Telefonie a její vývoj na našem modulišti

Když se počet členů klubu začal rozšiřovat a začala narůstat vzdálenost mezi jednotlivými dopravnami, tak jsme byli nuceni zvažovat principy pro řízení provozu na modulišti. Naším cílem bylo přiblížit se principům skutečné železnice. Jelikož jsou naším hlavním motivem jihomoravské lokálky v přibližně třetí až čtvrté epoše, tak volba jednoznačně padla na telefonické zabezpečení jízdy vlaků, kdy jízdu mezi dopravnami sjednávají sousední výpravčí případně při zjednodušeném řízení dopravy vlaková četa s dirigujícím dispečerem. Na následujících řádcích bych rád popsal dosavadní historii vyzkoušených postupů, technologií a zapojení. Jejich konkrétním využitím při řízení dopravy, včetně klubové normy pro telefonické dorozumívání, se bude zabývat jeden z navazujících článků.

Prehistorie – „udělátko“

Nejprve přidám drobný úvod pro úplné začátečníky. Pokročilejší a telefonie znalé bych rád poprosil, nechť následující řádky klidně přeskočí a prominou velké zjednodušení.

Analogová telefonní linka byla vymyšlena téměř geniálně jednoduše. K uskutečnění hovoru postačují dva vodiče, které jsou v provozu napájené stejnosměrným napětím (přibližně 60V DC). Jedna z jejích krás tkví v tom, že při položeném sluchátku telefon vlastně nespotřebovává žádnou energii (klasický analogový telefon) a není nutný ani napájecí adaptér. Pro signalizaci příchozího hovoru byl výhodně zvolen zvonek na střídavý proud, který po těch stejných drátech napájí ústředna střídavým proudem ve chvíli, kdy se Vám někdo snaží dovolat. Pamětníci potvrdí, že starší analogové telefony skutečně jen zvonily. Nebudu zde popisovat další rozvoj směrem k digitálním technologiím. Pro zájemce je toho plný internet. Z výše uvedeného popisu analogové telefonní linky je zřejmé, že spojení mezi dvěma samostatnými telefony lze realizovat i bez nutnosti komplexní telefonní ústředny tak, jak to rád dělával ve svých filmech MacGyver. :-)

Na úplném počátku našich klubových provozních setkání jsme neměli k dispozici žádnou telefonní ústřednu. Počet dopraven šel spočítat na prstech jedné ruky. Také jsme jako klub neoplývali přebytkem peněz a proto prvním řešení bylo tou nejjednodušší a hlavně také nejlevnější cestou. Mezi sousedními dopravnami byl vždy natažen jeden plochý čtyřžilový telefonní kabel, který tyto dopravny spojoval a který byl doplněn elektronickým obvodem „udělátko“ (napájení + signalizace) u každého telefonu, který při obsazení linky (zvednutí sluchátka) v sousední dopravně automaticky začal pískat a tím signalizoval snahu o spojení ze sousední dopravny. Principiální nákres zapojení je na obrázku „Obrázek 1: Blokové schéma – Přímé spojení („Udělátko“)“. Toto řešení bylo velmi jednoduché a funkční, ale znamenalo nutnost mít vetší počet samostatných telefonních přístrojů a udělátek ve stanicích, což se nejevilo jako příliš komfortní. Navíc tento systém umožňoval pouze spojení sousedních dopraven. Spojení do skrytého nádraží či na dopravního dispečera bylo nerealizovatelné. Tento princip telefonického spojení nám nakonec vydržel jen do třetího provozního setkání a nakonec jsem ho prodal kamarádovi, který ho používá jako interkom mezi kuchyní, pergolou a garáží. :-)

Obrázek 1: Blokové schéma – Přímé spojení („Udělátko“)

Doba ledová – analogová ústředna Panasonic

Na třetím provozním setkáním se opět rozrostl počet dopraven a již při přípravě tohoto setkání jsme se rozhodli, že budeme muset pustit nějaký chlup a zakoupit klubovou telefonní ústřednu. Prvotní pokus o nákup nějaké vyřazené od kolegů z oboru telekomunikací se bohužel neshledal s úspěchem a tak volba padla na internetovou aukci. Za přiměřenou sumu 500Kč jsme našli analogovou ústřednu Panasonic s osmi účastnickými linkami v dobrém stavu, která našim tehdejším požadavkům plně vyhovovala (dodnes je v majetku klubu). Nutnost jakýchkoliv nastavení byl nulová, což zajišťovalo její rychlé oživení při stavbě layoutu a pro hovořila i dostatečná interní zásoba různých vyřazených analogových telefonů. Kabeláž byla provedena klasicky hvězdicově, kdy do každé dopravny vedl jeden plochý čtyřžilový telefonní kabel přímo zapojený do telefonu. Principiální nákres zapojení je na obrázku „Obrázek 2: Blokové schéma – Hvězdicové zapojení kabeláže analogové ústředny“. Na několika dalších provozních setkáních nám toto řešení spolehlivě sloužilo, ale další změny na sebe nenechaly příliš dlouho čekat.

Obrázek 2: Blokové schéma – Hvězdicové zapojení kabeláže analogové ústředny

Doba zkracování – úspora kabeláže

S dalším rovojem délky layoutu jsme začali stále intenzivněji pociťovat, že celková doba oživování roste zbytečně nad únosnou míru a i spotřeba lidských zdrojů na tahání kabeláže není zrovna malá. Po pečlivém rozboru situace jsme se v elektrosekci rozhodli pro sjednocení telefonní kabeláže do jednoho UTP kabelu, který umožňuje současné vedení až čtyř telefonních linek. Takové provedení se jevilo v našem klubu jako zvláště výhodné, jelikož každá z větví měla právě maximálně čtyři dopravny.  Do každé větve layoutu už tak vedl z telefonní centrály jen jeden UTP kabel, ne několik plochých souběžně. Toto snížilo čas nutný pro natažení kabeláže a současně se také snížila i možnost poškození spodních částí elektroinstalace modulů opakovaným vícenásobným protahováním kabelů tam a následně i zpět.

Princip zapojení telefonu byl velmi jednoduchý. Jeho přibližný nákres na obrázku „Obrázek 3: Blokové schéma – UTP zapojení kabeláže“. Přivodní kabel UTP od ústředny do každé jedné větve byl na konci rozdělen na jednotlivé barevné páry a tyto byly zapojeny do jednotlivých účastnickýck zásuvek v ústředně. V každé dopravně, která měla být osazena telefonem, pak byla jedna bílá krabička (bílá 2N ISDN krabička – 3x RJ45), která umožňovala průchozímu telefonnímu vedení pokračovat do další sousední dopravny a současně za pomoci krátké redukce, která byly pojmenována podle barev párů v kabelu (oranžová, modrá, zelená a hnědá), bylo možné přivést k místnímu telefonu požadovanou telefonní linku z ústředny. Tento princip není samozřejmě žádným naším vynálezem. Velmi běžně se používá při zapojování patchpanelů telefonních ústředen. My jsme jej pouze s výhodou využili.

Obrázek 3: Blokové schéma – UTP zapojení kabeláže

Doba modernizace – nová ústředna

Dalším generační skokem bylo nahrazení ústředny Panasonic. Původní telefonní ústředna byla sice stále provozu vyhovující, ale s příchodem konceptu „elektrobedny“, která bude popsána v samostatném článku, bylo zřejmé, že její zástavba by byla dost problematická a také s přihlédnutím na rychlost dokončování nových dopraven začínalo být zřejmé, že do budoucna bude nutné zvýšit kapacitu účastnických linek. V tuto chvíli přišel s nabídkou náš člen elektrosekce TTVočko, který je z oboru a měl k dispozici ústřednu Bosch, která výrazně převyšovala parametry původního Panasonicu. Pro vyšší přehlednost zapojení jsme provedli vyvedení linek do dvou čelních patchpanelů. Koncept jednotné kabeláže z UTP po layoutu zůstal zachován. Oživení celé telefonní sítě, včetně natažení potřebné kabeláže, umístění všech přístrojů do dopraven a vyzkoušení, nám díky tomuto provedení zabíralo již jen maximálně jednu hodinu. V této podobě jsme vše provozovali až do našeho zatím posledního provozního setkání v Pozořicích (podzim 2016).

Obrázek 4: Elektrobedna těsně před zapojením nové ústředny

Doba DECTová – už bez drátů

Popsaný vývoj se udál za dobu asi 7 let. Jak je z předchozích řádek zřejmé, tak v našem klubu je přítomna stálá snaha o posouvání věcí vpřed, proto jsme se ani nyní nespokojili s poslední variantou, která se sice ukázala plně vyhovující a životaschopná, ale ještě plně nesplňovala naše požadavky na skutečný komfort.

Rozpoutala se velmi intenzivní klubová diskuze o možnosti použití bezdrátových telefonů, které by zcela odstranily nutnost tahání kabeláže.  S prvními návrhy na výměnu metalických kabelů za bezdrátový DECT systém přišel již před několika lety náš člen TTVočko. Otevřeně a veřejně přiznávám svou tehdejší skepsi, kterou jsem projevoval i při diskuzích a která tehdy pramenila z nedostatku zkušeností s daným systémem v rozsáhlejším provozu. Přece jenom drát se o dost snadněji měří než rádiová vlna. :-) Postupným kolektivním sbíráním informací (počet kanálů, kompatibilita systému, varianty zapojení) jsme se klubově shodli, že to půjde a že do toho chceme jít i za cenu nákladů s tím spojených. Udělali jsme si průzkum trhu, jelikož variant provedení téhož je víc, a vyhrálo řešení v podobě samostatných ruček s vlastní základnovou stanicí. Principiální nákres zapojení je na obrázku „Obrázek 5: Blokové schéma – DECT“. Výrazným kladem daného řešení byla příznivá celková kalkulovaná cena. U všech výrobců DECT řešení byla dostatečná provozní doba na akumulátory, která postačuje na celodenní provoz. Na noc se dávají sluchátka (ručky) ze všech stanic dobíjet do svých základnových stanic, aby byla připravena na další den.

Obrázek 5: Blokové schéma – DECT

Jelikož byl tento koncept poprvé použit na Igravě (jaro 2017), tak bylo jeho umístění a provedení prozatimní. Jednotlivé základnové stanice bezdrátových telefonů byly umístěné poblíž elektrobedny a zapojené pomocí plochého čtyřžilového kabelu do příslušné účastnické zásuvky patchpanelu, kam jsou vyvedené jednotlivé linky z ústředny. Jejich napájení je prozatím řešeno pomocí samostatných adaptérů, které byly dodané spolu s telefony. Všechny ručky byly označené svou klapkou, aby byly jednoznačně identifikovatelné a dohledatelné. Většina kusů byla přímo vyhrazena přímo pro dopravny, jen několik kusů bylo určených pro provozně důležité osoby.

Ohromnou výhodu, kterou lze už nyní vyzdvihnout, je neskutečná flexibilita a komfort pro obsluhu dopraven, která při obsluze zabezpečovacího zařízení není omezována délkou kabelu ke sluchátku. Žádné rušení ani zhoršená kvalita hovoru nebyla patrná a to ani při současném větším počtu hovorů. Vydrž sluchátek na aku se také shoduje s prohlášeními výrobce a plně dostačuje pro celodenní provoz layoutu. Prozatimní zkušenosti lze shrnout jako veskrze pozitivní.

Obrázek 6: Igrava 2017 – instalovaná DECT technologie

Stav ke konci roku 2017

Podařilo se nám zastavět základnové stanice telefonů do víka elektrobedny. Z jedné strany víko kryje elektrobednu a jeho pouhým otočením se vynoří základny telefonů, které slouží přes den jako vysílací a v noci dobíjecí stanice.

Neosvědčilo se stáhnout napájení všech telefonních základem do jednoho silného zdroje. Přes zdroj se totiž přenáší rušení, které od dvou hovořících párů telefonů znemožňuje komunikaci, přes šum již není rozumět.

Obrázek 7: Otočné víko elektrobedny s telefony

Výhled do budoucna

V nejbližší době se ještě pokusíme napájecí zdroje jednotlivých telefonů připevnit do elektrobedny napevno na zásuvkové lišty.

Jaký bude dlouhodobější vývoj? V dalších letech hodláme celou technologii i nadále upravovat a přizpůsobovat. Chceme dosáhnout nejen nejvyššího možného komfortu při stavbě, rozebírání i provozu layoutu, ale hlavně stoprocentní spolehlivost celého systému, aby se obsluha dopraven, provozní personál i dispečeři mohli plně soustředit na modelový železniční provoz a zážitky z něj.