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工厂全光纤环网保护电话通信交换接入方案
内容摘要：本文通过一个工厂在使用电缆通信向全 光纤通信转换时，各种光纤组网方案进行对比，分析出方案四中的基于电话中继、交换、和SDH传输的一体化通信设备不仅价格低、有环网保护功能、还可以扩展 更多的功能，系统的话音通信质量高、广泛用于专网通信。由于目前VOIP语音通信对IP带宽要求比较高，在很多场所不能提供令人满意的声音质量。以及当前 通信电缆价格高，光纤成本越来越低，因此在光纤到办公楼和一些高质量的光纤到户应用中也是一个很好的解决方案。
一、用户需求
某工厂有一个老办公楼和一个新办公楼，以及10个工厂，通信机房在老办公楼，需要为新办公楼提供100路办公电话、每个分厂提供30路电话。老办公楼的30路电话作为整个厂区的中继线，为老办公楼需要新提供30路电话号码。
二、方案分析
方案一、交换机+光端机+PCM方案
原始的方法是在老办公楼增加一台500门的PBX交换机，为新办公楼提供100路的电话光端机1对，30路的电话光端机10对。
方案报价：
备注：以上价格不含业务线缆及工程安装费用。
此方案缺点：1、已经利用了设备性能的极限；
2、交换机与PCM的连接采用双绞线连接，不容易维护；
3、设备功能分散，不容易统一网管；
4、设备太多，就会造成故障点多；
5、占用机架位置较多；
6、由于使用点到点的连接方式，占用光纤比较多；
7、无光纤线路保护功能，系统比较脆弱。
此方案优点1、PCM功能较强，能够传输多种信号。
方案二、PDH+PCM一体机（PDH电话光端机）
此方案可以采用PDH电话光端机略加改进，成本会有显著降低，只能传输电话信号，其他PCM信号不能传输。
方案报价：
备注：以上价格不含业务线缆及工程安装费用。
方案三、在中心端采用带PCM光口传输功能的PBX电话交换机
中心端采用带30路FXO中继接口、30路FXS电话接口、以及支持PCM光口传输信令的PBX交换机，为工厂和新办公楼提供11个PDH光纤接口（3个PDH盘即可），由于本设备具有较大的交换机容量单PBX盘可以实现1892路的电话交换容量，后期扩容能力较强。
PBX盘还可以支持8路E1的7号信令或8路PRI信令，也可以支持指挥调度功能。
带传输接入功能的调度通信系统：
方案报价：
备注：以上价格不含业务线缆及工程安装费用。
此方案优点：
1、 采用一体化设备中，中心端被集成到一台设备中，节约机架空间，减少故障节点，统一网络管理系统；
2、 能够同时提供以太网交换和传输业务；
3、 可以扩展到运营商的E1数字信令（No.7和PRI）接入；
4、G3CP功能强大，可以提供更多的功能。
此方案缺点：
1、 采用PDH接口，无法构成环路保护；
2、 采用PDH接口，各家设备接口不通用，后期会造成浪费；
3、 采用PDH接口，不便于提供多个物理隔离的以太网。
方案四、SDH+PCM一体机提供环网保护功能
瑞光极远具有电话接入、电话交换、电话传输、数字信令接入的G3CP平台，其PBX交换盘可以提供1892路电话交换，该设备同时具有电话口接入和PDH、SDH、IP光口接入功能。
与方案三不同的是传输盘使用SDH接口，ETH-USER盘可以提供4个SDH接口和EOS以太网业务。
方案报价：
备注：以上价格不含业务线缆及工程安装费用。
特点：
1、 G3CP是一个多业务平台，功能强大；
2、 远端使用SDH接口的设备；
3、 G3CP可以同时提供电话接口盘。
方案五、价格优化后的SDH一体机环网保护方案
在上面的系统中（方案四种），用到较多的盘所以需要G3CP多槽位设备。如需使用SDH环网功能，用一张SDH盘(ETH-USER)即可满足，可使用3U的miniCP机箱。
方案报价：
备注：以上价格不含业务线缆及工程安装费用。
注1：中心端
在中心端由于G3CP的价格比较高（有条件的话建议选用G3CP，因为其未来可以扩展的功能多），这里采用一台miniCP622M设备，可以提供4个155M的SDH接口，这4个光口可以升级为622M 的SDH，主要用于将PBX电话交换机信号经过SDH光纤环网传输到远端。
8EOS盘可以为远端同时提供16个物理隔离的以太网，用于传输网络和高清视频信息（本项目暂不用）。
这里选用的PBX盘可以提供600多路的电话交换输出。软件升级后可以实现音视频指挥调度功能。
MSAP155-24可以提供双光口的SDH 155M接口，有6个用户业务插槽，每个插槽可以插入10路的电话卡。
在中心端的IDM MSTP155-24插入30路FXO口做为中继接口，30路FXS接口用于本端下电话。
注2：远端
IDM MUX300是具有2套SDH接口的可以提供最多300路电话接口的MSTP_PCM/589.html target=_blank class=infotextkey>SDH+PCM一体机，为新办公楼提供100路电话接入；
IDM MSAP155-24可以其他10个节点提供30路电话接入，多余的其他3个插槽可以插入8口的以太网交换机插盘、或者8路视频输入、1路高清视频输出的NVR盘等。
方案优点：
1、 SDH可升级到622M；
2、 SDH可构成环网，可形成环网链接；
3、 整个系统除了可以提供电话接入、交换和传输以外还可以提供以太网的交换和传输，并可以实现以太网接口的物理隔离，还可以提供高清视频接入和IP编解码，记录检索等；
4、 PBX盘可选E1数字信令（NO.7、PRI）模式，有多个容量的电话接入设备的型号可以选择。
方案六、可升级成音视频指挥调度系统
优点：1、电话接入、交换、传输一体化；
2、可以组成音频、视频调度系统，电话和视频同步，兼容视频监控系统；
3、可实现与多个集群对讲互联互通；
4、GIS地图显示；
5、系统扩展能力强；
6、PBX盘可工作在调度交换机模式下，为每个分厂提供音视频调度台。
三、方案对比分析
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序号
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方案名称
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价格（元）
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性能对比
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方案一
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交换机+光端机+PCM方案
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278775
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优点：PCM除了电话之外还可以传输多种PCM业务。
缺点：中间环节较多，增加了故障节点，中心端配线繁杂，建设和维护成本较高。
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方案二
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交换机+ PDH电话光端机
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251775
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只能传输电话业务，不能传输其他PCM业务。PDH电话光端机兼容性不强。
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方案三
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在中心端采用带PCM光口传输功能的PBX电话交换机((G3CP+PDH光口)
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175703
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优点：采用功能强、容量大的中心端设备，扩展功能多，故障点少。节省大对数配线，节约成本。如后期需升级平台，在原有中心端不变增加板卡即可，保护原有投资。可以同时提供局端/远端电话接口（FXO/FXS）、以及No.7和PRI信令接口。重要部分可以提供双盘互备份。
缺点：采用PDH接口，无法构成环路保护；各家设备接口不通用，后期会造成浪费；
PDH光口比较适合于光纤到办公室（提供1~4路电话和百兆）。
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方案四
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SDH+PCM一体机提供环网保护功能（G3CP+SDH光口）
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238883
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优点：
1、 G3CP功能强、容量大的中心端设备，扩展功能多，故障点少。节省大对数配线，节约成本。如后期需升级平台，在原有中心端不变增加板卡即可，保护原有投资。可以同时提供局端/远端电话接口（FXO/FXS）、以及No.7和PRI信令接口。重要部分可以提供双盘互备份。
2、 远端使用SDH接口的设备；可以同时提供电话、网络、图像接口。
3、 SDH技术可以构成环网保护功能，比较适合于工厂、矿上等对通信要求比较高的场所。
4、 G3CP可以升级可升级成音视频指挥调度系统。
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方案五
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价格优化后的SDH一体机环网保护方案（miniCP622M+SDH）
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220793
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方案优点：
1、 中心端SDH可升级到622M；
2、 SDH可构成环网，可形成环网链接；
3、 整个系统除了可以提供电话接入、交换和传输以外还可以提供以太网的交换和传输，并可以实现以太网接口的物理隔离，还可以提供高清视频接入和IP编解码，记录检索等；
4、 PBX盘可选E1数字信令（NO.7、PRI）模式，有多个容量的电话接入设备的型号可以选择。
5、 可升级成音视频指挥调度系统。采用标准的SDH架构，可组成SDH环网进行光线路保护。
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由上表分析可知，方案四功能比较强，中心端设备功能强大，重要部件可以双倍份，不仅容量大，可升级余量大，不仅有FXO口的环路中继接口，还可以配置基于E1的数字信令（七号信令、PRI信令等），使得中继接口容量大、接续速度快。
远端设备采用SDH技术，光纤传输容量大、设备可以构成环路保护；一体化的远端设备便于安装可维护；所有一体化设备不仅能够提供电话接口、还能够提供以太网接口、高清视频图像接口、控制数据接口等。
本方案是集电话中继接入、电话交换、SDH多业务光纤传输、多媒体指挥调度系统于一体的综合方案，优化了传输系统、也优化了接入系统。是一体化的、分布式的电话交换传输系统。
如果中心端不准备使用太多的扩展功能，则可以使用方案五节约系统初期投资成本。
方案六是未来可以扩展成音视频指挥系统的案例！
使用电缆和光纤组网的对比：
500对电缆价格为18万/KM，而500线电话的SDH一体机环网保护方案价格为22万元。
由此得知：
电缆传输距离近，抗干扰能力差.使用寿命短，成本高。
光纤传输距离远，抗干扰能力强，使用寿命长，价格便宜。
由此得知：
电缆传输距离近，抗干扰能力差.使用寿命短，成本高。
光纤传输距离远，抗干扰能力强，使用寿命长，价格便宜。
附录1：IDM-G3CP简介
IDM MSAP-G3CP多业务接入平台
概述
IDM MSAP-G3CP设备是北京瑞光极远数码科技有限公司推出的新一代基于SDH传输/接入的集中型设备，针对大用户接入进行了优化设计，提供多种业务的接入和传输。IDM MSAP-G3CP设备依据G.783建议所定义的功能模块进行设计，提供SDH设备所具有的对业务的完备的监视、接入、保护、网络管理功能，以及MSTP设备要求的以太网接入功能。
IDM MSAP-G3CP多业务接入平台为集中式机框结构，具有面向光口、业务盘、支路和路由的多种保护功能。设备可以根据实际需要组成环型、链型、星型等多种拓扑结构的通信网络，可广泛用于部队、消防、电力、银行等多领域的通信网。
图1 IDM MSAP-G3CP设备示意图
产品特性
u 19英寸7U标准机箱结构，易于安装；
u 采用插盘式结构设计，配置灵活，具有很大的升级空间；
u 集SDH、PDH、PCM、IP、IPPBX、TDM OVER IP功能于一体；
u 提供16个槽位，可根据业务配置多种业务盘：
E1-USER盘、ETH-USER盘、STM-4汇聚盘、GEEOS盘、CP-PD盘、千兆光交换盘、STM1-WG盘、MSCP-21/42E1盘、EOSEOP盘、64K-USER盘等，远端设备可提供E1接口、以太网接口、V.35/V.24接口、FXS/FXO接口以及热线电话接口等；
u IDM MSAP-G3CP的SDH/MSTP等光传输业务，可插入STM-16(2.5G) SDH传输盘2块，这两盘之间可以互备份、也可以单独工作。也可以插入全业务到中心交叉盘的STM-4盘4块，其中可以两两互备份，作为汇聚盘使 用，STM-4光传输盘作为用户支路盘时，可以插在12个用户盘位上。当然PDH盘和光猫盘也可以插在这些盘位上；
u IDM MSAP-G3CP的VC4交叉连接盘(G3ODXC)提供64个VC4的交叉连接。同时支持双G3ODXC盘的互备份切换；
u IDM MSAP-G3CP可以插入PCM业务接入盘，20多种PCM插卡可入插在PCM用户盘上。提供语音和数据类业务；
u IDM MSAP-G3CP可与程控交换机的数字中继口/模拟中继口对接，支持V5.2、七号信令、一号信令以及PRI信令；
u 每块CP-PD盘提供四组PDH光接口，每个光接口可处理1个百兆以太网接口和5组E1接口，其中E1接口可直接落在本地使用，也可交叉至汇聚盘E1-USER；
u 支持同步设备定时源（SETS），可选跟踪光线路定时源或外同步输入，提供 外同步输出，并可根据故障或SSM自动处理定时源倒换；时钟源可以选择线路时钟、外时钟和自由振荡；
u 作为中心端使用时可与其它设备（MSTP/MSAP）组成冗余环网、相切环网等网络；
u 提供F和f网管接口，具有完善的网管功能，可在线实时进行监控；
u 提供RS-232串行控制接口，方便用户对网元的管理；
u 提供设备环境温度监控，并由现在实时温度控制风扇的开启和关闭。同时提供环境监控还能节省功耗；
应用示例一
图2 星型网络应用示意图
附录2：IDM-miniCP622M简介
IDM MiniCP-622M MSTP多业务光传输平台
概述
IDM MiniCP622M MSTP多业务光传输平台是我公司推出的新一代基于MSTP技术、PCM技术、IP技术于一体的传输平台，能够提供STM-4传输，千兆EOS、百兆EOS、E1接入，全光IP交换、便携式调度和高清视频监控等功能。
IDM MiniCP622M MSTP多业务光传输平台借助SDH和IP传输技术能够满足各种网络拓扑结构的应用。
图1 IDM MiniCP622M多业务光传输平台设备前后示意图
19英寸标准2U机箱，DC -48V和AC 220V，可选DC+DC、AC+AC、AC+DC双备份电源； 支持4路STM-4光接入，可构成环网、链网、或双纤互备份、以及双环相切网； 最大提供84路E1的接入能力； 采用插卡式结构设计，配置灵活，具有很强的升级性； 提供SNMP协议的网管接口，具有完善的网管功能；典型配置如下：
技术规格
光接口
|
接口类型
|
SFP
|
光纤模式
|
单模(可选多模)
|
|
收/发速率
|
622.08Mbps/622.08Mbps
|
收/发波长
|
1310nm/1550nm可选
|
|
发光功率
|
-12~-6dBm
|
接收灵敏度
|
优于-32dBm
|
|
传输距离
|
40Km，可选装远距离光模块实现更远距离的光纤传输
|
||
E1接口
|
码速率
|
2.048Mbps
|
码型
|
HDB3
|
|
标准协议
|
支持ITU-T G.703
|
阻抗
|
75Ω/120Ω
|
|
帧结构
|
pcm30/32
|
信令
|
随路信令
|
千兆以太网
|
接口类型
|
RJ-45
|
传输速率
|
N×VC12（N≤63）
|
|
标准协议
|
支持IEEE802.3
|
工作方式
|
全/半双工/自适应
|
百兆以太网
|
接口类型
|
RJ-45
|
传输速率
|
N×VC12（N≤50）
|
|
标准协议
|
支持IEEE802.3
|
工作方式
|
全/半双工/自适应
|
FXO、FXS接口
|
音频范围
|
300Hz~3400Hz
|
压缩率
|
ITU G.711中A律
|
|
阻抗
|
三元复式阻抗200Ω+560Ω//0.1μF
|
环路电流
|
20mA/路
|
EM2/4线接口
|
音频范围
|
300Hz~3400Hz
|
阻抗
|
平衡600Ω
|
|
压缩率
|
ITU G.711中A律
|
回波损耗
|
不低于18dB
|
电源及功耗
|
供电方式
|
AC220V/DC- 48V
|
整机功耗
|
≤70W
|
环境条件
|
工作温度
|
-10oC ~+50oC
|
相对湿度
|
0~95%（无凝结）
|
产品尺寸
|
长度×深度×高度
|
440×230×90(mm)
|
板卡选型列表
|
板卡
|
STM-4
|
G3-2GE
|
G3-8EOS
|
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实物图
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 |
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 |
|
功能描述
|
提供4路STM-4接入，以及10G的空分交叉和5G的时分交叉容量
|
||
|
板卡
|
G3-42E1盘
|
G3-ETHUSER盘
|
G3-4pdh盘
|
|
实物图
|
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 |
|
功能描述
|
提供42路E1接入，通过TelecomBUS总线连接622M盘
|
||
|
板卡
|
G3-16E1 DXC
|
G3-MUSER盘
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G3-NMS-ETH
|
|
实物图
|
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功能描述
|
提交64K业务的交换接入
|
提供64K业务的接入
|
提供系统网管的SNMP管理接入
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应用示例一
图2 星型网络应用示意图
应用示例二
图3 环型网络应用示意图
IDM MiniCP622M多业务光传输平台可组成环型网络，利用多台设备组成环网，1+1通道保护机制能保证环网内各项数据和语音传输的实时性和准确性。
附录3：IDM MUX300简介
IDM-MUX300光电一体化设备
概述
IDM-MUX300光电一体化设备提供2个标准STM-1光接口，四个物理隔离以太网接口，同时提供具有来电显示功能的FXO、FXS接口，可满配300路用户话路。
产品特性
2路N×64K（N=0-31）的V.35/V.11通道； 集SDH光传输、PCM复用、以太网接入多业务于一体； 最多可提供4路物理隔离以太网，能实现N×E1带宽捆绑任意分配； 采用插卡式结构设计，通过接口卡提供多种语音和数据业务，配置灵活，具有很强的升级性； 符合ITU-T G.813 标准，完全满足定时精度、牵入牵出、噪声产生、噪声容限、转移特性、长短期相位响应（保持模式）等方面的要求； 具有完善的网管功能，可在线实时监控。光接口
|
接口类型
|
FC(可定制SC等)
|
光纤模式
|
单模(可选多模)
|
|
收/发速率
|
收/发波长
|
1310nm/1550nm
|
|
|
发光功率
|
-15~-8dBm
|
接收灵敏度
|
优于-32dBm
|
|
传输距离
|
40Km，可选装远距离光模块实现更远距离的光纤传输。
|
||
E1接口
|
码速率
|
2048Kbps
|
码型
|
HDB3
|
|
标准协议
|
支持ITU-T G.703
|
阻抗
|
75Ω/120Ω
|
|
帧结构
|
PCM30/31
|
信令
|
随路信令
|
以太网
|
接口类型
|
RJ-45
|
传输速率
|
N×2.048Mbps（N≤50）
|
|
标准协议
|
支持IEEE802.3
|
工作方式
|
全/半双工/自适应
|
FXO、FXS接口
|
音频范围
|
300Hz~3400Hz
|
压缩率
|
ITU G.711中A律
|
|
阻抗
|
三元复式阻抗200Ω+560Ω//0.1μF
|
环路电流
|
25mA/路
|
EM2/4线接口
|
音频范围
|
300Hz~3400Hz
|
阻抗
|
平衡600Ω
|
|
压缩率
|
ITU G.711中A律
|
回波损耗
|
不低于18dB
|
V.24接口
|
传输速率
|
异步≤9600bps；同步64Kbps
|
电气特点
|
符合CCITT V.28协议
|
V.35接口
|
接口类型
|
RJ-45
|
电气特点
|
符合ITU-T V.35建议
|
|
传输速率
|
N×64Kbps（N=0～31）
|
终端接口
|
符合ISO2593规定
|
电源及功耗
|
供电方式
|
AC220V/DC- 48V
|
整机功耗
|
≤50W
|
环境条件
|
工作温度
|
-30oC ~+50oC
|
相对湿度
|
0~95%（无凝结）
|
技术规格
备注：机箱颜色黑/白色可选。
附录4：IDM MSAP155-24简介
IDM MSAP155-24 光纤多业务传送设备
概述
IDM MSAP155-24光纤多业务传送设备是我公司根据市场需求而推出的新一代基于SDH技术的产品，可满足广大用户对宽带、窄带多种业务光纤传输和接入的 需求，同时也能够满足更大容量的用户要求、提供更可靠的通信保护。IDM MSAP155-24可直接对应远端PDH光端机、光猫和多业务光端机等，适应各种网络拓扑结构，可作为集多业务接入、SDH传输、PDH光接入功能于一 体的小型MSAP设备。简洁完善的网管功能可以对该系列设备进行配置、故障查询、数据统计，实时监控网络运行状况。
产品特性
2路N×64K（N=0-31）的V.35/V.11通道； 集SDH、PCM、PDH、以太网接入多业务于一体； 可提供4路物理隔离以太网，能实现N×2.048Mbps带宽捆绑任意分配； 可提供6个业务插盘槽位，可选配8E1接口盘、8E1+100M PDH中继盘、网桥接口盘、8路电话接口盘、8路RS232/RS485/RS422接口盘； 采用插卡式结构设计，通过接口卡提供多种语音和数据业务，配置灵活，具有很强的升级性； 符合ITU-T G.813 标准，完全满足定时精度、牵入牵出、噪声产生、噪声容限、转移特性、长短期相位响应（保持模式）等方面的要求； 具有完善的网管功能，可在线实时监控。技术规格
光接口
|
接口类型
|
FC(可定制SC等)
|
光纤模式
|
单模(可选多模)
|
|
收/发速率
|
收/发波长
|
1310nm/1550nm
|
|
|
发光功率
|
-15~-8dBm
|
接收灵敏度
|
优于-32dBm
|
|
传输距离
|
40Km，可选装远距离光模块实现更远距离的光纤传输。
|
||
E1接口
|
码速率
|
2048Kbps
|
码型
|
HDB3
|
|
标准协议
|
支持ITU-T G.703
|
阻抗
|
75Ω/120Ω
|
|
帧结构
|
PCM30/31
|
信令
|
随路信令
|
以太网
|
接口类型
|
RJ-45
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传输速率
|
N×2.048Mbps（N≤50）
|
|
标准协议
|
支持IEEE802.3
|
工作方式
|
全/半双工/自适应
|
FXO、FXS接口
|
音频范围
|
300Hz~3400Hz
|
压缩率
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ITU G.711中A律
|
|
阻抗
|
三元复式阻抗200Ω+560Ω//0.1μF
|
环路电流
|
25mA/路
|
EM2/4线接口
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音频范围
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300Hz~3400Hz
|
阻抗
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平衡600Ω
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压缩率
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ITU G.711中A律
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回波损耗
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不低于18dB
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V.24接口
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传输速率
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异步≤9600bps；同步64Kbps
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电气特点
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符合CCITT V.28协议
|
V.35接口
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接口类型
|
RJ-45
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电气特点
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符合ITU-T V.35建议
|
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传输速率
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N×64Kbps（N=0～31）
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终端接口
|
符合ISO2593规定
|
电源及功耗
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供电方式
|
AC220V/DC- 48V
|
整机功耗
|
≤50W
|
环境条件
|
工作温度
|
-30oC ~+50oC
|
相对湿度
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0~95%（无凝结）
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产品尺寸
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长度×深度×高度
|
440×230×45(mm)
|
应用示例
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