Телефонный гибрид
 | Эта статья включает список общих ссылок , но в ней отсутствуют достаточные соответствующие встроенные цитаты . ( февраль 2014 г. ) |
В аналоговой телефонии телефонный гибрид — это компонент на концах абонентской линии коммутируемой телефонной сети общего пользования (PSTN), который преобразует двухпроводную и четырехпроводную формы двунаправленных аудиотрактов. При использовании в средствах вещания для трансляции телефонных звонков гибридный телефон вещательного качества известен как гибридный телефон вещания или телефонный балансовый блок .
Потребность в гибридах проистекает из природы аналоговых телефонных линий старой телефонной службы (POTS) для дома или малого бизнеса, где два аудионаправления объединяются в одной двухпроводной паре. В телефонной сети коммутация и передача почти всегда представляют собой четырехпроводные цепи с разделением двух сигналов. Гибриды выполняют необходимое преобразование. В старых аналоговых сетях требовалось преобразование в четырехпроводные сети, чтобы можно было включать усилители-ретрансляторы в линии дальней связи. В современных цифровых системах каждое направление речи должно обрабатываться и передаваться независимо.
Линейные карты в центральном телефонном коммутаторе, подключенные к аналоговым линиям, включают гибриды, которые адаптируют четырехпроводную сеть к двухпроводным цепям, подключающим большинство абонентов.
Поиск лучших телефонных гибридов и эхоподавителей (родственная технология) был важным мотивом для разработки алгоритмов и аппаратного обеспечения DSP ( цифровая обработка сигналов ) в Bell Labs , NEC и других компаниях.
Технология
[ редактировать ]Фундаментальный принцип заключается в согласовании импедансов . Входящий сигнал подается как на телефонную линию, так и на «балансирующую сеть», которая имеет тот же импеданс, что и линия. Исходящий сигнал получается путем вычитания двух, тем самым исключая входящий сигнал из исходящего сигнала. [1] Ранние гибриды изготавливались с трансформаторами, выполненными в виде гибридных катушек с дополнительной обмоткой, которую можно было подключать в противофазе. Название «гибрид» происходит от этих специальных трансформаторов со смешанной обмоткой.
Эффективный гибрид будет иметь высокие трансгибридные потери, а это означает, что относительно небольшая часть входящего звука будет отображаться на исходящем порту. Слишком большая утечка может вызвать эхо при задержке на пути передачи, как это происходит со спутниками, мобильными телефонами и VoIP-каналами. Это результат того, что голос говорящего проходит к дальнему гибридному устройству и возвращается к его собственному приемнику с недостаточным затуханием. Рекомендация ITU-T G.131 описывает взаимосвязь задержки эха в зависимости от амплитуды и раздражения слушателя. При 100 мс обратные потери в 45 дБ необходимы менее чем 1% испытуемых, чтобы выразить недовольство.
Хорошее подавление зависит от того, имеет ли балансирующая цепь частотно-импедансную характеристику, которая точно соответствует линии. Поскольку импеданс телефонной линии варьируется в зависимости от многих факторов и эта связь не всегда гладкая, аналоговые гибриды способны обеспечить гарантированную изоляцию всего на несколько дБ. По этой причине современные гибриды используют цифровую обработку сигналов для реализации адаптивного фильтра наименьших квадратов , который автоматически определяет сопротивление линии во всем диапазоне голосовых частот и подстраивается под него. Они могут достигать трансгибридных потерь более 30 дБ, измеренных с использованием белого шума в качестве отправляемого сигнала.
Гибриды DSP также называют « подавителями линейного эха » (LEC). (Фраза «подавитель эха» в этом контексте вводит в заблуждение, поскольку здесь нет подавления эха как такового, а скорее происходит утечка из интерфейса аналоговой линии с очень короткой временной задержкой, которую более точно характеризуют как фазовый сдвиг. Однако любая некомпенсированная гибридная утечка будет вызывает эхо, когда соответствующий путь передачи имеет задержку, поэтому эффект на систему заключается в уменьшении эха.)
Гибриды и подавители иногда комбинируются с эхоподавителями . Они работают исходя из предположения, что обычно в данный момент времени говорит только один из двух участников разговора. Подавитель переключает потери на неактивный речевой тракт, тем самым усиливая эффект эхоподавления гибрида за счет одновременного двустороннего разговора.
Несмотря на то, что он по своей сути четырехпроводный, [ нужна ссылка ] Системы VoIP требуют гибридов, когда они взаимодействуют с двухпроводными линиями. Шлюз VoIP-to-Telco, используемый для сопряжения VoIP PBX (частной телефонной станции) с аналоговыми линиями, будет содержать гибриды для выполнения необходимого преобразования. Конечный VoIP не нуждается в гибридах, если не требуется адаптация к двухпроводной линии.
Вещательные телефонные гибриды
[ редактировать ]В студиях вещания название функциональной части стало обозначать целое , а телефонный гибрид — это устройство, которое объединяет все функции, необходимые для подключения телефонных линий к студийным аудиосистемам, обеспечивая электрический и физический интерфейс между телекоммуникационными линиями. и студийное оборудование. Эти устройства часто включают обработку в дополнение к гибридным функциям, таким как управление динамикой , фильтрация и эквалайзер (EQ). Некоторые из них имеют динамический эквалайзер, который автоматически настраивает параметры для поддержания спектральной согласованности при работе с широко варьирующимися источниками звука. [2] акустического Некоторые из них включают подавление эха , чтобы обеспечить возможность установки акустических путей между громкоговорителями, передающими звук телефона, и микрофонами, питающими телефонные линии.
В студийных приложениях гибриду требуется особенно хорошая изоляция между приемом и отправкой. Когда на выходе гибрида появляется слишком много хост-звука, возникает ряд дефектов. Искажение голоса хоста может возникнуть в результате изменения телефонной линией фазы отправляемого звука перед его возвращением с различными сдвигами на разных частотах. Исходный звук и звук утечки микшируются на консоли и объединяются синфазно и противофазно на разных частотах. Когда это происходит, хост звучит глухо или жестко, поскольку фазовое подавление влияет на некоторые частоты больше, чем на другие. Звуковая обратная связь может возникнуть в результате акустической связи, возникающей, когда вызывающего абонента необходимо слышать через громкоговоритель. Когда линии объединены в конференцию и усиление в контуре нескольких гибридов превышает единицу, будет слышно «пение» обратной связи. Если утечка очень велика, операторы не смогут контролировать относительные уровни звука хоста и вызывающего абонента, поскольку фейдер телефона консоли будет влиять на оба сигнала.
Технология цифровой обработки сигналов, используемая в современных гибридах, удовлетворяет требованиям изоляции и реализует вспомогательные функции. Для телекоммуникационных соединений ISDN и VoIP теоретически нет необходимости в гибридах. Однако вызовы, имеющие ISDN или VoIP на одном конце, обычно завершаются на аналоговой линии на другом, поэтому существует значительный источник эха как от гибридной телекоммуникационной компании на линейной карте, так и от самого телефона. Акустическая связь, когда микрофон улавливает выходной сигнал наушника, является еще одним потенциальным источником эха. Еще один пример — электрические наводки между аналоговыми цепями (перекрестные помехи). Даже низкие уровни эха могут быть слышны при длительной задержке, как это обычно бывает с VoIP.
Телефонные гибриды, предназначенные для студийного применения, обычно представляют собой устройства, монтируемые в стойку. [3] [4] [2] которые имеют разъемы типа RJ для телефонной линии и балансные аналоговые или AES3 аудиовходы/выходы на разъемах XLR для подключения студийного оборудования. В одном блоке могут быть упакованы один, два или более гибридов. Существуют варианты для подключения телефонных линий POTS, ISDN или VoIP. В дополнение к аудиофункциям гибриды могут включать в себя дополнительные возможности, такие как автоматический ответ/отключение, обнаружение/генерация DTMF и обнаружение идентификатора вызывающего абонента .
Обратите внимание, что телефонные гибриды должны питаться от микшерного пульта микс-минусом, чтобы избежать обратной связи.
Некоторые недорогие адаптеры соединяют телефон и его трубку с помощью кнопки для активации либо трубки, либо адаптера. Это простые пассивные устройства, которые передают звук с телефона без обработки.
На другом конце спектра находятся системы, которые могут обрабатывать несколько линий и подключаться к компьютеру, чтобы продюсер мог отслеживать, кто на какой линии, общаться с хостом и управлять порядком приема вызовов.
Телефонные гибриды также используются для подключения производственных систем внутренней связи к ТфОП.
Сопутствующее оборудование
[ редактировать ]Кодеки POTS , кодеки ISDN и кодеки IP используются для удаленных трансляций , когда есть возможность иметь специализированное оборудование на обоих концах соединения. Кодеки POTS работают с аналоговыми линиями, кодеки ISDN — с линиями ISDN, а кодеки IP — с любым каналом, который может обеспечить IP-соединение. Они используют аудиоданных сжатие и распаковку на каждом конце. Таким образом может быть достигнута полоса пропускания звука до 20 кГц. Сжатие часто осуществляется с помощью MPEG MP3 или AAC .
Автопатчи — это телефонные гибриды, используемые радиолюбителями для сопряжения своего радиооборудования с телефонными линиями.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Патент США 3 180 947 «Электронная мостовая гибридная схема».
- ^ Jump up to: а б «Цифровые гибриды Telos Hx1 и Hx2» .
- ^ «AEQ USA — Цифровые гибриды TH-03» .
- ^ «Однолинейные и двухлинейные цифровые гибриды от Comrex» .