началу Гражданской вой
ны большая часть страны была буквально опутана телеграфными
проводами, а время передачи сообщений между отдаленными горо
дами сократилось до нескольких минут. Оппозиция Джексона для
передачи сообщений обладала возможностями, которые и не сни
лись генералу Эндрю Джексону в его время. Понадобилась жизнь
еще одного поколения, чтобы был изобретен телефон, позволивший
передавать на большие расстояния живую разговорную речь, а до
момента изобретения радио прошла жизнь еще одного поколения.
Все более ускоряющиеся темпы технического прогресса, связан
ные с телекоммуникациями, наиболее очевидно проявляются на
конкретных примерах. Прокладка по дну океана первого трансат
лантического телеграфного кабеля была осуществлена в период с
1855 по 1857 гг., а максимальная скорость передачи информации
составляла не более 50 слов в минуту. Понадобилось целое столетие,
а именно 1955 г., когда по дну океана был проложен первый трансат
лантический телефонный кабель.  Спустя всего девять лет после
ввода в эксплуатацию первого трансатлантического телефонного ка
беля был запущен первый телекоммуникационный искусственный
спутник (Telstar I, принадлежащий Американской телеграфной и те
лефонной компании, AT&T). В течение десятилетия, прошедшего с
момента запуска Telstar I, в околоземное пространство было запуще

19

Oglavlenie.qxd  07.02.2007  17:17  Page 19

но такое количество спутников (связи, метеорологических и всяких
других), что проблема последующей утилизации космического му
сора на околоземной орбите превратилась в далеко не шуточную
проблему. Прогресс в темпах сегодняшнего развития средств теле
коммуникаций приобретает такую ураганную скорость, что стано
вится чрезвычайно трудно быть с ним на равных.
Результатом конкурентной борьбы в сфере развития телекомму
никаций явилось развитие таких широко доступных в наше время
услуг, каковыми является кабельное телевидение,  
Интернет, возможности беспроводной и сотовой телефонной свя
зи. По сравнению с тем, как Эндрю Джексон и Юлий Цезарь вынуж
дены были неделями ожидать прихода новых сообщений, наши сов
ременники имеют возможность моментально получать сообщения,
графические изображения, видео и звуковую информацию, бук
вально в одно касание (можно сказать, на кончике, если не пера, то
пальца) через обслуживающие нас телефонные компании, компа
нии, предоставляющие доступ к сети Интернет или сетям кабельно
го телевидения. 
За последние два десятилетия были превзойдены самые смелые
ожидания общественности о возможностях развития телефонной
связи. Если в самом недалеком прошлом подавляющее большинство
абонентов были ограничены в своих возможностях системой анало
говой одноканальной телефонной связи (т.е. обычными телефонны
ми линиями и соответствующим оборудованием, обеспечивающими
передачу только речевого сигнала между двумя абонентами), то в
настоящее время имеется возможность в реальном масштабе време
ни одновременно проводить многосторонние разговоры с участием
абонентов, находящихся как в различных странах, так и на различ
ных континентах.
Коммутируемые телефонные линии общего пользования на тер
ритории Соединенных Штатов Америки представляют одно из ве
личайших чудес современного мира. Они дают возможность связать
между собой два любых абонента из более чем ста миллионов, при
чем сделать это в течение буквально нескольких секунд. Все процес
сы в этой громадной системе связи управляются самой большой в
мире сетью взаимосвязанных и взаимодействующих компьютеров.
При всем этом, телефонами этой громадной сети, как правило, поль
зуются операторы, не прошедшие специальной подготовки и не по
лучившие соответствующих сертификатов (практически почти лю
бой ребенок в возрасте 45 лет в состоянии самостоятельно сделать
звонок по телефону).
Частично данная книга посвящена этой телефонной системе и тем
процессам, которые обеспечивают ее работоспособность. Однако в

Предисловие

20

Oglavlenie.qxd  07.02.2007  17:17  Page 20

большей своей части книга посвящена тем революционным изменени
ям, которые произошли на пути развития телефонной связи, и тем ре
зультатам, которые оказали столь значительное влияние на методы пе
редачи сигналов, на процессы их обработки, выполнение самого соеди
нения, происходящих как при самом обычном телефонном разговоре,
так и при передаче данных по системам телефонной связи. Ряд процес
сов, используемых для передачи речевого сигнала и сигналов управле
ния, все еще используются в повседневной жизни, несмотря на то, что
некоторые из них были разработаны на заре создания телефонной свя
зи, то есть в первые десятилетия ее развития, начиная с момента изоб
ретения телефонного аппарата в 1876 г. Однако даже эта часть тради
ционного и устоявшегося бизнеса подвержена давлению со стороны
экономики, права и конкуренции, заставляющему вносить значитель
ные изменения, как это вообще умеет делать бизнес, в оборудование и
технологии, используемые для обеспечения телефонных услуг.
Книга начинается с описания основ телефонной связи: с чего,
собственно, связь начиналась, какие основные устройства в ней ис
пользуются и как они взаимодействуют между собой. Затем рассмат
ривается устройство и работа самого обычного телефонного аппара
та, еще не имеющего современной электронной начинки. После это
го рассматривается то влияние, которое оказала микроэлектроника
на конструкцию и работу телефонного аппарата: например, ее влия
ние на такие его функции, как обработка речевого сигнала, схему
согласования телефонного аппарата как электронного устройства с
абонентской линией связи, генерацию сигналов, используемых при
импульсном и тональном методах набора номера, формирование вы
зывного сигнала. Далее в книге обсуждается, как современные мик
ропроцессорные системы используют цифровую технику и записан
ные программы для увеличения производительности и создания но
вых функций, которыми может обладать телефонный аппарат. Так
же объясняются основные принципы использования цифровых сиг
налов для передачи информации, использование современных
электронных устройств в работе телефонной станции, а также основ
ные принципы и подходы, используемые для передачи сигналов в се
тях. В заключительных главах рассматриваются вопросы современ
ных беспроводных телефонов, мобильных и сотовых систем связи.
Очень коротко затрагиваются вопросы использования оптоволокон
ных кабелей в системах связи, а также возможности Интернета, все
возрастающее распространение беспроводных систем связи — очень
обширного и интенсивно развивающегося рынка средств телекомму
никаций. В книгу также включены разделы, посвященные вопросам
телевидения высокой четкости, модемам, цифровым линиям связи, а
также кабельным модемам.

Предисловие

21

Oglavlenie.qxd  07.02.2007  17:17  Page 21

Подобно другим книгам этой серии путь к пониманию сложных
проблем излагается постепенно, шаг за шагом. Рекомендуется перед
переходом к чтению следующей главы проверить свое понимание
материала. Для этого каждая глава книги в конце снабжена конт
рольными вопросами, позволяющими самостоятельно проверить,
как были усвоены основные положения. Правильные ответы на
контрольные вопросы приводятся в конце книги.
Коммерческая деятельность, связанная с обеспечением оборудо
ванием и предоставлением услуг как в области местной, так и меж
дугородней связи, претерпевает в наши дни самые бурные измене
ния, которые в настоящее время в действительности значительно
превосходят по своим темпам те изменения, которые должны проис
ходить в любой другой отрасли Соединенных Штатов. До происшед
шего под давлением государства в январе 1984 г разделения Амери
канской телеграфной и телефонной компании, АТТ (AT&T), она бы
ла самой крупной компанией в мире, а продукт ее деятельности при
сутствовал и был необходим, без всяких преувеличений, в каждом
доме. Изучение технических вопросов, связанных с работой теле
фонного оборудования, необходимо для понимания в современной
жизни тех подспудных процессов, которые как уже произошли, так и
будут продолжаться, являясь действующей силой подобных измене
ний, происходящих в автомобилестроении, авиации, компьютерных
технологиях.

Предисловие

22

Oglavlenie.qxd  07.02.2007  17:17  Page 22

Благодарности
и признательность авторов

Первое издание:
Авторы хотят выразить признательность за заботу и опеку дру
Джону Беллами (John Bellamy), чьи обширные знания по данному
предмету наполняют знанием головы его студентов и содержанием
страницы этой книги. Авторы также благодарны за дружеское учас
тие и советы Джону Макнамаре (John McNamara) из Диджитал эку
ипмент корпорэйшт (Digital Equipment Corporation), Кену Бину
(Ken Bean) из Тексас Инструментс (Texas Instruments) и Лео Гелле
ру (Leo Goeller), у которого всегда находилось время для дружеской
беседы. И, наконец, мы признательны членам Ассоциации службы
международной связи (International Communication Association), чье
ободрение и поддержка изменило наше существование.
Рисунки, которые воспроизведены с любезного разрешения Те
лефонной лаборатории Белла (Bell Telephone Laboratories) и Амери
канской Телефонной и Телеграфной компании (АТТ) [AT&T], взя
ты из источников, список, которых приводится ниже.  Ссылки на
другие источники приводятся индивидуально.
1. Members of the Technical Staff, Bell Telephone laboratories,
Engineering and Operations of the Bell System, Bell Telephone
Laboratories, Inc., 1977.
2. Members of the Technical Staff, Bell Telephone laboratories,  A
History of Engineering and Science in the Bell System, The Early
Years (1875 – 1925), Bell Telephone Laboratories, Inc., 1975.
3. Members of the Technical Staff, Bell Telephone laboratories, Bell
Laboratories Record, November, 1980.
4. Network Planning Division of AT&T, Notes on the Network,
American Telephone and Telegraph Co., No, 500029,1980,

Третье издание:
Мне бы хотелось выразить признательность мру Шелдону Хох
гейзеру [Sheldon Hochheiser] сотруднику Архива компании АТТ за
предоставление обширной информации по истории развития и раз
деления компании АТТ. Также мне хотелось бы выразить благодар
ность отдельным лицам за их великодушное разрешение воспроиз
вести в книге ряд материалов:
1. Mру  T. M. Дальтону (Dalton) III, мэнеджеру, отдел комммер
ческих услуг (Business Services), Тексас Инструментс Инк.
(Texas Instruments, Inc.).
2. Мру Марку Б. Юргенсону (Mark B. Jorgensen), директору, отдел
внешних и корпоративных связей (Corporate Communications),
Силикон Системз Инк. (Silicon Systems. Inc.)

23

Oglavlenie.qxd  07.02.2007  17:17  Page 23

3. Мру Л. Джеферсону Горин (L. Jefferson Gorin), менеджеру,
отдел по связям (Media Relations) – Феникс (Phoenix). Мото
рола семикондактор продактс (Motorola Semiconductor
Products) – Феникс (Phoenix), Аризона. 
4. Госпоже  Эйлин Алгейз (Eileen Algaze), менеджеру по связям с
общественостью, отдел маркетинговых коммуникаций, корпора
ция Рокуэлл Интернэшнл (Rockwell International Corporation). 

Четвертое издание
Сотрудники издательства Ньюнез (Newnes) с огромным сожале
нием вынуждены сообщить, что Джо Карр (Joe Carr), вынесший все
тяготы  по исправлению данного издания, скончался 25 ноября 2000
г. Являясь автором более 80 книг, Джо помимо этого был широко из
вестен, как автор, сотрудничавший в  ряде журналов, лектор и про
фессиональный инженер, который всегда доставлял  улыбку в поч
товых сообщениях своим друзьям, членам семьи и коллегам в став
ших знаменитыми своих шуточных посланиях по электронной поч
те. Это очень печальная утрата для издательства Ньюнез.
От имени Джо мы хотели бы поблагодарить и выразить огромную
признательность Стиву Уиндеру [Steve Winder],   руководителю группы
технического обслуживания компании Бритиш Телеком групп, Сединен
ное  Королевство  Великобритании и Северной Ирландии  за его огром
ный вклад и усилия по развитию этого нового  издания книг. Стив подверг
экспертизе несколько глав, уделив особое внимание главам 3, 11 и 12. В
главе 3 Стив вставил и дал подробную информацию о новой интегральной
микросхеме МС34114, рассмотрел вопросы использования цифровых
процессоров и заказных (узкоспециализированных) интегральных мик
росхем, а также предложил добавить свежую информацию, относящуюся
к электронным схемам речевого тракта. В главе 11 он обеспечил сущест
венное обновление информации об области множественного (многостан
ционного)  доступа с разделением каналов во времени, по системам сото
вой связи, множественному доступу с кодовым разделением. В 12 главе он
увеличил материал о модемах и рассмотрел совершенно новые проблемы,
такие, например, как телевидение высокого разрешения (четкости), циф
ровые абонентские линии связи и кабельные модемы.  Это только нес
колько примеров из того огромного количества материала, который Стив
написал и вставил в книгу. Мы высоко оцениваем огромный труд Стива,
его преданность и неоценимый вклад в подготовку нового издания книги.
Мы также хотим поблагодарить и выразить признательность Ри
чарду Голдхору (Richard Goldhor) – вицепрезиденту по конструкто
рским и технологическим вопросам компании Инаунс Инк. (Enounce,
Inc.) – и Стефану Брюдеру (Stephen Bruder) – доценту горнотехно
логического института, НьюМехико – чьи проницательные рецен
зии, требующие дальнейшего развития темы, оказали нам неоцени
мую помощь в подготовке и планировании этого издания.

Благодарности и признательность авторов

24

Oglavlenie.qxd  07.02.2007  17:17  Page 24