二线标准探讨

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二线用户和中继电路标准探讨
李新长
0   引言
交换机、PCM、电力线载波机、微波、扩频等通信设备的电话接口，以二线用户和中继电路使用较多。二线电路的技术指标和测试方法，各种标准、各种设备的说明书中都做出了规定。对于这些规定，我个人认为还是有些不太明确，有的标准有待于商榷，测试方法也需要改进。现就这些问题谈一谈我个人粗浅的认识。
1   用户电路适应用户线的条件

连接通信设备的二线用户电路和电话单机（或其它设备）的连线叫做用户线，用户线的交直流参数对于通信质量有着密切的关系。而用户线的交直流参数取决于其类型、线质、线径、距离等因素，是不可能人为改变的。所以各种设备的用户接口在规定的用户线条件下应能正常工作。

比如，在20℃时，1km长度、线径为0.5mm的塑包或纸包市话音频电缆等效电路如图1所示，环阻约为190Ω，对测试代表频率800Hz来讲衰耗





图1  1km长度、0.5mm音频电缆等效电路
约为1.33dB。同一交换机内两个用户单机之间允许最大衰耗30dB,交换机两用户电路之间衰耗按7dB,分给用户线的允许衰耗为11.5dB,也就是说,用户线的允许长度对0.5mm音频电缆来讲为8km左右。国家标准规定,电话机直流等效电阻：在通过标准电流25mA时,应≤ 300Ω（设“R”闪断键时≤ 350Ω）。综合以上因素,一般规定,用户接口适应的用户线条件如下：
1.1  绝缘电阻：≥ 20kΩ。
1.2  线间电容：≤ 0.5μF，也有≤ 0.7μF标准的。
该项指标，有些标准或出厂说明书中将≤ 定为≥ ，我认为是原则错误，或者说是很不严密。如果线间电容过大，将对话音信号产生较大衰耗，有可能造成通话声音小，双音频呼叫不灵，拨号脉冲畸变等一系列后果。
1.3  最大环路电阻：1.8kΩ(包括话机电阻)；也有近距离1kΩ，远距离3kΩ的；PCM远端盘也有2kΩ的。
该项指标，大多数标准或出厂说明书中在标准值前面加有≤ 符号或“不大于”字样，我认为是很不严密的，很令人费解的。试问：如果按不大于要求，100Ω也在标准之内，难道就合乎标准吗？一个电话机的直流等效电阻≤ 300（350）Ω，也在标准之内，难道不加线路，只接电话机也合乎标准吗？。
有些标准或出厂说明书中在标准值前面加有≥ 符号或“不小于”字样，如按可以达到标准值理解，还是说得通的。
比较确切的提法，应该标准数据前不加范围符号，结合下一条回路电流标准统一衡量。
1.4  回路电流：在最大环路电阻标准值时≥ 18mA。
综合3、4、两条，我认为应这样规定：
在最大环路电阻标准值1.8kΩ(包括话机电阻)时，回路电流≥ 18mA。
实际上，适应用户线条件的检测方法，就是按照以上意义制定的。
1.5  额定恒流电流：用户接口馈电电流，当用户线环路电阻（含电话机直流等效电阻）≤ 1kΩ时应为恒流源，额定电流25mA。
额定恒流电流这项指标，所有标准或出厂说明书中都未提及。我认为是应该规定并进行检测的，有无恒流性能、恒流电流的大小都和传输特性有着密切的关系。25mA最为合适，但也有的交换机采用20mA，虽然我认为不合适但也无可指责，因为标准没有规定。
2   用户电路适应用户线条件的检测
标准测试电路如图2所示。直流毫安表可使用一般万用表。当开关K合上时，电流表测得的馈电电流应不小于18mA。说明该用户电路通过0.5mm的音频电缆连接时通信距离可达8km以上。





图2  用户线条件的检测连接电路图
不少标准中,还有一句话：“用电话单机取代电流表，通过单机验证，呼叫接续应正常。”我认为，用电话单机取代电流表，环路电阻值应减去电话机的直流等效电阻，才比较合理。
在实际操作中，应按图3所示方法测量。先调整电位器至最小0Ω，






          图3  用户线条件检测实际操作连接电路图
电流表指示应为额定电流25mA；然后调整电位器在0∼1kΩ范围内变化，电流表指示应基本维持在25mA;再调整电位器至电流表指示为18mA时,测量其阻值，应不小于1.8kΩ，最后一边向大阻值方向调整电位器，一边观察用户电路抬机指示灯，当指示灯熄灭后，再向小阻值方向微调电位器，当指示灯亮时停止，此时电流表指示的电流值为该用户电路最小启动电流，电位器阻值为该用户电路最大环路电阻。以上所测数据全面衡量了该用户电路的指标。最小启动电流也不应过小，否则当用户线绝缘电阻降低，漏电电流增大时用户电路错误启动，造成长时间占线中断电路。
3   中继电路适应中继线的条件
现摘抄某行业标准中中继线条件标准如下：
“—— 二线环路中继线条件为最大环路电阻不大于1.8kΩ(包括中继器的环路电阻)；
—— 线间绝缘电阻不小于20kΩ；
—— 线间电容不大于0.5μF。”
    该标准比照用户线条件标准给出，测试方法“参照”用户线条件。具体如何“参照”，没有提及。以下是我个人观点：
对于最大环路电阻，正确理解应为：中继电路同符合标准的用户电路接口时，中继线的最大环路电阻在1.45kΩ时，呼入、呼出、通话应正常。其中1.45kΩ指标的依据是1.8kΩ减去中继电路的环路电阻（其值按电话单机标准350Ω计算）。
对于线间电容，该行业标准中用户线条件标准给出的值是≤ 0.7μF，中继线条件标准给出的值是不大于0.5μF；查阅其它标准或出厂说明书，也有同以上两值不同的数值。同为线路模拟条件，应该有同样的线间电容值。虽然该项标准不管是0.5μF还是0.7μF，对通信质量、其它指标测量影响不大，但是作为标准，还是应有一个统一的“度量衡”。
应对中继电路的环路电阻提出一个指标，参照电话机直流等效电阻标准，中继电路的环路电阻在通过标准电流25mA时，应≤ 350Ω；或在配线架的中继门子端子上测得的直流电压应≤ 8.75V。也有18mA时，应≤ 500Ω的标准，此时直流电压应≤ 9V。
应对中继电路的收铃灵敏度提出一个指标，如果参照电话机收铃灵敏度标准：“采用电子振铃的话机振铃功率灵敏度不大于100mW。”电话机挂机预备收铃状态时对25Hz阻抗要求不小于3kΩ，则中继电路的收铃灵敏度指标应为：当呼入铃流电压在配线架的中继门子端子上≤ 18V时，中继电路应启动并输出环路。也有30V的标准，有的PCM为38V的标准。
4   中继电路适应中继线条件的检测
确切地讲，这个标题应为“中继电路性能检测方法”。
4.1  呼出呼入实验：
4.1.1  交换机、载波机自动盘：
标准测试电路如图4所示，将被测中继电路经模拟标准中继线接入检测合格的用户电路。用单机甲先拨被测中继电路出局号，听到二次拨号音后再拨单机乙号码，单机乙应响铃，抬机后双方通话应正常。用单机甲先拨被测中继电路所接用户电路的号码，听到1∼2声回铃音后，中继电路应启动，话务台应响铃，或电脑话务员应答，或送二次拨号音，单机甲再拨叫其它号码的单机，被叫单机应响铃，抬机后双方通话应正常。





图4  交换机中继线条件的检测连接电路图
以上检测说明，被测中继电路经7km以上0.5mm的音频电缆连接用户电路时，呼出呼入正常。实际上，我国电信部门对市话端局至用户交换机之间中继线的传输衰耗要求不得超过4.5dB，0.5mm的音频电缆按每公里1.33dB衰耗计算，长度不得超过3.38km，在20℃时，其环阻约为640Ω。
可以这样理解，中继电路、中继线的指标是分开提出的，有联系的两条指标都高标准严要求，相互衔接后留有充分的余地。
4.1.2  PCM局端盘：
标准测试电路如图5所示，将被测局端盘经模拟标准中继线接入交换机的用户电路，通过PCM延伸到对端远端盘。用交换机其它用户单机拨所接用户电路号码，远端盘所接单机应响铃，抬机后双方通话应正常。用远端盘所接单机拨交换机其它号码的用户单机，被叫单机应响铃，抬机后双方通话应正常。







图5  PCM中继线条件的检测连接电路图
4.2  环路电阻测量：
4.2.1  交换机、载波机自动盘：
交换机、载波机自动盘中继电路环路电阻的测量，需要直流电压保持器，如图6所示。用单机甲先拨被测中继电路出局号，让被测中继电路启动，调整电位器使电流表指示为25mA，此时电压表指示应≤ 8.75V。





图6  交换机、载波机自动盘环路电阻测量电路图

4.2.2  PCM局端盘：
同样，PCM局端盘环路电阻的测量，也需要直流电压保持器，如图7所示，远端盘所接单机抬机后即可测量。





图7  PCM局端盘环路电阻测量电路图

4.3  收铃灵敏度：
4.3.1  交换机、载波机自动盘：
交换机、载波机自动盘中继电路收铃灵敏度的测量方法，如图8所示。用单机甲边拨被测中继电路所接用户电路的号码，边听中继电路是否启动。先调整电位器使电压表指示为30V左右，如果中继电路启动正常，再调小电位器电阻值；如果中继电路不启动，再调大电位器电阻值；反复调整到小一点不启动，大一点能启动的临界值，此时电压表的指示值即为该中继电路收铃灵敏度。







图8  交换机中继电路收铃灵敏度测量电路图
4.3.2  PCM局端盘：
测试电路如图9所示。用交换机其它用户单机拨所接用户电路号码，听远端盘所接单机是否响铃，反复调整电位器，到小一点不响铃，大一点能响铃的临界值，此时电压表的指示值即为该局端盘的收铃灵敏度。





图9  PCM局端盘收铃灵敏度测量电路图
5   二线电路的三元件线路模拟阻抗
现行传输通信设备的二线电路，大多一端为局端盘，另一端为远端盘；电力载波机两端为自动盘，相当于门数较少的交换机。交换机的二线电路分用户电路和中继电路。为了测量各项指标，例如传输衰耗、回波损耗等方便，须事先准备如图10所示三元件线路模拟阻抗。可代表电话单机加上线路的阻抗，接入用户电路，也可单独代表电话单机接入用户电路，还可同直流环路保持器联手代表外部的用户电路加上线路的阻抗，接入中继电路。这是测量或验收设备通路指标时必备的测量辅助网络。
通用的测试标准中，用户侧的三元件线路模拟阻抗R1定为560Ω，中继侧的R1定为680Ω，二者相差120Ω，我个人认为是多此一举。例如R1为560Ω的三元件线路模拟阻抗对300∼3400Hz的阻抗值为706∼455Ω；而R1为680Ω的阻抗值为820∼477Ω，在高频端变化不多。再者，不论是用户口还是中继口，连接线同为音频线路，选择两种线路模拟阻抗的理由不足。“模拟”阻抗，就是“近似”阻抗值，无所谓谁近似的“远近”问题，一种近似值就足够了。
对于选择两种线路模拟阻抗的理由，我请教过好多人，没有一个人给出过明确答复。



图10  三元件线路模拟阻抗电路图
个人意见不能代替标准，在需要准确测量或设备验收检测时，三元件线路模拟阻抗的使用，还是要按标准执行。
6   铃流检测方法
    铃流检测，虽然和二线标准没有关联，但铃流通过二线传输，其检测方法也在这里讨论一下。
检测方法按图11所示接线。




图11  铃流源的检测电路图
测量电压，各种标准所规定的方法都没有疑义，主要是测量频率时所使用的仪表值得商榷。
某行业标准中，规定“或采用含25Hz测量频率范围的低频选频电平表”去测量铃流频率。值得商榷的就是这种低频选频电平表。
我从事有线电话通信工作近40年，换言之，使用各种（选频）电平表近40年，我没有见过这种表。可能是我孤陋寡闻，行业标准中既然规定采用这种表，它肯定存在，但也肯定不普及。能测量频率的数字万用表还是普及、常见、准确度较高、能满足测量铃流频率指标的仪表。
再者，电平表、万用表二者的最高输入电压限值不在一个数量级。铃流电压高达75V，空载时可能接近105V，分压电阻配置不合适或操作不当会烧毁电平表，但烧毁万用表的几率就小得多。
鉴于以上“不普及、不安全”两点理由，建议该行业标准将“或采用含25Hz测量频率范围的低频选频电平表”这句话，改为“或采用有频率档位的数字万用表”。
7   结束语
    对标准妄加评论，指手画脚，我自知人微言轻。但多年积压在心头的疑虑如鲠在喉，不吐不快。由于自己水平有限,对许多标准还是一知半解。以上观点仅仅代表个人意见，旨在抛砖引玉。谬误之处热诚地欢迎各位专家们不吝指正。