home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Hackers Underworld 2: Forbidden Knowledge / Hackers Underworld 2: Forbidden Knowledge.iso / PHREAK / FONEWORX.TXT < prev    next >
Internet Message Format  |  1994-07-17  |  32KB

  1. From telecom@eecs.nwu.edu Wed Aug  7 00:47:09 1991
  2. Received: from hub.eecs.nwu.edu by gaak.LCS.MIT.EDU via TCP with SMTP
  3.     id AA19092; Wed, 7 Aug 91 00:46:57 EDT
  4. Resent-Message-Id: <9108070446.AA19092@gaak.LCS.MIT.EDU>
  5. Received: from trout.nosc.mil by delta.eecs.nwu.edu id aa04018;
  6.           5 Aug 91 8:33 CDT
  7. Received: by trout.nosc.mil (5.59/1.27)
  8.     id AA14998; Mon, 5 Aug 91 06:30:20 PDT
  9. Received: by jartel.info.com (/\=-/\ Smail3.1.18.1 #18.7)
  10.     id <m0k74tA-0001CjC@jartel.info.com>; Mon, 5 Aug 91 06:22 PDT
  11. Received: by denwa.info.com (5.59/smail2.5) with UUCP
  12.     id AA10300; 5 Aug 91 06:14:15 PDT (Mon)
  13. Received: by denwa.info.com (5.59/smail2.5) with UUCP
  14.     id AA10295; 5 Aug 91 06:13:57 PDT (Mon)
  15. Received: by bongo.info.com (smail2.5)
  16.     id AA04609; 5 Aug 91 06:07:53 PDT (Mon)
  17. Reply-To: julian@bongo.info.com
  18. X-Mailer: Mail User's Shell (6.4 2/14/89)
  19. To: telecom@eecs.nwu.edu
  20. Subject: How Phones Work
  21. Message-Id: <9108050607.AA04605@bongo.info.com>
  22. Date: 5 Aug 91 06:07:47 PDT (Mon)
  23. From: Julian Macassey <julian@bongo.info.com>
  24. Resent-Date:  Tue, 6 Aug 91 23:50:03 CDT
  25. Resent-From: telecom@eecs.nwu.edu
  26. Resent-To: ptownson@gaak.LCS.MIT.EDU
  27. Status: RO
  28.  
  29.  
  30. Dear Patrick,
  31. as requested, here is my introductory article on phones:
  32.  
  33. ----------cut and slash at will -------------------------------
  34.  
  35.  
  36.                     UNDERSTANDING TELEPHONES
  37.  
  38.                                by
  39.  
  40.                      Julian Macassey, N6ARE
  41.  
  42.                          First Published
  43.                                in
  44.                        Ham Radio Magazine
  45.                          September 1985
  46.  
  47.             Everybody has one, but what makes it work?
  48.  
  49.      Although telephones and telephone company practices may vary 
  50. dramatically  from one locality to another, the basic  principles 
  51. underlying the way they work remain unchanged.
  52.  
  53.      Every  telephone consists of three  separate  subassemblies, 
  54. each capable of independent operation.  These assemblies are  the 
  55. speech  network, the dialing mechanism, and the ringer  or  bell.  
  56. Together, these parts - as well as any additional devices such as 
  57. modems,  dialers,  and answering machines - are attached  to  the 
  58. phone line.
  59.  
  60.  
  61. The phone line
  62.  
  63.      A  telephone is usually connected to the telephone  exchange 
  64. by  about three miles (4.83 km) of a twisted pair of No.22  (AWG) 
  65. or  0.5  mm  copper wires, known by your phone  company  as  "the 
  66. loop".   Although  copper  is  a good  conductor,  it  does  have 
  67. resistance.   The resistance of No.22 AWG wire is 16.46 Ohms  per 
  68. thousand  feet  at 77 degrees F (25 degrees C).   In  the  United 
  69. States,  wire resistance is measured in Ohms per  thousand  feet; 
  70. telephone  companies describe loop length in kilofeet  (thousands 
  71. of  feet).   In  other parts of the  world,  wire  resistance  is 
  72. usually expressed as Ohms per kilometer.
  73.  
  74.      Because  telephone apparatus is generally considered  to  be 
  75. current   driven,  all  phone  measurements  refer   to   current 
  76. consumption, not voltage.  The length of the wire connecting  the 
  77. subscriber to the telephone exchange affects the total amount  of 
  78. current   that  can  be  drawn  by  anything  attached   at   the 
  79. subscriber's end of the line.
  80.  
  81.      In  the  United States, the voltage applied to the  line  to 
  82. drive  the telephone is 48 VDC; some countries use 50 VDC.   Note 
  83. that telephones are peculiar in that the signal line is also  the 
  84. power  supply line.  The voltage is supplied by lead acid  cells, 
  85. thus  assuring a hum-free supply and complete  independence  from 
  86. the electric company, which may be especially useful during power 
  87. outages.
  88.  
  89.      At  the telephone exchange the DC voltage and  audio  signal 
  90. are  separated  by  directing  the  audio  signal  through  2  uF 
  91. capacitors and blocking the audio from the power supply with a 5-
  92. Henry choke in each line.  Usually these two chokes are the  coil 
  93. windings  of  a  relay  that switches  your  phone  line  at  the 
  94. exchange;  in the United States, this relay is known as  the  "A" 
  95. relay (see fig.1).  The resistance of each of these chokes is 200 
  96. Ohms.
  97.  
  98.      We can find out how well a phone line is operating by  using 
  99. Ohm's  law  and  an  ammeter. The DC  resistance  of  any  device 
  100. attached  to the phone line is often quoted in telephone  company 
  101. specifications  as  200  Ohms; this will vary  in  practice  from 
  102. between  150 to 1,000 Ohms. You can measure the DC resistance  of 
  103. your  phone  with an Ohmmeter. Note this is  DC  resistance,  not 
  104. impedance.
  105.  
  106.  
  107.      Using  these figures you can estimate the  distance  between 
  108. your telephone and the telephone exchange.  In the United States, 
  109. the telephone company guarantees you no lower current than 20  mA 
  110. -  or  what is known to your phone company as a  "long  loop."  A 
  111. "short loop" will draw 50 to 70 mA, and an average loop, about 35 
  112. mA.  Some countries will consider their maximum loop as low as 12 
  113. mA.  In practice, United States telephones are usually capable of 
  114. working  at  currents  as  low as 14  mA.   Some  exchanges  will 
  115. consider your phone in use and feed dial tone down the line  with 
  116. currents  as  low as 8 mA, even though the telephone may  not  be 
  117. able to operate.
  118.  
  119.      Although  the telephone company has supplied plenty of  nice 
  120. clean  DC  direct  to your home, don't assume  you  have  a  free 
  121. battery  for your own circuits.  The telephone company wants  the 
  122. DC resistance of your line to be about 10 megOhms when there's no 
  123. apparatus  in use ("on hook," in telephone company  jargon);  you 
  124. can  draw no more than 5 microamperes while the phone is in  that 
  125. state.   When  the phone is in use, or "off hook," you  can  draw 
  126. current, but you will need that current to power your phone,  any 
  127. current you might draw for other purposes would tend to lower the 
  128. signal level.
  129.  
  130.      The  phone  line has an impedance  composed  of  distributed 
  131. resistance, capacitance, and inductance.  The impedance will vary 
  132. according  to the length of the loop, the type of  insulation  of 
  133. the wire, and whether the wire is aerial cable, buried cable,  or 
  134. bare  parallel wires strung on telephone poles.  For  calculation 
  135. and specification purposes, the impedance is normally assumed  to 
  136. be 600 to 900 Ohms.  If the instrument attached to the phone line 
  137. should  be of the wrong impedance, you would get a  mismatch,  or 
  138. what  telephone  company  personnel refer to  as  "return  loss."  
  139. (Radio  Amateurs will recognize return loss as SWR.)  A  mismatch 
  140. on telephone lines results in echo and whistling, which the phone 
  141. company  calls "singing" and owners of very cheap telephones  may 
  142. have  come  to expect.  A mismatched device can, by the  way,  be 
  143. matched  to  the phone line by placing resistors in  parallel  or 
  144. series  with  the line to bring the impedance of  the  device  to 
  145. within the desired limits.  This will cause some signal loss,  of 
  146. course, but will make the device usable.
  147.  
  148.      A  phone  line  is balanced feed,  with  each  side  equally 
  149. balanced  to ground.  Any imbalance will introduce hum and  noise 
  150. to the phone line and increase susceptibility to RFI.
  151.  
  152.      The  balance  of the phone line is known to  your  telephone 
  153. company  as "longitudinal balance."  If both impedance match  and 
  154. balance  to ground are kept in mind, any device attached  to  the 
  155. phone  line  will perform well, just as the correct  matching  of 
  156. transmission  lines and devices will ensure good  performance  in 
  157. radio practice.
  158.  
  159.      If  you  live  in the United States,  the  two  phone  wires 
  160. connected  to your telephone should be red and green.  (In  other 
  161. parts  of the world they may be different colors.)  The red  wire 
  162. is  negative  and  the green wire is  positive.   Your  telephone 
  163. company  calls the green wire "Tip" and the red wire "Ring".  (In 
  164. other parts of the world, these wires may be called "A" and "B".)  
  165. Most installations have another pair of wires, yellow and  black.  
  166. These wires can be used for many different purposes, if they  are 
  167. used