Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Телефондық схема элементі
Telephone circuit element
Аналогтық телефонияда телефондық гибрид – бұл қоғамдық телефон желісінің (PSTN) абоненттік желісінің соңындағы компонент, ол екі сымды және төрт сымды екі бағытты аудио жолдардың түрлерін түрлендіреді. Телефон арқылы қоңырау шалушыларды эфирге шығаруға мүмкіндік беретін хабар тарату құрылымдарында қолданылғанда, хабар тарату сапасы бойынша телефондық гибрид хабар тарату телефондық гибриді немесе телефондық баланс бірлігі деп аталады. Гибридтердің қажеттілігі аналогтық қарапайым телефон қызметінің (POTS) үй немесе шағын бизнес телефон желілерінің ерекшелігінен туындайды, онда екі аудио бағыты бір екі сымды жұпта біріктіріледі. Телефон желісінде коммутация және тарату әрқашан екі сигналдың бөлек болуымен төрт сымды схема түрінде жүзеге асырылады. Гибридтер қажетті түрлендіруді жүзеге асырады. Ескі аналогтық желілерде төрт сымға түрлендіру қашықтықтан берілетін сигналдарды күшейту үшін қайталағыштарды қосуға мүмкіндік берді. Бүгінгі цифрлық жүйелерде әрбір сөйлеу бағыты жеке өңделуі және тасымалдануы керек. Телефондық орталық коммутаторларындағы аналогтық желілерге қосылған желілік карталар төрт сымды желіні көптеген абоненттерді қосатын екі сымды схемаларға бейімдейтін гибридтерді қамтиды. Жақсы телефондық гибридтерді және эхо-жою құрылғыларын (қарастырылатын технология) іздеу Bell Labs, NEC және басқа да орталықтарда цифрлық сигналды өңдеу (DSP) алгоритмдері мен аппараттық құралдарын әзірлеудің маңызды себебі болды.
In analog telephony, a telephone hybrid is the component at the ends of a subscriber line of the public switched telephone network (PSTN) that converts between two wire and four wire forms of bidirectional audio paths. When used in broadcast facilities to enable the airing of telephone callers, the broadcast quality telephone hybrid is known as a broadcast telephone hybrid or telephone balance unit. The need for hybrids comes from the nature of analog plain old telephone service (POTS) home or small business telephone lines, where the two audio directions are combined on a single two wire pair. Within the telephone network, switching and transmission are almost always four wire circuits with the two signals being separated. Hybrids perform the necessary conversion. In older analog networks, conversion to four wire was required so that repeater amplifiers could be inserted in long distance links. In today's digital systems, each speech direction must be processed and transported independently. The line cards in a telephone central office switch that are interfaced to analog lines include hybrids that adapt the four wire network to the two wire circuits that connect most subscribers. The search for better telephone hybrids and echo cancelers (a related technology) was an important motive for the development of DSP (digital signal processing) algorithms and hardware at Bell Labs, NEC, and other sites.
Технология
Негізгі принцип – импеданс сәйкестігі. Кіріс сигналы телефон желісіне де, желіге бірдей кедергіге ие болу үшін жасалған «теңгерім желісіне» де беріледі. Шығатын сигнал екеуін алып тастау арқылы алынады, осылайша кіріс сигналы шығыс сигналынан жойылады. Алғашқы гибридтер гибридтік катушкалар ретінде жасалған трансформаторлармен құрастырылды, оларда фазадан тыс қосылатын қосымша орама болды. «Гибрид» атауы осы ерекше аралас орамалы трансформаторлардан шыққан. Тиімді гибрид жоғары трансгибридтік жоғалтуға ие болады, яғни кіріс аудиосының аз бөлігі ғана шығыс портына түседі. Тым көп ағып кету спутниктік, ұялы телефон және VoIP желілеріндегідей, тарату жолында кешігу болғанда эхо тудыруы мүмкін. Бұл сөйлеушінің дауысы алыс жаққа гибрид арқылы өтіп, жеткіліксіз әлсіретумен өзінің қабылдағышына қайтуының нәтижесінде болады. ITU-T G.131 ұсынымы эхоның кешігуі мен амплитудасының тыңдаушыға тигізетін әсерін сипаттайды. 100 мс кешігуде 1%-дан аз сынаққа тартылған адамдардың наразылығын білдіру үшін 45 дБ қайтару жоғалтуы қажет. Жақсы жою теңгерім желісінің жиілікке және импедансқа қатысты сипаттамасының сызыққа дәл сәйкес келуіне байланысты. Телефон желісінің импедансы көптеген факторларға байланысты өзгеретін және қарым-қатынас әрдайым бірқалыпты бола бермейтіндіктен, аналогтық гибридтер тек бірнеше дБ кепілдік берілген оқшаулауды ғана қамтамасыз ете алады. Осы себепті қазіргі заманғы гибридтер ауызша жиілік диапазонында желінің импедансын автоматты түрде анықтап, оған бейімделетін цифрлық сигнал өңдеуді қолданады. Бұл сигнал жіберу сигналы ретінде ақ шуды өлшегенде 30 дБ-дан жоғары трансгибридтік жоғалтуға жете алады. DSP гибридтері «сызық эхо-жоюшы» (LEC) деп те аталады. (Бұл контексте «эхо жоюшы» термині шатастырады, өйткені эхоның өзі жойылмайды, керісінше, аналогтық желі интерфейсінен өте қысқа уақыт кешігуімен (фазалық ауысу ретінде дәлірек сипатталатын) ағып кету жойылады. Дегенмен, жойылмаған гибридтік ағып кету байланысты тарату жолының кешігуі болғанда эхо тудырады, сондықтан жүйеге тигізетін әсері эхоны азайту болып табылады.) Гибридтер мен жоюшылар кейде эхо басу құрылғыларымен біріктіріледі. Бұл құрылғылар әдетте әңгімелесушілердің екеуінің біреуі ғана белгілі бір уақытта сөйлейді деген болжамға негізделген. Басу құрылғысы белсенді емес сөйлеу жолына жоғалтуды қосады, осылайша гибридтің эхоны жою әсерін екі жақты бір мезгілде сөйлесу мүмкіндігінен айырып күшейтеді. VoIP жүйелері, табиғаты бойынша төрт сымды болғанымен, екі сымды желілермен байланысқанда гибридтерді қажет етеді. VoIP PBX (жеке филиалдық алмасу) аналогтық желілерге қосылу үшін қолданылатын VoIP-телекоммуникациялық шлюзінде қажетті түрлендіруді орындау үшін гибридтер болады. Желінің соңынан соңына VoIP үшін гибридтер қажет емес, егер екі сымды желіге бейімделу қажет болмаса.
The fundamental principle is that of impedance matching. The incoming signal is applied to both the telephone line and a "balancing network" that is designed to have the same impedance as the line. The outgoing signal is derived by subtracting the two, thus canceling the incoming signal from the outgoing signal. Early hybrids were made with transformers configured as hybrid coils that had an extra winding that could be connected out of phase. The name hybrid comes from these special mixed winding transformers. An effective hybrid would have high trans hybrid loss, which means that relatively little of the incoming audio would appear on the outgoing port. Too much leakage can cause echoes when there is a delay in the transmission path, as there is with satellite, mobile phone, and VoIP links. This is a result of a talker's voice traversing to the far end hybrid and returning to his own receiver with insufficient attenuation. ITU T Recommendation G.131 describes the relationship of echo delay vs. amplitude to listener annoyance. At 100ms, 45 dB return loss is required for less than 1% of test subjects to express dissatisfaction. Good cancellation depends upon the balancing network having a frequency vs. impedance characteristic that accurately matches the line. Since telephone line impedances vary depending upon many factors and the relationship is not always smooth, analog hybrids are able to achieve only a few dB of guaranteed isolation. For this reason, modern hybrids use digital signal processing to implement an adaptive least mean squares filter that automatically detects the line's impedance across the voice frequency range and adjusts to it. These may reach greater than 30 dB trans hybrid loss, measured with white noise as the send signal. DSP hybrids are also called "line echo cancellers" (LECs). (The phrase "echo canceller" in this context is misleading since there is no cancellation of echo per se but rather of leakage from the analog line interface with very short time delay more accurately characterized as phase shift. However, any uncancelled hybrid leakage will cause echo when the associated transmission path has delay, so the effect on the system is reduction of echo.) Hybrids and cancellers are sometimes combined with echo suppressors. These work on the assumption that usually only one of the two parties to a conversation is speaking at a given time. The suppressor switches a loss into the inactive speech path, thus enhancing the echo cancelling effect of the hybrid at the expense of simultaneous two way conversation. Despite being inherently four wire, VoIP systems require hybrids when they interface to two wire lines. A VoIP to Telco gateway used to interface a VoIP PBX (private branch exchange) to analog lines would contain hybrids to perform the required conversion. End end VoIP needs no hybrids unless adaptation to a two wire line is required.
Телефондық гибридтер
Теледидар студияларында функционалдық бөлік атауы жиі бүкіл құрылғыны білдіреді, ал телефондық гибрид – телефон желілерін студиялық аудио жүйелерімен байланыстыру үшін қажетті барлық функцияларды біріктіретін құрылғы. Ол телекоммуникациялық желілер мен студиялық жабдық арасындағы электрлік және физикалық интерфейсті қамтамасыз етеді. Бұл құрылғылар көбінесе гибридтік функциядан өзге, динамикалық басқару, сүзгілеу және теңестіру (EQ) сияқты қосымша өңдеулерді де қамтиды. Кейбір модельдерде динамикалық EQ орнатылған, ол әртүрлі аудио көздерінен келетін сигналдардың спектрлік тұрақтылығын автоматты түрде сақтап отырады. Ал кейбірінде телефондық аудионы таситын динамиктер мен телефон желісіне сигнал жіберетін микрофондар арасындағы акустикалық эхоны жою функциясы бар, бұл акустикалық байланысқа мүмкіндік береді. Студиялық қолданымда гибридке жіберу мен қабылдау арасында жоғары деңгейде оқшаулау қажет. Егер гибридтің шығысында хост аудиосының үлесі тым көп болса, түрлі ақаулар пайда болуы мүмкін. Телефон желісі жіберілген аудионың фазасын өзгерту арқылы хосттың дауысын бұрмалауы мүмкін, бұл әртүрлі жиіліктерде әртүрлі ауытқуларға әкеледі. Бастапқы және ағып жатқан аудио консольде араласып, әртүрлі жиіліктерде фазада үйлеседі немесе қарама-қарсы болады. Мұндай жағдайда хосттың дауысы бос немесе металл сияқты естілуі мүмкін, себебі фазалық жою әртүрлі жиіліктерге әртүрлі әсер етеді. Акустикалық байланыс пайда болған кезде, қоңырау шалушыларды динамик арқылы естілуі керек болғанда аудио кері байланыс туындауы мүмкін. Егер бірнеше гибридтердің тізбегіндегі күшейту бірліктен жоғары болса, кері байланыс "сыңғырлау" дыбысын тудырады. Тесік тым үлкен болса, операторлар хост аудиосы мен қоңырау шалушының деңгейін бақылай алмайды, себебі консольдегі телефондық фейдер екі сигналға да әсер етеді. Қазіргі гибридтерде қолданылатын цифрлық сигнал өңдеу технологиясы оқшаулау талабын қанағаттандырады және қосымша функцияларды жүзеге асырады. ISDN және VoIP телекоммуникациялық қосылымдары теориялық тұрғыдан гибридтерді қажет етпейді. Алайда, бір жағында ISDN немесе VoIP бар қоңыраулар көбінесе екінші жағында аналогтық желіге қосылады, сондықтан желілік картадағы телекоммуникациялық гибрид пен телефонның өзінен эхо пайда болуы мүмкін. Микрофонның құлаққаптан шыққан дыбысты ұстауы – эхоның тағы бір себебі. Аналогтық схемалар арасындағы электрлік араласу (кросстакинг) де эхо тудыруы мүмкін. VoIP үшін қалыпты жағдай болған ұзақ кешігу болғанда, тіпті төмен деңгейдегі эхо да естілуі мүмкін. Студиялық қолданымға арналған телефондық гибридтер әдетте тік қондырғылар болып табылады, оларда телефон желісі үшін RJ стиліндегі ұңғыштар және студиялық жабдықпен байланыс үшін XLR ұңғыштарында теңдестірілген аналогтық немесе AES3 аудио кіріс/шығыстары бар. Бір, екі немесе одан да көп гибридтер бір құрылғының ішінде орналасуы мүмкін. POTS, ISDN немесе VoIP телефон желілерін қолдау үшін түрлі нұсқалар бар. Аудио функцияларынан өзге, гибридтерде автоматты жауап беру/ажырату, DTMF анықтау/генерациялау және шақырушы ID анықтау сияқты қосымша мүмкіндіктер де болуы мүмкін. Телефондық гибридтерді кері байланыстың алдын алу үшін араластыру консолінен "минус араластыру" режимінде қоректендіру қажет. Кейбір арзан адаптерлер телефон мен түтігі арасына қосылады және түтікті немесе адаптерді қосу үшін батырмасы бар. Бұл қарапайым пассивті құрылғылар, олар телефоннан келетін дыбысты өңдемей-ақ өткізеді. Ал спектрдің екінші жағында бірнеше желілерді басқаруға және өндірушіге кімнің қай желіде екенін қадағалауға, хостпен байланысқа түсуге және қоңыраулар қабылдау ретін басқаруға мүмкіндік беретін жүйелер бар. Телефондық гибридтер өндірістік интерком жүйелерін PSTN желісіне қосу үшін де қолданылады.
In broadcast studio facilities, the name for the functional part has come to refer to the whole, and a telephone hybrid is the device that packages all the functions needed to connect telephone lines to studio audio systems, providing electrical and physical interface between the telco lines and studio equipment. These devices often include processing in addition to the hybrid function, such as dynamics control, filtering, and equalization (EQ). Some have dynamic EQ that adjusts parameters automatically to maintain spectral consistency from widely varying source audio. Some incorporate acoustic echo cancellation to allow setups with acoustic paths between loudspeakers carrying phone audio and microphones feeding the phone lines. In studio applications, a hybrid needs particularly good send to receive isolation. When too much of the host audio appears at the hybrid's output, there will be a number of defects. Distortion of the host's voice can result from the telephone line's changing the phase of the send audio before it returns, with varying shifts at different frequencies. The original and leakage audio are mixed at the console and combine in and out of phase at the various frequencies. When this occurs, the host sounds either hollow or tinny as the phase cancellation affects some frequencies more than others. Audio feedback can result from the acoustic coupling created when callers must be heard on a loudspeaker. When lines are conferenced and the gain around the loop of the multiple hybrids is greater than unity, feedback "singing" will be audible. If the leakage is very high, operators will not be able to control the relative levels of the host audio and the caller since the console telephone fader will affect both signals. The digital signal processing technology used in modern hybrids addresses the isolation requirement and implements ancillary functions. ISDN and VoIP telco connections theoretically have no need for hybrids. However, calls that have ISDN or VoIP on one end usually terminate to an analog line at the other, and so there is a significant source of echo from both the telco hybrid on the line card and the phone itself. Acoustic coupling, when the microphone picks up the output of the earpiece, is another potential source of echo. Electrical pickup between analog circuits (crosstalk) is yet another. Even low echo levels can be audible when there is a long delay, as is usually the case with VoIP. Telephone hybrids intended for studio applications are usually rack mount units that have RJ style connectors for the telephone line and either balanced analog or AES3 audio inputs/outputs on XLR connectors for the studio equipment connection. One, two, or more hybrids might be packaged within a unit. There are variations to accommodate either POTS, ISDN, or VoIP telephone lines. In addition to the audio functions, hybrids can include extra capabilities such as auto answer/disconnect, DTMF detection/generation, and Caller ID detection. Note that telephone hybrids must be fed from the mixing console with mix minus to avoid feedback. Some inexpensive adapters connect between a telephone and its handset, with a button to activate either the handset or the adapter. These are simple passive devices that pass the audio from the telephone without processing. At the other end of the spectrum are systems that can handle multiple lines and connect to a computer so that a producer can follow who is on which line, communicate with the host, and manage the order of taking calls. Telephone hybrids are also used to interface production intercom systems to the PSTN.
Қатысушы жабдықтар
POTS кодектері, ISDN кодектері және IP кодектері қашықтықтан хабар тарату үшін қолданылады, егер байланыстың екі басында да арнайы жабдықтар болуы мүмкін болса. POTS кодектері аналогтық желілермен, ISDN кодектері ISDN желілерімен, ал IP кодектері IP қосылысын қамтамасыз ете алатын кез келген байланыспен жұмыс істейді. Олар әр басында аудио деректерді сығу және ықшамдауды қолданады. Осылайша 20 кГц дейінгі аудио жиілік диапазонын қол жеткізуге болады. Сығу көбінесе MPEG MP3 немесе AAC арқылы жүзеге асырылады. Автопатчтар – радио әуесқойлары өздерінің радио жабдықтарын телефон желілерімен қосу үшін пайдаланатын телефондық гибридтер.
POTS codecs, ISDN codecs, and IP codecs are used for remote broadcasts when it is possible to have specialized equipment at both ends of the connection. POTS codecs work with analog lines, ISDN codecs with ISDN lines, and IP codecs with any link that can provide IP connectivity. These employ audio data compression and decompression at each end. Audio bandwidths up to 20 kHz can be achieved this way. Compression is often via MPEG MP3 or AAC. Autopatches are telephone hybrids used by amateur radio operators to interface their radio equipment with telephone lines.