Звуковое давление - переменная составляющая давления в каждой точке среды.

Порог слышимости - звуковое колебание данной частоты, при котором громкость минимальна и звук едва слышен.

Период - промежуток времени, в течение которого совершается одно полное колебание.

Амплитуда колебания - это максимальное расстояние, на которое колеблющееся тело отклоняется от первоначального своего положения.

Пропускная способность - максимально возможный объем передаваемой информации за одну секунду по каналам связи.

Дальность телеграфирования - наибольшее расстояние между двумя станциями, на котором можно вести надежную передачу сообщений без применения каких-либо промежуточных усилительных устройств.

Кабель - электротехническое изделие, состоящее из скрученных изолированных проводников, заключенных в герметичную оболочку.

Повреждение кабельных линий - снижение электрических параметров ниже установленных норм, вследствие чего снижается качество передачи по отдельным каналам связи. Полное прекращение работы любого линейного тракта одной и более систем связи на линиях  считается аварией. Работы по ликвидации аварии организуются немедленно и производятся до полного устранения повреждений. Повреждения отдельных пар жил в кабелях ГТС относят к кабельным повреждениям, а одновременное повреждение 20 и более пар жил считается аварией. К авариям относят также повреждения особо важных связей и с меньшим количеством пар жил. Работы по ликвидации аварий на кабелях ГТС производят также круглосуточно.

«Домашний» радиотелефон. В телефонную трубку такого «бесшнурового» телефона встроен миниатюрный батарейный приемопередатчик, работающий на той же волне, что и другой приемопередатчик, который находится в корпусе телефонного аппарата, подключенного к сети электропитания и к телефонной сети. В корпусе телефонного аппарата имеются звонок вызова и зарядное устройство для аккумулятора питания приемопередатчика.

Приемопередатчик телефонной трубки может работать на расстояниях, немногим меньших 1 км, а в некоторых моделях – до 3,5 км. Емкость питающего его аккумулятора достаточна для разговора в течение 45 мин и в течение 6 ч обеспечивает готовность телефона со снятой трубкой. Когда трубка положена, ее аккумулятор автоматически подзаряжается.

Основное преимущество домашнего радиотелефона – возможность свободного перемещения абонента в радиусе действия приемопередатчика. Главный недостаток – незащищенность (большинства моделей) от несанкционированного подключения к телефону посторонних лиц.

Радиотелефон сотовой связи. С радиотелефоном сотовой связи абонент может на протяжении сеанса связи перемещаться из зоны действия (сотовой ячейки) одной антенны в зону действия другой, затем третьей и т.д. Такая техника, предложенная фирмой «Белл лэбораторис» в 1971, была введена в коммерческую практику в 1983. Каждая из антенн сотовой связи может поддерживать одновременно сотни отдельных двусторонних телефонных переговоров (или передач по радиофаксу). Вызов занимает одну из 666 частотных полос антенной ячейки и при перемещении телефона автоматически переключается на любую свободную частотную полосу следующей ячейки. При этом частотная полоса предыдущей ячейки освобождается и может быть занята другим абонентом.

Имеются три основных вида радиотелефонов сотовой связи: 1) мобильные, устанавливаемые в автомобилях и питаемые от автомобильных аккумуляторов, 2) переносные с отдельной переносной батареей питания, которые можно использовать отдельно или включать в гнездо электрозажигалки в автомобиле, и 3) карманные (со встроенной батареей питания) массой около 100 г.

Новые виды карманных телефонов сотовой связи будут использоваться в «сетях персональной связи» (PCN). Сигнал в таких телефонах будет более слабым, чем в существующих телефонах сотовой связи, а антенна – меньших размеров. Антенны персональной связи будут, вероятно, монтироваться на уличных фонарных столбах и на фасадах зданий, а также внутри автобусов, железнодорожных вокзалов, аэровокзалов. Антенны персональной связи, как и антенны другой сотовой связи, подключаются проводными или оптическими кабелями к коммутационной подстанции АТС. Сети персональной связи разрабатываются на основе цифровой техники (см. ниже Цифровые телефоны).

Громкоговорящие телефонные аппараты. Абонент включает ручным выключателем более мощную систему микрофона с громкоговорителем для двусторонней телефонной связи, когда в переговорах необходимо участвовать одновременно нескольким лицам, находящимся в помещении. Такое устройство выполняется, как правило, в виде отдельной или встраиваемой приставки к корпусу обычного шнурового телефонного аппарата. Для его работы нужно, чтобы телефонная трубка лежала на рычажном переключателе аппарата.

Видеотелефонные аппараты. В видеотелефоне передача речи дополняется передачей изображения. Телевизионная камера одного видеотелефона формирует сигнал изображения абонента, участвующего в сеансе связи, и его изображение высвечивается на небольшом телевизионном экране (75–100 мм по диагонали, на жидких кристаллах) другого видеотелефона. Видеоизображение, передаваемое одновременно с речевым сигналом по обычным телефонным линиям, оказывается менее качественным, чем изображение широковещательного телевидения. Дело в том, что слишком мала ширина частотной полосы одного телефонного канала: для передачи качественного изображения нужно около 1400 речевых каналов.

Неподвижные видеоизображения могут передаваться с гораздо большей четкостью, но для полного формирования одного кадра требуется заметное время, примерно 2–3 с (для передачи движущегося изображения нужна скорость передачи не менее 10 кадров в секунду). Такие телефоны довольно дороги, однако для некоторых организаций это приемлемо, когда по телефону обсуждаются копии чертежей, рентгенограммы, модели изделий, недвижимое имущество и т.д.

Телефоны общего пользования. Такие телефонные аппараты, называемые таксофонами (или телефонами-автоматами), доступны для всех, кто деньгами или кредитной карточкой оплачивает вызов. Некоторые новые модели таксофонов, введенные в 1990-х годах, снабжены 24-см цветным экраном монитора и позволяют передавать и принимать речь, данные в цифровой форме через дорожный компьютер, портативный факс или встроенную клавиатуру самого таксофона, а также текстовые сообщения – через приставку для глухих.

Современные таксофоны, устанавливаемые в открытых или полуоткрытых боксах в шумных местах (на улицах, в аэропортах), сконструированы так, чтобы свести к минимуму влияние внешнего шума. На телефонных трубках предусматриваются ручки регулировки громкости, микрофоны снабжаются специальными фильтрами. Для защиты от вандализма в местах повышенного риска применяются бронированные шнуры и поликарбонатные телефонные трубки. Предусматриваются также средства защиты от оплаты поддельными монетами и от других незаконных действий.

Проводные линии. Местная сеть начинается с двухпроводных абонентских линий, обслуживаемых АТС. Число таких линий может составлять 80 000 и более. В районе с высокой плотностью населения на АТС может быть несколько блоков коммутации абонентских линий. Для вызова абонента, обслуживаемого другим коммутационным блоком, нужен свободный канал в многоканальном кабеле, называемом соединительной линией (внутри- или межстанционной).

Абонентская линия, соединяющая аппаратуру абонента с АТС, состоит из проводных линий и кабелей, а также другого оборудования. Современная телефонная подстанция (если она предусматривается) соединяется с АТС кабелем цифровой передачи.

Телефонные линии, которыми оборудуются почти все жилые дома, выполняются из медного провода с пластмассовой изоляцией. Источником электропитания абонентских линий служит центральная аккумуляторная батарея АТС с напряжением 48 В постоянного тока, непрерывно подзаряжаемая выпрямителем сетевого тока. При временном отключении сетевого напряжения батарея может в течение 3 ч обеспечивать нормальную работу АТС. Предусматривается резервный электрогенератор для подзарядки батареи в аварийном режиме.

В самых современных системах абонентских линий до 96 соседних скрученных пар объединяются в телефонной подстанции. Подстанция преобразует аналоговые сигналы абонентских скрученных пар в цифровые, которые объединяются методом мультиплексирования с временнм уплотнением, благодаря чему снижается стоимость линейного строительства. (В аналоговых межстанционных соединительных линиях применяется метод мультиплексирования с частотным уплотнением.) На АТС производится демультиплексирование сигналов для адресации на те или иные контакты блока коммутации абонентских линий. Электрический речевой сигнал постепенно ослабляется («затухает») в процессе прохождения разговорного тракта и поэтому требует усиления в критических точках тракта. Аналоговый промежуточный усилитель усиливает не только полезный речевой сигнал, но и наложившийся на него шум. Поэтому в цифровых линиях связи, особенно междугородных, применяется т.н. регенератор. Он не просто усиливает сигнал, имеющий вид последовательности несколько искаженных из-за пройденного расстояния цифровых импульсов, а восстанавливает их первоначальную прямоугольную форму, устраняя шумовые искажения. Он восстанавливает также временные интервалы между импульсами, так что к следующему регенератору сигнал посылается уже без искажений.

Радиорелейные линии. Радиорелейная линия представляет собой цепочку ретрансляторов для радиоволн СВЧ-диапазона. Ретрансляторы устанавливаются на высоких башнях на расстояниях 50–70 км. По радиорелейной линии могут передаваться как аналоговые, так и цифровые сигналы. Атмосферные и промышленные помехи не оказывают значительного влияния на радиорелейную связь.

Промежуточным пунктом радиорелейной линии может служить геостационарный искусственный спутник Земли. Поскольку расстояние до него составляет около 35 000 км, при двусторонних переговорах возникает заметная задержка. В настоящее время спутниковая связь используется в основном для телевизионного вещания и односторонней передачи данных. В некоторых районах без кабельной телефонной сети, например на Аляске, имеются компактные цифровые системы спутниковой связи, обслуживающие небольшие поселки с сотней телефонных аппаратов.

Оптический кабель содержит от 2 до 12 стеклянных оптических волокон в плоском формате и 144 – в жгутовом. Каждое волокно имеет на одном конце источник света, а на другом – фотоприемник. Источником света обычно служит полупроводниковый лазер или миниатюрный светодиод. Используется свет инфракрасной части спектра. Лазер преобразует цифровые электрические сигналы в последовательность импульсов инфракрасного света со скоростью следования от 45 млн. до 3,5 млрд. бит/с. Фотоприемник снова преобразует последовательность световых импульсов в цифровой электрический сигнал.

В оптических регенераторах процесс регенерации несколько осложняется необходимостью преобразования оптических сигналов в электрические и обратно. Оптические регенераторы особенно важны для межконтинентальных подводных оптических кабелей, прокладываемых по дну океана. Самый длинный такой кабель (25 000 км) был проложен в середине 1990-х годов через Тихий океан. Для оптических подводных кабелей нужно меньше регенераторов (встраиваемых непосредственно в кабель до его прокладки), чем этого требовали ранее коаксиальные кабели.

Подводный оптический кабель обычно представляет собой медную трубу, покрытую снаружи слоем полиэтиленовой изоляции. Труба заполнена эластомером, отделенным от ее стенок оболочкой из стальных проволок. По оси кабеля проходит стальная проволока, а вокруг нее в эластомер вделаны шесть стеклянных оптических волокон связи. Два из них являются резервными на случай выхода из строя любой другой пары. Медная труба, напрессованная на плетеную проволочную оболочку, обеспечивает герметизацию и служит одним из проводников цепи электропитания для всей электроники кабеля. Оптический кабель не воспринимает электрических помех.

Такой кабель считается «супермагистралью» систем связи, поскольку обладает очень большой информационной пропускной способностью. Если для кабеля с медными проводниками максимальная скорость передачи цифровых данных составляет около 1,5 Мбит/с и необходима регенерация сигнала через каждые 3 км, то оптический кабель способен передавать информацию со скоростью 3,4 Гбит/с при расстоянии между регенераторами, достигающем 70 км. В пересчете на телефонные линии дуплексной (двусторонней) связи частота 1,5 Мбит/с соответствует 24 речевым каналам, а частота 3,4 Гбит/с – 48 384 цифровым речевым каналам.

Применение волоконной оптики в абонентских линиях может дать абоненту эквивалент нескольких высококачественных двусторонних видеосигналов, а также компьютерных услуг в диалоговом режиме и факсимильной передачи.

Первая аналоговая электронная АТС (на 4000 абонентов, с компьютерным управлением) была введена в действие в 1965 (Сакасанна, шт. Нью-Джерси). Она действовала на основе принципа коммутации с пространственным разделением каналов; все изменения видов обслуживания и других характеристик коммутации производились путем программных, а не аппаратных изменений.

Линии цифровой передачи мультиплексированных речевых сигналов начали действовать в 1962 в Чикаго. Такая передача требует преобразования аналоговых по своей природе звуков речи в цифровой сигнал методом импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). Непрерывно меняющаяся интенсивность звука определенной частоты заменяется тысячами ее отдельных значений в секунду. Каждое дискретное значение (для основной телефонной полосы частот 4000 Гц их 8000 в секунду) преобразуется в 8-разрядный двоичный код, что дает стандартный цифровой речевой сигнал с частотой следования 64 Кбит/с. Однако для коммутации этот цифровой сигнал приходится преобразовывать в аналоговый.

Первая цифровая электронная АТС, введенная в действие в 1982 в Сенеке (шт. Иллинойс), допускала прямое подключение оптических кабелей к абонентскому комплекту без предварительного фотонно-электронного преобразования сигнала. Такая цифровая АТС модели 5ESS стала в настоящее время одной из самых распространенных в мире. Подобные АТС обслуживают уже около 60 млн. линий. В некоторых странах они используются в качестве станций сопряжения с международными сетями.

Эффективность ИКМ-преобразования повышается компандированием – сжатием динамического диапазона сигнала при передаче и расширением при приеме. В разных странах применяются два несовместимых друг с другом метода ИКМ-компандирования. В США, Канаде и немногих других странах используется закон компандирования с мю-характеристикой, тогда как в остальных странах мира – с A-характеристикой. По международной договоренности страны с мю-законом осуществляют преобразование кода, или транскодирование, мю-A.

Введение новых иерархий волоконно-оптических сетей в странах с мю- и A-законами компандирования вносит дополнительные усложнения. Различия уже имеются в цифровых иерархиях проводных сетей Северной Америки, Европы и Азии. Японская цифровая система представляет собой вариант североамериканского стандарта. Остальные страны мира пользуются стандартами, разработанными Конференцией европейских управлений почты и телефонно-телеграфной связи (CEPT).

Были спроектированы три поколения подводных оптических кабелей с последовательно повышающейся скоростью мультиплексной передачи. Кабели первого поколения (введенные в действие в конце 1988 и начале 1989) обеспечивают передачу со скоростью 280 Мбит/с на одну волоконно-оптическую пару, а кабели второго поколения (введенные в действие в 1992) – со скоростью 560 Мбит/с на пару. Кабели третьего поколения (введенные в действие в середине 1990-х годов) обеспечивают скорость передачи, равную 5 Гбит/с на одну волоконно-оптическую пару. В кабелях третьего поколения применено промежуточное оптическое усиление, исключающее необходимость в преобразовании импульсного светового сигнала в электрический для регенерации. Благодаря этому дополнительно повысились надежность, пропускная способность и экономичность системы.

В настоящее время для волоконно-оптических систем вводятся новые иерархии стандартов цифрового мультиплексирования: в США – синхронная сеть оптической связи (SONET), в других странах мира – система синхронной цифровой иерархии (SDH), причем первая из них основана на мю-законе, а вторая – на A-законе кодирования–декодирования. Самый низкочастотный мультиплексированный сигнал оптической несущей в системе SONET соответствует скорости передачи, равной 52 Мбит/с, а самый высокочастотный – 2,5 Гбит/с. Такого же порядка уровни иерархии SDH. В ближайшие годы должны быть добавлены дополнительные промежуточные и более высокие уровни.

Такие синхронные цифровые сигналы получаются мультиплексированием плезиохронных или асинхронных сигналов, поступающих из менее скоростных частей сети. Исходящие цифровые сигналы абонентской аппаратуры по большей части являются асинхронными, т.е. данные вводятся нерегулярными группами, как, например, при вводе текста с клавиатуры для передачи на другой компьютер.

Пакетная коммутация. Передача цифрового сигнала по единому и непрерывному тракту – не единственный возможный вариант. Метод пакетной коммутации, первоначально разработанный в США для государственной компьютерной сети ARPANET (созданной по заказу ARPA – управления перспективного планирования научно-исследовательских работ министерства обороны США), составляет техническую основу глобальной сети INTERNET, которой в настоящее время пользуются миллионы владельцев персональных компьютеров. При таком методе единое сообщение, передаваемое в цифровой форме, разбивается на многочисленные малые пакеты, и каждый из них снабжается идентифицирующими данными начальной и конечной точек соединения. Устройство пакетной коммутации направляет эти пакеты в сеть общего пользования по различным трактам в зависимости от занятости цепей. Адресная информация пакетов обеспечивает их прохождение по сети до оконечной точки соединения. Хотя пакеты достигают этой точки по разным трактам, собираются они здесь в нужной последовательности.

В телефонии такой вид соединения называется виртуальной цепью, поскольку сообщение в конце концов выдается целиком, как если бы оно передавалось по единому и непрерывному тракту. Пакетная коммутация позволяет намного увеличить полезную нагрузку имеющейся системы цепей, так как пакеты «вставляются» всякий раз, как только устройство пакетной коммутации обнаруживает переговорную паузу в имеющихся цепях.

Метод пакетной коммутации необычайно быстро распространяется, но имеет свои недостатки. При двусторонних речевых переговорах, осуществляемых пакетным методом, возникают трудности с обеспечением непрерывности, а для передачи движущихся телевизионных изображений скорость передачи оказывается недостаточной. Один из новых подходов к пакетной коммутации основан на использовании значительно больших пакетов с более подробными данными вызова, сопровождающими сообщение абонента. Эти дополнительные данные помогают пакету «проскочить» по трактам с повышенной скоростью передачи, таким, как волоконно-оптические системы с иерархией SONET и SDH. Более высокая скорость передачи может обеспечить более гладкую сборку пакетов в полные сообщения в конечной точке соединения.

Еще одно усовершенствование – интеллектуальная сеть, в которой не только телефонная компания, но и ее абоненты сами могут управлять сетью дальней связи, пользуясь компьютерами (со специальными программами), установленными в коммутационных системах и стратегических точках сети. Привилегированный абонент может, не обращаясь к персоналу телефонной компании, только программными средствами устанавливать и аннулировать временные сетевые конфигурации или виды обслуживания. Компьютерные системы контролируют такое обслуживание и выписывают соответствующие счета оплаты. Самый последний вариант интеллектуальной сети – глобальная интеллектуальная сеть, в которой могут временно устанавливаться международные цепи и особые виды обслуживания. При этом используются международные межсетевые коммутирующие интерфейсы, благодаря чему такие абоненты, как международные компании и организации, получают возможность пользоваться для своих надобностей виртуальными некоммутируемыми сетями при нормальном функционировании коммутируемых сетей общего пользования.

Метод виртуальной, т.е. программно-определяемой, сети позволяет снижать сетевые расходы абонентов за счет автоматического выбора наинизшего тарифа для конкретной функции. К этому могут добавляться возможности специализированной маршрутизации вызова. Арендуемые сети с т.н. закрепленными линиями могут также приобретаться в собственность для длительного пользования.