АВУ — это

1. Абонентское высокочастотное уплотнение — аналоговый метод одновременной передачи по одной телефонной линии (паре) двух и более независимых абонентских телефонных подключений.
2. Абонентская высокочастотная установка — устройство высокочастотного уплотнения, включаемое между телефонной линией и аппаратом абонента, линия которого «уплотнена». Соответствующее оборудование устанавливается на АТС.

Принцип действия

Абонентская высокочастотная установка служит для уплотнения абонентской линии дополнительным телефонным каналом, кроме основного канала, расположенного в тональном диапазоне частот (300-3400Гц). Дополнительный канал образуется высокочастотным уплотнением абонентской линии с частотным разделением каналов. Таким образом по одной телефонной паре одновременно передаются сигналы двух абонентов. Аппаратура АВУ работает на частотах 28КГц (передача от абонента к АТС) и 64КГц (передача от АТС к абоненту).

При работе ВЧ-канала АВУ используется метод амплитудной модуляции, аналогичный работе радиопередатчика и радиоприемника, только в данном случае передача идет по проводам.

В этой связи также удобно сравнить АВУ с трехпрограммным радио: там и там есть основной низкочастотный канал в звуковом диапазоне частот и два дополнительных ВЧ-канала, только в трехпрограммной радиотрансляции обе дополнительных программы транслируются в одном направлении - от источника к абонентам, а в АВУ, как было указано выше, на разных частотах передача идет в двух направлениях.

Сигналы НЧ и ВЧ каналов АВУ разделяются с помощью НЧ-фильтров, которые отсекают от основного (НЧ) канала частоты выше 3500Гц. Абонентский фильтр нижних частот АВУ НЧ-А располагается в небольшой коробке на линии основного абонента, фильтр же на АТС смонитрован на плате ВЧ/НЧ-С совместно с ВЧ-частью станционного уплотнения.

Смысл применения телефонного уплотнения и, в частности АВУ, в экономии медных телефонных пар. АВУ зачастую применялось при необходимости организовать 1-2 новых телефонных номера в существующей структуре и при экономической нецелесообразности замены многопарного телефонного кабеля от АТС до здания на кабель большей емкости.

В отличие от блокированных(спаренных) телефонных номеров (также работающих по одной телефонной паре) оба абонента линии АВУ могут разговаривать одновременно, а также разговаривать друг с другом.

Возможно совмещение технологий уплотнения на одной линии: на спаренной телефонной линии может быть дополнительно организован высокочастотный канал АВУ. Следует отметить, что такой вариант используется крайне редко - при острой нехватке медных телефонных пар - и, как правило, не используется в крупных городах.

Состав и работа установки

В состав абонентской установки АВУ входят: абонентские низкочастотный НЧ-А и высокочастотный ВЧ-А блоки, блок станционных полукомплектов (БСПК), состоящий из десяти врубных комплектов ВЧ/НЧ-С (плат), статив станционных комплектов (СПК), на котором размещается до восьми блоков БСПК, блок батарей (ББ).

Структурную схему АВУ можно найти в ^[1]

Высокочастотный абонентский блок ВЧ-А служит для образования дополнительного канала высокочастотным уплотнением абонентской линии с частотным разделением каналов. Абонентский комплект ВЧ-А имеет фильтр верхних частот К-20, регулятор уровней, направляющие полосовые фильтры П-28 и П-64, усилитель приемного тракта, демодулятор, фильтр низких частот Д-3,4, дифференциальную систему, модулятор, генератор несущей частоты 28 кГц (Г-28), приемник вызова, статическое реле и блок питания.

Комплект ВЧ/НЧ-С имеет в основном те же узлы, что и блок ВЧ-А, но в нем нет статического реле, приемника вызова, блока питания (питается от станционной батареи 60В) и регулятора уровня. В блоке дополнительно установлены приемник сигнального канала, имитатор шлейфа, фильтр низкой частоты Д-3,5 и генератор несущей частоты Г-64.

Статив станционных комплектов (СПК) представляет собой стойку, на которой устанавливается восемь блоков БСПК и монтируется в кроссе телефонной станции. Таким образом оборудование АВУ на АТС является групповым - в едином конструктиве располагаются блоки для многих уплотненных линий.

Сигнал частотой 64КГц подается от АТС в сторону абонента постоянно. В моменты вызова и разговора он модулируется соответствующими низкочастотными сигналами. Сигнал частоты 28КГц подается от абонентского блока АВУ в сторону АТС только при занятии линии абонентом (снятии трубки) и аналогично модулируется звуковыми сигналами и импульсами набора номера.

Существуют ограничения на длину линии от АТС до абонента для нормальной работы аппаратуры АВУ. Оно составляет около 4,5км при типовом кабеле с диаметром жилы 0,4мм. При этом любые "скрутки" кабеля (например при ремонте и замене участков кабеля) вносят дополнительное затухание на высоких частотах и ограничивают допустимое расстояние.

Подробнее о работе аппаратуры АВУ можно прочитать например здесь:^[2]

Один из вариантов схемы старого трехпроводного блока АВУ ВЧ-А: ^[3]

Особенности и недостатки аппаратуры АВУ

Нижеприведенные особенности относятся к исходной старой (советской) аппаратуре АВУ и к ее ВЧ-части т.к. НЧ-часть является фактически обычной двухпроводной телефонной линией (снабжённой фильтрами НЧ-А с обоих сторон), какие-либо проблемы у абонентов на НЧ-линии АВУ крайне редки.

1. Трёхпроводный абонентский выход на телефонный аппарат (звонковый провод - отдельно),

2. Низкое линейное напряжение на телефонном аппарате (около 10В при положенной трубке),

3. Отсутствие стабилизации частоты генераторов в абонентском и станционном блоках (сердечники катушек задающих генераторов заливались парафином),

4. Ручная настройка уровня сигнала запаиваемыми перемычками в блоке АВУ ВЧ-А (подстройка в зависимости от длины линии),

5. Питание от сети 220В, невозможность пользоваться связью при пропадании электричества (справедливости ради следует отметить, что во многих старых блоках АВУ ВЧ-А есть возможность подключения резервной батареи, которая почти никогда не используется),

6. Моральное устаревание элементной базы 70х-80х годов прошлого века,

7. Физический износ и разрегулировка блоков, работающих по 20-30 лет (именно этот фактор зачастую является существенным при ухудшении качества связи на линиях с АВУ).

Аппаратура АВУ была разработана в 70х годах прошлого века, когда практически единственным абонентским устройством был дисковый телефон. Именно на его подключение и был рассчитан абонентский блок АВУ ВЧ-А, при этом таковой телефон должен был иметь трёхпроводный вариант подключения (ряд моделей телефонов изначально позволяют сделать это определёнными переключениями, другие требуют несложной переделки). С появлением современных кнопочных телефонов, АОНов, автоответчиков, факсов, модемов, мини-АТС недостатки (особенности) аппаратуры АВУ дали о себе знать. Следует также отметить, что аппаратура АВУ производилась по внутренним ТУ производителя ("Промсвязь") и не соответствовала никаким ГОСТам на телефонные линии.

Примерно с середины 90х годов XX века рядом фирм производятся новые блоки АВУ (см. ниже). Эти изделия как правило выполнены на современной элементной базе, лишены большинства вышеприведенных недостатков, снабжены системой АРУ и позволяют эксплуатировать на линиях АВУ современные телефоны, радиотелефоны, АОНы, факсы, мини-АТС и проч.

Известные промышленные изделия АВУ

1. Абонентская Высокочастотная Установка (АВУ) выпускалась в СССР ориентировочно с 70х годов до начала 90х предприятием "Промсвязь" (г.Уфа, г.Самара). Схема изделия за это время подверглась ряду более или менее существенных модификаций, при этом сохраняя все основные параметры. Основные варианты блоков АВУ ВЧ-А известны специалистам под наименованиями "схема с одним трансформатором" и "схема с двумя трансформаторами".

2. АВУ ВЧ-А-2 (абоненский блок) производства кооператива "Прогресс" при НПО "Равенство" (г.Санкт-Петербург). Первые модификации данного изделия были схемотехнически аналогичны старому блоку АВУ ВЧ-А, впоследствии претерпели ряд модификаций (двухпроводный выход, кварцевая стабилизация частоты генератора, попытки внедрения АРУ).

3. Паскаль-2250(М) (абонентский блок), Паскаль-2150 и др.(станционные блоки), Паскаль-2350(фильтр НЧ) производства ООО "Паскаль-Электрик" (г.Санкт-Петербург). Выпускаются ориентировочно с середины 90х годов по настоящее время. Абонентские блоки отличаются современной элементной базой, кварцевой стабилизацией частоты, двухпроводным выходом 60В, вызывным сигналом 25Гц, системой АРУ, индикацией режимов работы. Также претерпели ряд модификаций.

4. Роса-2000 (абонентский блок), Роса-2002 (станционный блок), Роса-2001 (фильтр НЧ) производства ООО "Ростелко" (г.Санкт-Петербург) являются аналогами ряда изделий "Паскаль".

5. Эльф-12 (абонентский блок), АВУ-С-4 (станционный блок) и др. производства ЗАО "ЭЛС" (г.Тула). Характеризуются двухпроводным выходом, системой АРУ, а также внешним источником питания 12В, что упрощает резервное питание системы от аккумулятора.

(Следует отметить, что все вышеприведенные изделия созданы на принципах исходной (советской) аппаратуры АВУ, работают на частотах 28/64КГц, поэтому абоненские и станционные блоки различных производителей совместимы друг с другом в любых сочетаниях).

6. АВУ-Л (абонентские и станционные блоки) производства ООО "ЛЕНД" (г.Тольятти) работают на собственных (отличающихся от старой аппаратуры АВУ) несущих частотах, в связи с чем не совместимы ни с блоками АВУ старого образца ни с аппаратурой других производителей.

Адаптеры АВУ

Адаптеры АВУ - изделия, подключаемые к абонентским блокам АВУ ВЧ-А старого образца с трёхпроводным выходом и обеспечивающие на выходе двухпроводную телефонную линию, приближенную по параметрам к обычной линии АТС. Адаптеры АВУ предназначены для подключения к старым трёхпроводным блокам АВУ современных кнопочных телефонных аппаратов (в т.ч. радиотелефонов, АОНов), а также иных абонентских устройств (автоответчиков, факсов, мини-АТС и др.). Известно множество схемотехнических решений данных устройств, отличающихся сложностью схемы и качеством эмуляции выходной абонентской линии. Ряд схем можно найти в сети Интернет и радиолюбительской литературе. Качественный адаптер АВУ для совместимости с различными абонентскими устройствами должен обеспечивать линейное напряжение в пределах 48-60В, вызывное напряжение 80-100В с частотой 25Гц и формой приближающейся к синусоиде.

Известные промышленные адаптеры АВУ: "Глюк-203" (снят с производства), "Норма" (г.Санкт-Петербург).

Использование Dial-Up модемов на основной и уплотнённой линии

Наличие высокочастотного сигнала Dial-Up модемами воспринимается как помеха вне рабочей полосы канала. Неидеальность фильтров, а также нелинейность телефонной линии приводят к уменьшению (измеримого схемой модема) отношения сигнал-шум и, в ряде случаев, к перегрузке входных цепей модема до полной невозможности эффективной работы.

Работа модема на уплотнённой линии осложнена:

• узкой полосой частот, передаваемой модулированным сигналом. Как правило, полоса оказывается уже стандартных 3 кГц.
• частотными искажениями, связанными с несовпадением частот преобразования на двух сторонах канала
• фазовыми искажениями, связанными с особенностями схем преобразования.
• дрожанием частоты и фазы, связанным с различием и нестабильностью и различием источников питания схемы преобразования.

Все эти недостатки уплотнённого канала практически незаметны для слуха человека (из-за особенностей психофизиологического восприятия). Однако работа Dial-Up модемов на уплотнённой линии не всегда возможна в принципе.

Модемы Telebit с протоколом PEP и близкие к ним по принципу действия способны скомпенсировать недостатки ширины полосы, однако дрожание частоты и фазы делает и их работу неустойчивой.

Опыт показывает, что при исправности и правильной настройке абонентской и станционной частей АВУ Dial-Up модемы работают на протоколах вплоть до V.90 [1] При этом нормальная связь может быть обеспечена качественными модемами (например такими как U.S. Robotics Courier). Но к сожалению аппаратура АВУ советских лет выпуска зачастую находится в ненадлежащем состоянии и не обеспечивает нормальной работы модемов. Простейшие win-модемы как правило показывают на линиях АВУ плохие результаты либо вовсе не работают.

Работа ADSL модемов на линиях АВУ

Применение ADSL/xDSL модемов на линии, уплотненной системой АВУ, как правило (в самом распространенном варианте - стандарт ADSL Annex A), невозможно из-за поражения принципиальных для установления соединения частот. Однако существуют модемы, рассчитанные на работу в таких условиях - стандарт ADSL Annex B.

Работа ADSL модема на уплотненной линии возможна при условии, что это допускает провайдер связи. Для этого должен использоваться Annex B ADSL модем (как и в случае с охранной сигнализацией).

Литература

1. Г.А.Зуев, Л.И.Хачиров "Эксплуатация и ремонт абонентских устройств городских телефонных сетей" (Москва, Высшая школа, 1986).

2. Установка АВУ. Х71.223.000 ТО. Техническое описание и инструкция по эксплуатации.

Ссылки