4. Устройства активной технической защиты.

Активная техническая защита телефонной линии от самовольного подключения предусматривает вмешательство в процесс установления и проведения связи с пиратского аппарата с целью предотвращения реальных финансовых затрат.

Все типы аппаратуры, реализующие активную защиту линий могут устанавливаться как на выходных клеммах АТС, так и на входе оконечных устройств, то-есть у абонента. Место установки блоков защиты определяется необходимостью решения тех или иных задач противодействия.

Преимуществом установки защитных устройств на кроссе АТС является охрана шлейфа АТС-абонент по всей его длине даже при его разрыве. Недостатком является невозможность абонентом самостоятельно определять тактику защиты.

Преимуществом индивидуальной установки блоков является: свобода в выборе устройств защиты, оперативность реагирования на все случаи самовольных подключений, а также, что немаловажно, невмешательство в протокол работы АТС. Недостаток заключается в невозможности контролировать всю длину шлейфа, особенно при его обрыве.

Именно поэтому, для разработчика аппаратуры активной защиты определяющим является постановка задачи противодействия. Наиболее реальная для

большинства пользователей АТС задача формулируется следующим образом: в случае самовольных подключений, финансовые потери необходимо свести к минимуму, не стремясь к их абсолютному исчезновению.

Существует две степени эффективности применения активных средств защиты:

• срыв пиратского подключения — 100% исчезновение финансовых потерь;

• затруднение пиратского подключения —

снижение потерь в два раза.

Следует отметить, что борьба "брони и снаряда" в сфере пиратства еще не закончена, поэтому, если удалось достигнуть степени затруднения. — это уже большой успех. Естественно, определяя эффективность защиты таким образом, мы усредняем все случаи воровства телефонного времени. Для какого-то из абонентов установка простейшего блока защиты может оказаться на 100% эффективной, но только на конкретный период времени.

4.1. Способы запрета набора номера

Вмешательство в процесс связи подразумевает реализацию функции запрета набора номера. Для проводных линии связи существует несколько основных способов запрета набора номера.

• Кратковременный разрыв линии с целью установки аппаратуры АТС в исходное состояние (линия свободна). Подразумевается разрыв одного из линейных проводов на время большее 400-800 мс (по ГОСТ 7153).

• Шунтирование линии резистивно-емкостной цепью. В этом случае, с помощью резистора ограничивается амплитуда импульсов набора номера, что не позволяет АТС определить номер и осуществить соединение, а емкость предназначена для гашения посылок тонового (частотного или DTMF) набора, а также подавления разговора, если соединение все-же состоялось.

• Помехи импульсному и частотному набору номера. Подразумевается искажение формы импульсов набора, уменьшение их количества и т.п., что также не позволяет однозначно определить номер и установить связь.

На Рис. 16 приведена схема ключа на разрыв линии.

В состав схемы входят:

• MOCT—VD1-VD4;

• ключ—DA1;

• зарядная цепочка — С 1, R 1;

• выпрямительный диод — VD5;

• развязывающая цепь R2, С2, R3.

В исходном состоянии (когда от генератора поступает последовательность импульсов запуска) ключ DA1 открыт, так как падение напряжения на цепи Cl, R1 равно напряжению открывания DA1. Соответственно, открыт мост VD1-VD4, и положительный линейный провод замкнут накоротко через прямые переходы диодов VD1-VD4. При необходимости осуществить разрыв линии прекращают подачу импульсов запуска от генератора. Емкость Cl разряжается через сопротивление R1, ключ DA1 закрывается, и, соответственно, закрывается мост VD1, VD4, разрывая, тем самым, плюсовую линейную

шину. Время разрыва определяется управляющим внешним устройством, необходимо только учесть время реакции цепи R1 Cl.

Данная схема может устанавливаться на любом участке шлейфа АТС-абонент. Управляющее устройство может быть запитано от самой АТС.

На Рис. 17 приведена схема шунтирования линии резистивно-емкостной цепью.

В состав схемы входят:

• мост—VD1-VD4;

• ключ—DA1;

• специально рассчитанная резистивно-емкостная цепь RC.

В исходном состоянии, когда линия свободна, на вход DA1 подается логический "ноль" от внешнего управляющего устройства. В этом состоянии нагрузка RC не шунтирует линию. При практическом использовании этой схемы необходимо учитывать, что на ключ DA1 через

емкость С может бьгть. приложено напряжение от 100 до 200 В (при вызове с АТС), в этом случае желательно применять ключи типа КР1014КТ1В, имеющие повышенное напряжение пробоя, или любой другой высоковольтный транзистор, выдерживающий напряжение до 200 В.

При необходимости запрета набора номера на управляющий вход DA1 подается логическая "единица" (2,5-4,5 В). Набор номера на параллельно подключенном телефонном аппарате становится невозможен. Емкость С = 220 мкФ обеспечивает подавление импульсов тонового набора не менее чем на 20 дБ, чего достаточно для того, чтобы номер не воспринимался аппаратурой АТС. Сопротивление R = 2 кОм ограничивает амплитуду импульсного набора до -25 В, чего также достаточно для любого защитного устройства.

На Рис. 18 приведена схема формирования помех импульсному набору номера.

Схема отличается от обычного ключа тем, что в ней отсутствует емкость С, а также наличием генератора Fг частотой 20-100 Гц, который непосредственно управляет ключем DA1. Применение этой схемы позволяет в промежутках между замыканиями линии на сопротивление R контролировать состояние линии (освободил ее пират или нет). Защитные свойства схемы также хороши — набор номера с параллельного аппарата невозможен.

Все описанные выше схемы, в принципе, могут быть установлены на любом участке линии АТС-абонент (в зависимости от конкретной схемы защитного устройства).

4.2. Схема защиты от параллельного подключения, выполненная в виде "заглушки"

При неиспользовании абонентом основного телефонного аппарата в течение длительного времени (командировка, выход в город и т.п.) рекомендуется использовать простейшие средства защиты линии от параллельного подключения (т.е. без разрыва шлейфа АТС-абонент).

Такие устройства должны выполнять две основные функции:

• при попытке набора номера с параллельно-подключенного аппарата осуществить запрет набора методом шунтирования линии;

• при приеме посылок вызова от АТС (100 В, 25 Гц) устройство не должно шунтировать линию (система запрета не включается).

На Рис. 19 приведена принципиальная схема устройства защиты от параллельного подключения.

Блок защиты оснащается разъемом, который включается в телефонную розетку вместо основного ТА (ч .с. выполняется в виде "заглушки").

В состав схемы входят:

• диодный мост — VD 1 -VD4;

• датчик напряжения VD5, Rl, VD6, R2, DD1.1;

• фильтр вызова АТС—R3,C1,DD1.2;

• инвертор — DD 1.3;

• ключ—DA1;

• нагрузочное сопротивление — R5;

• цепи питания микросхем — VD7, R6, С2, VD8.

Работа схемы достаточно проста.

В исходном состоянии, когда на линии присутствует напряжение около 60 В, ключ DA1 разомкнут (на выходах 3 DD1.1, 10 DD1.3 уровень логического "нуля").

При попытке набора номера с запаздыванием около 2 с (цепь R3С1) включается ключ DA1, осуществляющий шунтирование линии сопротивлением R5 (запрет дальнейшего набора). Сопротивление R5 необходимо подобрать таким образом, чтобы, когда пиратский телефон будет отключен от линии, напряжение в ней выросло настолько, чтобы узел контроля напряжения на DD1.1 отработал отбой запрета, т.е. переключил элементы DD1.1-DD1.3 в исходное состояние. Ориентировочное значение R5 составляет 2-3 кОм.

При приеме посылок вызова с АТС цепочка R3 С1 не позволяет переключить элементы DD1.2, DD1.3, и линия остается свободной. Диодный мост VD1-VD4 позволяет подключать устройство к телефонной линии без учета полярности.

4.3. Автоматический блок защиты от параллельного подключения

При необходимости эксплуатации блока защиты совместно с основным телефонным аппаратом он должен выполнять следующие функции:

• запрет набора номера в случае параллельного набора;

• отсутствие шунтирования линии при приеме посылок вызова с АТС;

• автоматическое отключение системы запрета набора номера при поднятии трубки основного ТА.

Принципиальная схема устройства, реализующего эти функции приведена на Рис. 20. В состав схемы входят:

• датчик напряжения — VD 1, R3, VD2, DD 1.1;

• схема автоматического обнуления — R4, VD3, DD1.2, С2, VD4, R5, СЗ, VD5;

• датчик тока — R6, VT1;

• фильтр вызова — С 1;

• цепь питания — VD6, R8, С4, VD7.

• ключ запрета — DA 1;

• нагрузочное сопротивление — R1;

В исходном состоянии, когда трубка основного ТА положена на аппарат, на линии присутствует около 60 В, и на выходе 3 DD1.1 — уровень логического "нуля". Ключ DA1 разомкнут, линия свободна.

При попытке набора с параллельного аппарата, импульсы набора через R5, СЗ, VD4 заряжают емкость С2, что приводит к переключению элемента DD1.2. На выходе 4 DD1.2 появляется "ноль", и резистор R4 подключается параллельно С1. Пониженное напряжение в линии (15-20В) через делитель R3, R4 переключает элемент DD1.1. Ключ DA1 открывается, тем самым шунтируя линию сопротивлением R1. Дальнейший набор номера становится невозможным.

При приеме вызова с АТС емкость С 1 предотвращает срабатывание элемента DD1.1 (в этом режиме резистор R4 также подключается параллельно С1).

После прекращения набора номера на пиратском аппарате либо после его отключения от линии, емкость С2 постепенно разряжается через элемент DD1.2 (за 5-15 с), после чего элемент DD1.2 переключается в исходное состояние (на выходе 4 DD1.2 логическая "единица"), и далее, через VD1, R3, идет постепенный заряд емкости С1 до момента срабатывания DD1.1. Важно, что процесс заряда С1 идет при самом низком напряжении в телефонной линии, когда линия нагружена на R5. Таким образом, осуществляется процесс самоотключения ключа DA1 или обнуления блока защиты.

При необходимости позвонить по основному телефонному аппарату абонент просто снимает трубку ТА, в результате чего на датчике тока R6 выделяется напряжение, достаточное для срабатывания VT1, DD1.1 и далее по цепочке DD1.4. Выход 11 элемента DD1.4 закорачивает на корпус управляющий вход DA1, что приводит к принудительному отключению схемы запрета набора номера.

Блок защиты подключается в разрыв телефонной линии с соблюдением полярности и устанавливается вблизи основного ТА, например, в телефонной розетке.

4.4. Световая сигнализация включения схемы запрета набора номера

Зачастую, необходим контроль срабатывания схемы защиты линии. На Рис. 21 приведена схема включения сигнального светодиода с питанием от телефонной линии.

В состав схемы входят:

• ключ—DA1;

• цепь сигнализации — R3, HL 1;

• шунтирующий резистор — R2. При включении ключа DA1 от внешней схемы управления светодиод HL1 загорается, что сигнализирует о запрете набора номера. Сопротивление R2, в принципе, необходимо как страхующий элемент на случай выхода из строя р-n перехода HL1. В этом случае, при отсутствии световой сигнализации шунтирующий резистор R2 продолжает выполнять функцию запрета.

4.5. Устройство блокировки цифры "8"

На всех отечественных АТС доступ к автоматической междугородной и международной связи осуществляется через набор цифры "8". Если необходимо запретить только междугородную связь, обычный блок защиты от параллельного набора не подходит — он не обладает избирательностью.

На Рис. 22 показана принципиальная схема устройства блокировки цифры "8".

На схеме:

• мост униполярного включения — VD 1 -VD4;

• датчик напряжения—VD6, Rl, R2, VD5, DD1.1;

• цепь подготовки к запуску счетчика — R4, С2, DD1.2;

• счетчик — DD2;

• цепь включения запрета — R8, С4, DD1.3, DD1.4; '

• ключ—DA1;

• шунтирующее сопротивление — R5;

• цепь питания микросхем — VD7, R7, СЗ, VD8.

В исходном состоянии: счетчик обнулен высоким уровнем с выхода 4 DD1.2, ключ DA1 разомкнут, линия свободна.

При снятии трубки телефонного аппарата, подключенного параллельно устройству, на выходе 3 DD1.1 появляется логическая "единица". Через 1,5-2 секунды счетчик DD2 готов к счету импульсов. При наборе цифры "8" и небольшой паузе после нее (ожидание длинного гудка готовности АМТС) на выходе 9 DD2 (после восьмого импульса счета) появляется "единица", что приводит к включению ключа DA1 через DD1.3 - DD1.4. Линия шунтируется сопротивлением R5 и дальнейший набор номера становится невозможным.

При наборе любого другого номера не начинающегося с цифры "8" и при отсутствии пауз ожидания между цифрами линия остается свободной. Кратковременное появление логической единицы на выходе 9 DD2 не приводит к срабатыванию DA1 ввиду наличия буферной цепочки R8, С4.

Обнуление линии (и счетчика) происходит после того, как трубка телефонного аппарата была положена. Для устойчивого саморазблокирования необходимо подобрать шунтирующее сопротивление R5 (ориентировочно 2,5-3 кОм).

При поступлении вызова с АТС цепочка фильтрации R4, С2 не позволяет счетчику DD2 перейти в режим счета и зашунтировать линию.

4.6. Схема запуска ограничителя междугородной связи

На основе приведенной выше схемы блокиратора цифры "8" можно сделать устройство индикации (ограничения) длительности междугородной связи. На Рис.23 приведена схема запуска ограничителя междугородной связи.

В состав схемы входят:

• таймер;

• ключ—DA1;

• резистивно-емкостная цепь — R6, С2;

• звуковой генератор — DD2, R4, R5, СЗ, ЗП-3;

• цепь питания VD 1, R2, С 1, VD2;

• счетчик цифр — DD1.

Датчик контроля напряжения и цепи подготовки к счету DD1 аналогичны описанным в схеме блокиратора цифры "8".

При наборе цифры "8" и выходе на междугородную связь происходит запуск таймера с заранее выставленным временем срабатывания. Включение ключа DA1 и звукового генератора DD2 говорит об окончании установленного времени.

Шунтирование линии цепью R6, С2 приводит к подавлению разговора более чем на 20 дБ. В принципе, ключ DA1 может отсутствовать, тогда вся схема носит сигнализирующий характер для самоконтроля абонента.

4.7. Блокиратор

междугородного кода с ограничением количества цифр номера

Еще один способ запрета междугородной связи заключается в ограничении количества набираемых цифр номера. Практика показывает, что в большинстве случаев максимальное количество цифр номера внутригородской связи не превышает восьми (5-7 значный номер плюс одна цифра ведомственной АТС, чаще всего "9"). Тогда, выход на междугородную связь подразумевает следующую

последовательность набора: "8" + код города (минимум три цифры) + номер вызываемого абонента (минимум пять цифр), что в сумме составляет девять цифр и более. Таким образом, если ограничить номер восемью цифрами, можно застраховать себя от дорогостоящих междугородных и тем более международных разговоров.

На Рис. 24 приведена принципиальная схема блокиратора с ограничением количества цифр номера.

В состав схемы входят:

• датчик тока—R1,VT1;

• фильтр вызова АТС—R4,C2,DD1.2;

• счетчик — DD2;

• ограничитель времени запрета — R7, С4, DD1.3;

• цепь формирования импульсов счета — VD3, R5,C3;

• ключ—DA1;

• нагрузочное сопротивление — R8;

• цепь питания — VD1, R3, С1, VD2.

Принцип работы схемы заключается в следующем.

В исходном состоянии: счетчик DD2 обнулен, на выходе 3 DD1.1 - "ноль", на выходе 4 DD1.2 - "единица", ключ DA1 закрыт, линия свободна.

При снятии трубки на телефонном аппарате через время, задаваемое R4, С2, счетчик DD2 подготавливается к счету (появляется "ноль" на выходе 4 DD1.2).

При наборе номера на аппарате датчик тока R1 через VT1 синхронно с импульсами набора номера переключает элемент DD 1.1. Сформированные таким образом импульсы поступают на вход 14 DD2. Цепочка R5, СЗ расчитана таким образом, чтобы время заряда СЗ было много больше, чем время разряда СЗ через VD3, поэтому счетчик DD2 осуществляет счет не конкретных импульсов, а группы импульсов, то есть количества цифр набираемого номера.

Изначально, ключ DA1 заперт через VD6 на выход 9 DD2, находящийся в состоянии логического нуля.

После того, как счет цифр номера приводит к появлению высокого уровня на выходе 9 DD2, ключ DA1 открывается плюсом питания через резистор R9. Линия шунтируется сопротивлением нагрузки R8. Одновременно, счет цифр останавливается подачей единицы на вход 13 DD2 через VD4. Кроме этого, начинается постепенный заряд емкости С4 через R7 (10-12 секунд). В течение этого времени набор номера невозможен. По истечении времени, необходимого для зарядки С4, элемент DD1.3 переключается, и на выходе 10 DD1.3 появляется логический "ноль", который практически мгновенно обнуляет блокиратор (диод VD7 - отключение ключа DA1, диод VD5 - обнуление счетчика). После этого блокиратор опять находится в режиме ожидания.

Защитный эффект достигается тем, что на всех междугородных АТС, ввиду их большой загрузки, сокращено время ожидания каждой цифры номера. Если при наборе междугородного кода возникнет пауза между цифрами более 8-10 секунд, АТС дает отбой в линию. Кроме этого, при самовольном подключении абонент может не прекратить дальнейший набор номера (он не знает, что линия зашунтирована), и, соответственно, девятая и последующие цифры номера набираются впустую, так как АТС их не воспринимает. После того, как трубка была положена на аппарат, через время, определяемое опять же R4, С2, блокиратор вернется в исходное состояние.

Для этой схемы характерно, что она допускает большой разброс временных параметров: например, время подготовки счетчика, определяемое R4, С2 (т.н. фильтр вызова АТС) можно смело сократить вдвое. В результате, посылка вызова АТС может быть обработана счетчиком DD2, но будут обрабатываться не импульсы 25 Гц, а группы, т.е. огибающая сигнала вызова. Счетчик каждый раз будет переключаться на одно состояние вниз, а потом (в паузах) обнуляться. Кроме этого, время запрета, определяемое R7, С4, можно смело увеличить в несколько раз, что еще больше затруднит самовольный выход на межгород.

При эксплуатации такого блокиратора те абоненты, которые будут использовать обычные внутригородские номера, должны делать обязательную 2-4 секундную паузу между наборами различных номеров, чтобы исключить возможность включения запрета.

4.8. Схема кодированного доступа к линии через одну цифру

Для ограничения доступа посторонних лиц к телефонному аппарату, а также для защиты радиотелефонов применяют устройства дополнительного кодирования. В простейшем случае набор кода производится вручную на диске (тастатуре) телефонного аппарата. На Рис. 25 приведена схема кодирования доступа к линии, где в качестве кода используется одна цифра. Несмотря на простоту, эффективность применения схемы может быть достаточно велика.

В состав схемы входят:

• датчик тока R1,VT1;

• узел подготовки счета - DD1.1, R3, С2, DD1.2;

• счетчик — DD2;

• узел включения запрета набора номера DD1.3.R5;

• ключ DA1;

• нагрузочное сопротивление — R4;

• узел отключения запрета — R7, R8, СЗ, DD1.4, DD3.1.VD2;

• цепь питания микросхем — VD 1, R9, С4, VD4.

Алгоритм работы схемы следующий.

После снятия трубки с аппарата (ТА) счетчик DD2 подготавливается к счету (через время ~ 1,5-2 с на выходе 4 DD1.2 появляется логический "ноль"). Одновременно, через элемент DD1.3 включается ключ DA1, тем самым шунтируя линию нагрузочным сопротивлением R4. Реальный набор номера невозможен. Но, благодаря наличию датчика тока Rl, VT1, возможен прием одной цифры кода. Цифра устанавливается переключателем SA1.

Импульсы кодовой цифры поступают с выхода 3 DD1.1 на счетный вход 14 DD2. Если код принят правильно, элемент DD1.4 переключается, закорачивая через диод VD2 управляющий вход DA1. Линия свободна для дальнейшего набора номера.

Элемент DD3.1 фиксирует состояние счетчика DD2 при правильном наборе кода. Если код принят неправильно, микросхема DD2 считает по кругу до тех пор, пока случайно не попадает на необходимый выход счетчика. Таким образом, при незнании кода невозможно набрать полный номер абонента.

Если модернизировать схему установив дополнительный диод VD4, подключив его к выходу 11 (9) DD2, а цифру кода ограничить от 1 до 8, набор номера

становится вообще невозможен, потому что, как только счет DD2 доходит до девятой позиции (выход 11), микросхема DD2 останавливает счет и ключ DA1 остается включенным в течение всего времени попытки набора номера.

Необходимо отметить, что импульсы набора кода никак не влияют на состояние АТС, ее аппаратура их не воспринимает, так как линия шунтируется R4. При приеме вызова с АТС цепочка R3, С2 не позволяет переключить элемент DD1.2 и включить шунтирование линии ( а также счет микросхемой DD2). Переход устройства в первоначальное состояние (режим охраны) происходит через 1,5-2 секунды после того, как трубка ТА была положена на аппарат.

Приведенное выше устройство легко встроить в телефонный аппарат или в стационарный блок радиотелефона.

4.9. Устройство кодирования линии импульсным двухзначным кодом

Если прием импульсного кода производится с помощью датчика тока, включенного последовательно с телефонным аппаратом, то такое устройство не позволяет осуществить защиту линии при параллельном подключении пиратского аппарата. В самом деле, когда трубка основного ТА положена на аппарат, импульсы набора номера не воспринимаются последовательным датчиком тока. Для устранения этого недостатка требуется введение в схему датчика напряжения линии.

На Рис. 26 приведена схема устройства кодирования линии импульсным двухзначным кодом, которая подключается параллельно защищаемому ТА.

Таблица 2. Список деталей схемы устройства кодированного доступа к линии импульсным двухзначным кодом.

Элемент схемы	Номинал	Элемент схемы	Номинал
DA1	1014КТ1А	R9	1М
DD1.DD2	К561ЛА7	R10	1,5М
DD3	К561ИЕ8	R11	560К
VD1-VD4.VD5-VD6	КД102А	R12	390К
VD7.VD10	Д814А1	R13	10М
VD8,VD9,VD11-VD17	КД522Б	R14	390К
R1	2К	С1	1,ОмКф
R2	4.7М	С2	1000пФ
R3	1,5М	СЗ	220,0 мкФ
R4	ЮМ	С4	1,0 мкФ
R5	1М	С5	10,0 мкФ
R6	ЮМ	С6	1,0 мкФ
R7	390К	С7	1,0 мкФ
R8	5,6М	VT1	КТ315Г

В данной схеме вводится дополнительный элемент кодирования — алгоритм набора кода. Устройство реализует следующий алгоритм набора кода:

• снятие трубки ТА (слышен ответ станции 425 Гц);

• пауза 2-3 секунды (подготовка узла приема кода);

• набор двухзначного кода на диске (тастатуре) телефона без пауз между цифрами кода;

• кратковременный сброс линии

(кратковременно нажать на рычажный переключатель ТА, дождаться появления вновь сигнала ответа станции 425 Гц);

• набор номера абонента и установление связи.

Как видно из алгоритма, импульсы кода формируются непосредственно на линейных проводах линии, то есть они воспринимаются аппаратурой АТС как

набор первых двух цифр обычного номера. Таким образом, при неправильном наборе кода либо невыполнении алгоритма набора устройство осуществляет запрет дальнейшего набора номера (начиная с 3-4 цифры).

Следует отметить, что встречаются АТС, для которых набор конкретной цифры (например, "5") немедленно вызывает отбой линии, но это не мешает формированию и приему импульсов кода (их амплитуда по-прежнему составляет 60 В).

В состав схемы импульсного кодирования входят:

• диодный мост униполярного включения — VD1-VD4;

• датчик напряжения — VD5, R6, VD7, R5, С2, DD1.1;

• узел подготовки счета — VD9, R8, R9, С4, DD1.2;

• счетчик—DD3;

• узел приема первой цифры кода — SA2, VD 13, R13, R14, С7, DD2.3, DD2.4, VD15;

• узел приема второй цифры кода — SA2, R12, C6,DD2.1,DD2.2,VD14;

• схема временного включения запрета — R2, C1,DD1.3,R3;

• схема включения запрета по сумме цифр номера—R11,VT1,VD12, VD17;

• ключ запрета — DA 1;

• нагрузочное сопротивление — R1;

• схема принудительного отключения запрета — VD8,R4,C5,DD1.4,VD11;

• цепь питания микросхем — VD6, R7, СЗ. VD 10.

Принцип действия схемы заключается в следующем.

Подготовка к приему кода и временное включение запрета набора номера

В соответствии с алгоритмом, после снятия трубки на телефонном аппарате происходит подготовка к запуску счетчика DD3 (заряд С4 через VD9, R9, R8). Через 2-3 секунды (пауза по алгоритму) на входе 15 DD3 появляется логический "ноль", и микросхема DD3 готова к приему импульсов кода. До начала счета высокий уровень с выходя 3 DD3 поддерживает емкость С1 в заряженном состоянии через R2, соответственно, ключ DA1 разомкнут (запрет выключен).

После того как набрана первая цифра кода (или обычного номера), на выходе 3 DD3 появляется "ноль" и емкость С1 начинает разряжаться через R2. Время разряда, а значит и переключения элемента DD1.3 составляет около 5 секунд, поэтому обе цифры кода должны быть набраны быстро, без пауз между цифрами. Если код набран неверно или набирался обычный телефонный номер, то через 5 секунд после начала набора первой цифры сработает ключ DA1, зашунтировав линию нагрузочным сопротивлением R1 (включается запрет дальнейшего набора номера).

Прием кода

Прием первой цифры кода осуществляется через переключатель SA2, а второй — через SA1. Схема подключения выводов приведена в таблице 3. Заметим, что вторая цифра отсчитывается от первой по кольцу счетчика DD3. В исходном состоянии диод VD15 закорачивает емкость С6 на "ноль" на выходе 3 DD2.4, поэтому узел приема второй цифры не может сработать раньше первого. При правильном приеме первой цифры на выходе 3 DD2.4 появляется "единица", а значит, цепь R12, С6 готова к приему второй цифры. Одновременно, через диод VD17 запирается база транзистора VT1, который используется в цепи включения запрета по сумме цифр номера. Если

вторая цифра также набрана верно, то на выходе 4 DD2.2 появляется "единица", которая:

• через VD 16 останавливает счет DD3;

• через VD 14 фиксирует состояние узла приема первой цифры (емкость С7);

• через диод VD12 отключает ключ запрета DA1. Таким образом, после правильного выполнения алгоритма включения, а также набора двух цифр кода. ключ запрета DA1 принудительно блокируется. Линия свободна и, если выполнить кратковременный сброс линии. можно набирать любой номер для установления связи.

Таблица 3. Зависимость кода от схемы подключения выводов.

Вывод микросхемы DD3		Код
Переключатель SA2	Переключатель SA1
Первая цифра кода	Вторая цифра кода
1	2	56
1	4	57
1	7	58
1	10	59
5	2	65
5	4	66
5	7	67
5	10	68
6	2	74
6	4	75
6	7	76
6	10	77
9	2	83
9	4	84
9	7	85
9	10	86

Включение запрета по сумме цифр номера

Время включения запрета в 5 секунд выбрано из практических соображений для устойчивого приема кода. Но существующие кнопочные телефонные аппараты позволяют достаточно быстро набрать номер (быстрее 5-7 секунд), поэтому для повышения эффективности применения устройства кодирования в схему встроена цепочка R11, VT1, которая включает запрет набора номера, когда сумма цифр превышает 9 (девять). В этом случае открывается транзистор VT1 (через R11 с выхода 11 DD3) и принудительно переключает элемент DD1.3, включая, тем самым, ключ запрета DA1. Естественно, что цепь R] 1, VT1 не действует, когда правильно набрана первая цифра кода, так как база VT1 закорочена диодом VD17 на выход DD2.3.

Отключение запрета набора номера

После появления высокого уровня на выходе DD1.3 начинается заряд емкости С5 через R4. Время заряда выбрано достаточно большим (около 2-х минут), после его окончания происходит быстрое обнуление счетчика DD3 и вся схема приходит в исходное состояние готовности к приему кода.

В случае, когда код был принят верно, схема приходит в исходное состояние после того, как трубка телефонного аппарата была положена на время более 3-4 секунд (определяется временем разряда С4 через R8).

Если включить параллельно шунтирующему сопротивлению светодиод, то полученная светодиодная индикация состояния ключа запрета DA1 поможет освоить алгоритм набора кода.

В этом случае порядок проверки работоспособности устройства будет следующим:

• подключить устройство к линии двумя проводами без учета полярности, разводку производить непосредственно в телефонной розетке;

• при первом включении прибора возможно кратковременное (на 6-10 секунд) срабатывание системы запрета (светодиод горит);

• после снятия трубки и паузы до 3-х секунд набирается двухзначныи код (светодиод в этом режиме не горит);

• производится кратковременный сброс линии и ожидание сигнала ответа станции 425 Гц;

• если светодиод не загорается, значит код принят верно и можно набирать необходимый номер для установления связи;

• для проверки работоспособности системы запрета набора номера необходимо набрать любой номер без предварительного набора кода; запрет набора номера происходит одновременно с зажиганием светодиода (либо через 5 секунд после начала набора, либо после 2-х - 4-х цифр номера, что однозначно не позволяет набрать полный номер и установить связь).

Устройство защиты линии, работающее по описанному выше алгоритму, рекомендуется для применения совместно с радиотелефоном или обычным аппаратом, когда необходима простая кодовая защита от всех видов подключений. Данное устройство может быть установлено и на выходных клеммах АТС, тогда оно

препятствует нелегальному использованию линии даже при разрыве шлейфа АТС-абонент.

4.10. Прием двухзначного кода в DTMF-форме

Когда телефонная линия позволяет осуществить набор номера в частотной форме (ЧНН или DTMF код), устройство защиты также может быть выполнено в виде DTMF-приемника. Наиболее просто эта задача решается с помощью специализированной микросхемы 1008ВЖ18.

На Рис. 27 приведена принципиальная схема блокиратора частотного набора номера с двухзначным DTMF кодом.

В состав схемы входят:

• датчик напряжения линии — VD 1, R1, VD3, R2,DD1.1;

• узел подготовки приема кода — VD5, R4, R5, C2,DD1.2,DD1.3,DA1;

• DTMF-приемники с дешифратором — DD2, DD3;

• узел приема первой цифры — SA2, R14, R15, VD9, С6, DD4.5;

• узел приема второй цифры — SA1, VD8, R13, С5, DD4.3, DD4.4;

• узел временного включения запрета частотного набора — R11, С8, DD4.1, DD4.2, R12;

• ключ запрета — DA2;

• шунтирующая емкость — С7;

• цепь питания узла подготовки приема кода — VD2,R3,C1,VD4;

• элемент питания (9В) DTMF-приемника и декодера.

Принцип работы схемы заключается в следующем.

Подготовка к приему кода

В исходном состоянии ключ DA1 разомкнут, и все микросхемы DTMF-приемника и декодера отключены от элемента питания 9 В по минусовой цепи. При снятии трубки на аппарате ТА через время -1-1,5 секунды ключ DA1 включается "единицей" с выхода 10 DD1.2. DTMF-приемник DD2 готов к приему двух цифр двухчастотного кода. Цепочка R5, С2 предотвращает срабатывание элементов DD1.2, DD1.3 при приеме посылки вызова с АТС.

Прием кода

Микросхема DD2 осуществляет прием DTMF кода через СЗ, R7. На выходе дешифратора DD3 появляется высокий уровень, соответствующий набранной на тастатуре ТА цифре. Раскодировка первой и второй цифры реализованы аналогично схеме, описанной в предыдущем разделе (устройство защиты с двухзначным импульсным кодом). В случае правильного приема двух цифр кода, диод VD11 блокирует включение ключа защиты DA2.

Временное включение запрета

После приема первой цифры кода на выходе 3 DD3 появляется высокий уровень, и начинается заряд емкости С8 через R11. Приблизительно через 5 секунд, через R12, происходит включение ключа запрета DA2. Линия шунтируется специально расчитанной емкостью С7, что обеспечивает подавление дальнейших DTMF-посылок набора более чем на 20 дБ. Это не позволяет аппаратуре АТС однозначно воспринять номер в частотной форме.

Таблица 4. Список деталей схемы устройства кодированного доступа к линии двухзначным DTMF-кодом.

Элемент схемы	Номинал
DA1.DA2	1014КТ1А-В	R1	10М
DD1	К561ЛА7	R2	1М
DD2	1008ВЖ18	R3	390К
DD3	К561ИД1	R4	5.6М
DD4	К561ЛН2	R5	1М
ZQ1	3579,5 кГц	R6	1,5М
VD1.VD2	КД102А	R7	100К
VD3,VD4	Д814А1	R8	100К
VD7	КС 147	R9	З00К
VD5,VD6,VD8-VD12	КД522Б	R10	1К
С1	220,0 мкФх 10В	R11	4.7М
С2	1,0 мкФ	R12	1,5М
СЗ.С4	0,1 мкФ	R13	1М
С5,С6,С8	1,ОмкФ	R14	1М
С7	220,0 мкФх 10В	R15	100К

Отключение системы запрета

После того, как трубка будет положена на аппарат, напряжение на С7 будет плавно нарастать до значения 60 В, что, в свою очередь, вызовет переход датчика напряжения DD1.1 в исходное состояние, разряд емкости С2 через R4 и, далее, отключение DA1 (а значит отключение микросхем DD2, DD3, DD4 от источника питания 9 В). Схема переходит в исходное состояние.

Для правильного применения блокиратора

частотного набора необходимо выполнять схожий с предыдущей схемой алгоритм:

• снять трубку ТА, услышать ответ станции 425 Гц;

• выдержать паузу 2-3 секунды;

• набрать код на тастатуре ТА (естественно, аппарат должен быть переключен в режим тонового набора — набора номера в DTMF форме);

• осуществить кратковременный сброс линии и вновь дождаться сигнала ответа станции 425 Гц;

• набрать необходимый номер и установить связь.

Следует учитывать невозможность запитывания микросхемы DD2 от телефонной линии, так как она потребляет более 10 мА, поэтому в схеме применяется два источника питания:

• от линии, для питания DD1 — С1, VD4;

• от элемента 9 В, для питания DD2, DD3, DD4. Данная схема может рассматриваться как модельная для конструирования устройств защиты с DTMF-кодом, а также — как отдельное устройство для избирательной защиты телефонных аппаратов, работающих только в тоновом (DTMF) режиме.

4.11. Схема кодового доступа к телефонной линии с 3-х значным последовательным кодом

Данное устройство подробно описано в [2]. Особенностями схемы являются:

• наличие внутреннего источника питания для подключения к ТА и формирования импульсов кода;

• полное отключение телефона в случае

неправильного приема кодовой посылки. Устройство кодового доступа может применяться как для защиты проводных линий связи (с небольшой длиной шлейфа), так и для защиты радиотелефонов в случае установки вблизи базового блока. Код меняется механическим путем (подключением соответствующих выходов микросхем).

В состав схемы входят:

• дешифратор — DD 1, DD2, DD3;

• узел приема посылки вызова с АТС — Cl, R2, VD1, VD2, С2, VD3, DD6.1, VD5;

• узел приема импульсов кода — DD6.4, DD6.3, С5, С4, VD6, R6, R7;

• ключ подключения телефона к линии — VD27-VD30, DA1 с элементами управления R14, VD25, R15, VD26, С16, VD24, VT2, R16, DD4.4;

• источник питания схемы 8В — VD33, R23, C18.VD34;

• внутренний источник питания 40-60В для формирования импульсов кода на элементах VD32, R22, С17, VD31, R20;

• встроенные ловушки R9, С6, R13, Cl I, R19, С14.

Принцип работы схемы заключается в следующем.

По наличию счетчиков DD1-DD3 можно сделать вывод, что данная схема предназначена для приема и дешифрации 3-х значного кода (999 вариантов). Счетчики работают последовательно, при правильной первой цифре счетчик DD1 фиксирует свое состояние через диод VD 10, разрешая счет (прием второй цифры) за счет появления низкого уровня на выходе элемента DD4.1, входе 15 DD2. Далее, при правильном наборе второй цифры счетчик DD2 фиксирует свое состояние через диод VD 18, разрешая счет микросхеме DD3. И далее, если код принят правильно в целом, на выходе элемента DD5.4 появляется напряжение логической единицы, которое через DD4.4 закрывает VT2, открывая таким образом DA1, и мост VD27-VD30 подключает телефон ТА к линии.

В исходном состоянии ключ DA1 закрыт, и телефон ТА подключен лишь к внутреннему источнику питания (VD32, R22, С17, VD31, R20). При снятии трубки телефона (в любом режиме: входящая или исходящая связь) с помощью делителя R5, R4 счетчик DD1 подготавливается к счету (приему 1-й цифры кода). Во время счета, чтобы микросхема DD1 не обнулилась, через цепочку RIO, C7, VD14, VD15, С9, DD4.3 происходит поддержание логического нуля на входе 15 DD1. Одновременно через DD6.2, R3, VT1, VD7 запирается входной узел.

При входящей связи посылка вызова 25 Гц поступает для формирования на входной узел Rl, Cl, R2, VD1, VD2, С2, VD3 и через DD6.1, VD5 приоткрывает в такт поступления посылок вызова с АТС ключ DA1, VD27-VD30, пропуская переменное напряжение вызова на телефон ТА, но в паузе между звонками вновь закрывает ключ DA1. Таким образом, снимая трубку ТА при поступлении вызова в паузе между звонками, чтобы телефон "схватил" линию необходимо набрать код. Цепочки ловушек R9 С6, R13 С11, R19 С14 расчитаны

таким образом, чтобы исключить возможность последовательного подбора кода.

Изменение кода производится механически путем подключения входов DD4.1, DD5.1, DD5.3 к выходам соответствующих счетчиков. При указанных на схеме номерах выводов код допуска в линию — 326. Изменение кода можно произвести с помощью таблицы (Таблица 5).

Подключение элементов ловушек производится на любые свободные выходы DD1-DD3. При неправильном наборе какой-либо цифры кода соответствующая микросхема счетчика блокируется, и повторный набор кода возможен после того, как трубка положена на аппарат, и выдержана пауза в 10-15 с. Длительность паузы определяется емкостью СЗ. Данная схема расчитана на небольшую длину охраняемого шлейфа (до 200 м), вследствие того, что источник питания С 17 запитывается от линии (т.е. расчитан на достаточно низкий ток потребления).

Размер платы 100х60 мм, подключение к линии осуществляется тремя разъемами. Единственным условием является использование телефонов II, III групп сложности с потреблением от линии не более 50-80 мкА.

В режиме ожидания вызова вся схема потребляет не более 50 мкА, а в режиме приема вызова или обработки кода до 150-200 мкА. Номиналы элементов приведены в таблице 6.

Таблица 5. Правила задания кода доступа.

Первая цифра		Вторая цифра		Третья цифра
номер выхода DD1	Код	номер выхода DD2	Код	номер выхода DD3	Код
2	1	2	1	2	1
4	2	4	2	4	2
7	3	7	3	7	1
10	4	10	4	10	4
1	5	1	5	1	5
5	6	5	6	5	6
6	7	6	7	6	7
9	8	9	8	9	8
11	9	11	9	11	9

Таблица 6. Список деталей системы кодового доступа.

Микросхемы	DD1.DD2.DD3	К561ИЕ8
	DD4, DD5, DD6	КР561ЛА7
	DA1	КР1014КТ1А(В)
Транзисторы	VT1	КТ315Г
	VT2	КТ503Е(КТ315И)
Стабилитроны	VD3, VD4, VD6,VD14, VD26, VD34	Д814А1
Диоды	VD1, VD2, VD7, VD8, VD24, VD25,VD27-VD30,VD31, VD32, VD33	КД102А
Конденсаторы	С1.С2.С4, С7.С10.С13, С16, С9	ЮООпф
	СЗ, С5.С8.С12.С15	0.1мкФ
	С6, С11, С14	0.68мкФ
	С17	10.0ОмкФхбЗВ
	С18	2200.0мкФх10В
Резисторы	R1.R8.R12, R18.R11.R17, R21, R10	4.7М
	R2, R3, R4, R7	1.5М
	R6, R9, R13, R19, R16, R14	390К
	R5	10М
	R15, R20, R23	130К

4.12. Совмещение схем защиты с блокиратором параллельного телефона

Составной частью комплекса мероприятий по предотвращению нелегального коммерческого использования телефонных линий является ограничение доступа к ним посторонних лиц. Зачастую, проблема доступа возникает при эксплуатации на одной линии нескольких параллельных телефонных аппаратов. В этом случае кроме обычных неприятных моментов (таких как :

прослушивание разговора, подзвякивание телефона во время набора номера на параллельном аппарате и т.п.) возникает возможность беспрепятственной городской и междугородней связи с любого параллельного аппарата. Если счета на оплату разговоров не персонифицируются, то это позволяет проводить свои личные разговоры за счет предприятия, фирмы и т.д.

Одним из вариантов решения задачи по защите линий является использование совмещенных схем блокираторов параллельного телефона и различных устройств защиты (запрет набора номера, запрет междугородней связи и т.п.).

На Рис. 29 приведена функциональная схема блокировки набора номера для параллельного телефонного аппарата.

Особенностью схемы является беспрепятственное прохождение сигнала вызова на оба ТА, подключенных через блокиратор 1х2. При исходящей связи подъем трубки на основном ТА приводит к обесточиванию цепи второго дополнительного телефона, а также схемы блокировки набора номера (в качестве которой может выступать схема защиты любого типа). Такой подход позволяет избирательно подключать устройства защиты на любой ТА.

В качестве примера рассмотрим принципиальную схему блокировки (запрета) набора номера для параллельного ТА, приведенную на Рис. 30.

В соответствии с данной схемой основной телефонный аппарат ТА1 обладает возможностью как

входящей, так и исходящей (оплачиваемой) связи без ограничений. В свою очередь, для дополнительного параллельного ТА2 остается только входящая (бесплатная) связь. При этом разговоры абонентов ТА1 и ТА2 взаимно не прослушиваются.

В состав схемы входят следующие каскады.

1) Блокиратор параллельного телефона:

• ключи блокировки—DA1,DA2;

• датчики тока — R1, R2;

• узлы формирования — VT1, R3, VT2, R4, DD1.1.DD1.4;

• цепи фильтрации вызова 25 Гц — R5, С1, R6,C2,DD1.2,DD1.3;

• цепь питания от телефонной линии — VD 1, R9, СЗ, VD2.

2) Телефонные аппараты:

• ТА1—основной;

• ТА2 — дополнительный.

3) Схема запрета набора номера:

• ключ блокировки—DA3;

• нагрузочное сопротивление—R 10;

• цепь включения запрета — DD2.1, R11. Работа схемы происходит следующим образом.

Входящая связь

При поступлении вызова с АТС звонят оба телефонных аппарата ТА1, ТА2, так как ключи DA1, DA2 открыты положительным напряжением, поступающим с выходов DD1.2, DD1.3. Цепи фильтрации вызова R5, С1, R6, С2 не позволяют переключить элементы DD1.2 и DD1.3 с единицы в ноль во время вызова 25 Гц, 100В с АТС. Ключ DA3, соответственно, разомкнут и схема запрета набора номера отключена.

Если трубка была снята на ТА2, ключ DA3 подключает нагрузочное сопротивление R 10 параллельно

линии, что несколько снижает громкость разговора (-10%), но в целом не оказывает серьезного влияния на входящую связь.

При снятии трубки на ТА1 ключи DA3, DA2 разомкнуты, схема запрета и телефон ТА2 выключены и, соответственно, входящая связь для ТА1 остается без изменений.

Исходящая связь с ТА1

Аналогично режиму входящей связи, при снятии трубки на ТА1 схема запрета и телефон ТА2 отключены от линии, поэтому связь для ТА1 проходит без каких-либо ограничений.

Исходящая связь с ТА2

При подъеме трубки на ТА2 элемент DD1.3 переключается в ноль (~ через 1,5-2 с), отключая тем самым ТА1 (DA1) и включая схему запрета номера (DA3, R10). Набор номера для ТА2 становится невозможен.

Количество телефонных аппаратов в данной схеме можно увеличить, подключая их в различных точках схемы (например, параллельно входящей линии, параллельно ТА1 или ТА2), получая таким образом различные комбинации функций запрета и разрешения связи для нескольких телефонов. Комбинируя несколько блокираторов параллельного телефона и несколько различных схем защиты, можно получить разветвленные цепочки подключения нескольких ТА с разными приоритетами исходящей связи. На Рис. 31 приведена функциональная схема включения трех ТА с различными схемами защиты.

По этой схеме:

ТА1 — входящая и исходящая связь без ограничений;

ТА2 — запрет исходящей междугородной связи;

ТАЗ — запрет любой исходящей связи, входящая

без ограничений.

Таким образом, совмещение схем блокираторов и защиты является одним из способов реальной технической (активной) защиты линий от самовольного использования.