ΕΝΟΤΗΤΑ 4 4.0 ΤΗΛΕΦΩΝΙΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η τηλεφωνία είναι ένα βασικό και πολύ διαδεδομένο ηλεκτρολογικό επικοινωνιακό σύστημα. Η τηλεφωνία είναι από τα παλαιότερα ηλεκτρολογικά επικοινωνιακά συστήματα. Το τηλέφωνο εφευρέθηκε το 1876 από τον Alexander Graham Bell. Από τότε, το σύστημα βελτιώθηκε και ξαπλώθηκε ανά την υφήλιο, για να φτάσουμε στη σημερινή κατάσταση με τη ραγδαία αύξηση και χρήση της κινητής τηλεφωνίας. Στο σχήμα 4/1 απεικονίζονται διάφορες τηλεφωνικές συσκευές διαμέσου των χρόνων. Σχήμα 4/1 : Η τηλεφωνία δια μέσου των χρόνων
Ο βασικός σκοπός και στόχος της τηλεφωνίας ήταν και είναι να στείλουμε μηνύματα φωνής προς το δέκτη. Έτσι, από την αρχή της εφεύρεσης του τηλεφώνου, η τηλεφωνική συσκευή περιλαμβάνει ένα μικρόφωνο και ένα ακουστικό. Αργότερα, προστέθηκα το σύστημα ειδοποίησης για επικοινωνία, καθώς και το σύστημα επιλογής δέκτη. Κατ αρχή, οι τηλεφωνικές συσκευές συνδέονται απ ευθείας η μια με την άλλη με σιδερένια καλώδια. Με την αύξηση των τηλεφωνικών συσκευών, επιβάλλεται η χρήση των τηλεφωνικών κέντρων. Όλες οι τηλεφωνικές συσκευές συνδέονται με χάλκινα καλώδια με τα τηλεφωνικά κέντρα και τα τηλεφωνικά κέντρα αναλαμβάνουν να διεκπεραιώσουν τη διασύνδεση των τηλεφωνικών συσκευών. Τα πρώτα τηλεφωνικά κέντρα ήταν χειροκίνητα, δηλαδή, οι συνδέσεις επιτυγχάνονται με τη βοήθεια του ανθρώπινου χεριού. Αργότερα, τα τηλεφωνικά κέντρα γίνονται αυτόματα με τη χρήση ηλεκτρομηχανικών μέσων, δηλαδή ηλεκτρονόμων. Οι τηλεφωνικές συσκευές εφοδιάζονται με ένα σύστημα επιλογής δέκτη. Κάθε τηλεφωνική συσκευή χαρακτηρίζεται και με ένα αριθμό. Με την επιλογή του αριθμού της τηλεφωνικής συσκευής του δέκτη, το τηλεφωνικό κέντρο επιτυγχάνει τη σύνδεση των δύο τηλεφωνικών συσκευών, δηλαδή δημιουργεί το κανάλι επικοινωνίας. Στα επόμενα χρόνια τα τηλεφωνικά κέντρα βελτιώνονται τεχνολογικά ακόμη περισσότερο και γίνονται ηλεκτρονικά για να φτάσουμε στη σημερινή σύγχρονη κατασκευή τους να είναι ψηφιακά και να ελέγχονται από ηλεκτρονικούς υπολογιστές.
4.1 ΤΗΛΕΦΩΝΙΚΗ ΣΥΣΚΕΥΗ Μια τηλεφωνική συσκευή περιλαμβάνει τα ακόλουθα βασικά μέρη : Το ακουστικό Το μικρόφωνο Το κουδούνι Το σύστημα επιλογής και Ένα διακόπτη 4.1.1 ΑΚΟΥΣΤΙΚΟ Το ακουστικό μετατρέπει το ηλεκτρικό σήμα σε ηχητικό. Κατασκευαστικά αποτελείται από ένα πηνίο και ένα διάφραγμα, σχήμα 4/2. Το πηνίο διαρρέεται από το ηλεκτρικό σήμα της φωνής, δημιουργεί ένα μεταβαλλόμενο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, το οποίο μετακινεί το διάφραγμα που πάλλεται με τις αυξομειώσεις του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου. Το διάφραγμα προκαλεί ηχητικά κύματα αναπαράγοντας την αρχική φωνή. Σχήμα 4/2 : Ακουστικό
4.1.2 ΜΙΚΡΟΦΩΝΟ Το μικρόφωνο μετατρέπει τη φωνή, δηλαδή το ηχητικό σήμα σε ηλεκτρικό. Υπάρχουν διάφορες κατασκευές μικροφώνων. Στο σχήμα 4/3 απεικονίζεται το μικρόφωνο άνθρακα. Το μικρόφωνο άνθρακα αποτελείται βασικά από μια καψούλα γεμάτη από κόκκους άνθρακα και ένα διάφραγμα. Μιλώντας κάποιος μπροστά από το διάφραγμα, αυτό πάλλεται και έτσι μεταβάλλεται η πίεση που ασκείται στους κόκκους του άνθρακα και με αυτό τον τρόπο μεταβάλλεται και η ηλεκτρική αντίσταση στα άκρα της καψούλας. Έτσι, το ρεύμα που διαρρέει το μικρόφωνο ακολουθεί τις διακυμάνσεις της φωνής. Το ηχητικό σήμα της φωνής έχει μετατραπεί σε ηλεκτρικό. Σχήμα 4/3 : Μικρόφωνο άνθρακα
4.1.3 ΚΟΥΔΟΥΝΙ Το κύκλωμα του κουδουνιού δίνει ένα ακουστικό προειδοποιητικό σήμα για επικοινωνία. Υπάρχουν δύο τύποι κατασκευής κουδουνιού : Το ηλεκτρομαγνητικό κουδούνι Το ηλεκτρονικό κουδούνι Το ηλεκτρομαγνητικό κουδούνι περιλαμβάνει ένα ηλεκτρομαγνήτη, του οποίου η προέκταση του πυρήνα καταλήγει σε ένα μικρό σφυρί. Όταν ενεργοποιηθεί ο ηλεκτρομαγνήτης το μικρό σφυρί χτυπά σ ένα μέταλλο που πάλλεται και κουδουνίζει. Το ηλεκτρονικό κουδούνι περιλαμβάνει ένα κύκλωμα ταλάντωσης με βομβητή ή μικρό μεγάφωνο.
4.1.4 ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΠΙΛΟΓΗΣ Με το σύστημα επιλογής επιτυγχάνεται η αυτόματη διασύνδεση των τηλεφωνικών συσκευών για επικοινωνία. Όταν σχηματίσουμε ένα αριθμό με το σύστημα επιλογής, πληροφορούμε το τηλεφωνικό κέντρο με ποια τηλεφωνική συσκευή επιθυμούμε να επικοινωνήσουμε. Το τηλεφωνικό κέντρο ενεργεί αυτόματα και επιτυγχάνει τη σύνδεση των δύο τηλεφωνικών συσκευών. Υπάρχουν δύο τύποι συστημάτων επιλογής : Με παλμούς (pulse) Με συχνότητες (tone) Το σύστημα με παλμούς, στέλνει στο τηλεφωνικό κέντρο, με την επιλογή κάθε αριθμού, τόσους παλμούς όσους δηλώνει ο αριθμός. Δηλαδή, αν επιλέξουμε τον αριθμό 5, στέλνει 5 παλμούς, τον αριθμό 6, στέλνει 6 παλμούς και αν επιλέξουμε τον αριθμό 0, στέλνει 10 παλμούς. Το σύστημα επιλογής που λειτουργεί με συχνότητες, με την επιλογή ενός αριθμού, στέλνει στο τηλεφωνικό κέντρο και μια διαφορετική συχνότητα. Το τηλεφωνικό κέντρο, είτε με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, αναγνωρίζει με ποιο αριθμό επιθυμεί κάποιος να συνδεθεί και αυτόματα διεκπεραιώνεται η σύνδεση. 4.1.5 ΔΙΑΚΟΠΤΗΣ Ο διακόπτης του τηλεφώνου επιτελεί δύο εργασίες : 1. Όταν μας καλεί κάποιος και ηχεί το κουδούνι, μόλις σηκώσουμε το ακουστικό παύει το κουδούνισμα και αποκαθίσταται η επικοινωνία. Ο διακόπτης, μόλις σηκώσουμε το ακουστικό, αποσυνδέει το κύκλωμα του κουδουνιού και συνδέει το υπόλοιπο κύκλωμα του τηλεφώνου με την τηλεφωνική γραμμή. 2. Όταν θέλουμε να επικοινωνήσουμε, σηκώνουμε το ακουστικό και ο διακόπτης μας συνδέει με το τηλεφωνικό κέντρο.
4.2 ΤΗΛΕΦΩΝΙΚΗ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ Κάθε τηλεφωνική συσκευή της σταθεράς τηλεφωνίας, συνδέεται στο δίκτυο της ΑΤΗΚ μέσω μιας τηλεφωνικής πρίζας, κύριας ή δευτερεύουσας. Για την τηλεφωνική σύνδεση χρειάζονται δύο σύρματα. Το καλώδιο της τηλεφωνικής γραμμής τερματίζεται σε μια κύρια πρίζα. Σε περίπτωση που χρειαζόμαστε περισσότερες από μια πρίζες, τότε οι υπόλοιπες πρίζες είναι δευτερεύουσες και ενώνονται παράλληλα με την κύρια πρίζα, σχήμα 4/4. Σχήμα 4/4 : Σύνδεση παράλληλων πριζών Η κύρια πρίζα περιλαμβάνει, εκτός από τους ακροδέκτες σύνδεσης των καλωδίων και ένα μικρό κύκλωμα από ένα πυκνωτή, μιαν αντίσταση και ένα ηλεκτρονικό στοιχείο προστασίας από υπερτάσεις. Ο πυκνωτής και η αντίσταση είναι συνδεδεμένοι σε σειρά και χρησιμεύουν για τον έλεγχο της τηλεφωνικής γραμμής από το τηλεφωνικό κέντρο. Η δευτερεύουσα πρίζα περιλαμβάνει μόνο ακροδέκτες σύνδεσης των καλωδίων.
Στο σχήμα 4/5 απεικονίζεται το λειτουργικό κύκλωμα των δύο πριζών. Σχήμα 4/5 : Τηλεφωνικές πρίζες Το τηλεφωνικό καλώδιο έχει τρία σύρματα με τους χρωματισμούς : Μπλε Πορτοκαλί Πράσινο Τα δύο πρώτα είναι τα σύρματα επικοινωνίας με το τηλεφωνικό κέντρο. Το μπλε συνδέεται με τον αριθμό 2 της πρίζας τηλεφώνου και το πορτοκαλί με τον αριθμό 5. Το τρίτο σύρμα το πράσινο μπορεί να ενωθεί: Με τον ακροδέκτη 4, όταν χρειάζεται γείωση για την τηλεφωνική συσκευή Με τον ακροδέκτη 3, για σύνδεση εξωτερικού κουδουνιού. Επίσης όταν οι ακροδέκτες με τον αριθμό 3, σε όλες τις παράλληλες τηλεφωνικές πρίζες, συνδεθούν μαζί, τότε αποφεύγεται το κουδούνισμα στις υπόλοιπες συσκευές, όταν σχηματίζεται αριθμός σε μια από αυτές.
Στο σχήμα 4/6 φαίνεται η σύνδεση του τρίκλωνου καλωδίου με τις τηλεφωνικές πρίζες. Σχήμα 4/6 : Σύνδεση τρίκλωνου καλωδίου στις πρίζες τηλεφώνου 4.3 ΚΙΝΗΤΗ ΤΗΛΕΦΩΝΙΑ Τα τελευταία χρόνια η κινητή τηλεφωνία έχει επιτελέσει μια τεχνολογική επανάσταση. Η επικοινωνία έγινε πιο εύκολη και τρόπος ζωής. Η τεχνολογία κατασκευής των κινητών τηλεφώνων αλλάζει με πολύ γρήγορους ρυθμούς. Ακολουθεί την εξέλιξη της ψηφιακής τεχνολογίας και των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Ένα κινητό τηλέφωνο περιλαμβάνει : Οθόνη υγρών κρυστάλλων Πληκτρολόγιο Μικροεπεξεργαστή Μνήμη Μικρόφωνο Ακουστικό
Κύκλωμα μετατροπής αναλογικού σήματος σε ψηφιακό Κύκλωμα μετατροπής ψηφιακού σήματος σε αναλογικό Αντένα για εκπομπή και λήψη κτλ. Το σύστημα κινητής τηλεφωνίας που χρησιμοποιείται στην Κύπρο και στις Ευρωπαϊκές χώρες είναι το GSM (Global System for Mobile Communication). Το σύστημα είναι ψηφιακό και αξιοποιεί όλες τις δυνατότητες που του παρέχει η ψηφιακή τεχνολογία. ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ 1. Να γίνει μελέτη έρευνα της εξέλιξης της τηλεφωνίας από την εφεύρεσή της μέχρι σήμερα. 2. Να αναφέρετε τα κυριότερα μέρη της τηλεφωνικής συσκευής και το σκοπό που επιτελεί το κάθε ένα. 3. Να εξηγήσετε πως συνδέεται μια τηλεφωνική συσκευή στο τηλεπικοινωνιακό δίκτυο. 4. Να ερευνήσετε και να γράψετε πως λειτουργεί το σύστημα GSM της κινητής τηλεφωνίας.