Sentral telepon hotel: kartu trunk dan ekstensi, catu daya dan baterai cadangan, pembumian rangka, penangkap surja saluran, dan membaca lampu kartu

Hujan petir sore hari melanda sebuah hotel 112 kamar. Setelahnya, operator melapor bahwa semua saluran luar mati, walaupun telepon antarkamar masih bekerja. Lampu status kartu trunk analog di sentral menyala hijau tetap, yang menurut manual pemasangan sentral itu berarti kartu normal dan semua port diam. Teknisi mengikuti langkah manual: sentral dilepas dari saluran telepon, lalu sebuah telepon satu saluran dicolokkan langsung ke saluran. Telepon itu juga mati. Menurut manual, keadaan ini berarti gangguan kemungkinan ada di jaringan telepon, bukan di sentral, sehingga operator telekomunikasi yang dipanggil. Pemeriksaan yang sama menemukan dua kekurangan pemasangan: saluran trunk masuk tanpa penangkap surja, padahal manual meminta trunk dipasang dengan penangkap surja, dan rangka sentral hanya dibumikan lewat kabel AC, padahal manual menyatakan bumi kabel AC mungkin tidak cukup dan mewajibkan sambungan permanen dari terminal bumi sentral ke bumi.

Batas pembahasan

Bab ini membahas sentral telepon hotel dari sisi teknisi: susunan kartu, saluran dan tegangan, kapasitas dan catu daya, baterai cadangan, pembumian rangka, penangkap surja, letak dan derau, kartu dan ESD, lampu kartu, dan isolasi gangguan. Manual yang dipakai adalah manual pemasangan sentral telepon hibrida IP dari generasi produk lama. Angka di bab ini adalah contoh dari satu manual pabrik. Bagian manual tentang kartu trunk digital, kartu ekstensi rinci, jarak kabel ekstensi, sambungan saat padam, menyalakan sistem, dan pemecahan masalah, termasuk tombol reset dan log galat, tidak tersedia dan tidak dibahas. Banyak hotel kini memakai sentral IP atau sistem berbasis server; bab ini tetap berguna untuk catu daya, pembumian, surja, dan isolasi gangguan.

Pembumian dan konduktor proteksi dibahas di Bab 29 tentang pembumian dan ikatan ekuipotensial, surja dan proteksi petir sisi daya di Bab 35 tentang tegangan lebih, proteksi surja, dan proteksi petir, ESD di Bab 88 tentang solder dan perbaikan papan, baterai asam timbal di Bab 7 · Otomotif & Mobilitas Listrik tentang baterai traksi dan pengisian, pemasangan dan pemisahan kabel di Bab 30 tentang pemasangan sistem perkawatan, tegangan sentuh di Bab 21 tentang proteksi kejut listrik, dan suplai cadangan di Bab 36 tentang genset, sakelar alih, dan suplai cadangan.

Manual menyatakan unit hanya boleh dipasang dan diservis personel servis berkualifikasi, dan bila kegagalan membuat bagian dalam terbuka, kabel daya dicabut dan unit dikembalikan ke dealer. Karena itu bab ini membatasi pekerjaan teknisi hotel pada pemeriksaan, catu, baterai, pembumian, surja, dan isolasi gangguan. Pemrograman sentral, saluran digital ke operator, dan VoIP di luar bab ini.

Susunan sentral telepon hotel

Sentral telepon (private automatic branch exchange, PABX) adalah peralatan yang menyambungkan pesawat telepon di dalam gedung satu sama lain dan ke saluran operator telekomunikasi. Trunk (trunk line) adalah saluran yang menghubungkan sentral dengan jaringan operator. Ekstensi (extension) adalah saluran dari sentral ke satu pesawat di dalam gedung, misalnya telepon kamar.

Susunan menurut manual:

1. Rak dasar dengan catu daya. Rak kecil memiliki 5 slot bebas, rak besar 10 slot bebas.
2. Kartu prosesor utama, berisi kartu memori yang memuat perangkat lunak dan semua data pelanggan, serta baterai litium. Kartu perluasan memori dan kartu modem dipasang di atasnya.
3. Kartu trunk: analog 4, 8, atau 16 port, DID, E&M, T1, E1, BRI, PRI, dan gerbang VoIP.
4. Kartu ekstensi: telepon analog satu saluran 8 atau 16 port, analog 16 port dengan kendali lampu pesan, hibrida digital, digital, antarmuka stasiun sel nirkabel, dan IP.
5. Kartu lain: pintu, masukan dan keluaran luar, peredam gema, pesan, dan CTI.

Untuk hotel, manual menyebut fitur perhotelan: ekstensi kamar dapat di-check-in dan di-check-out oleh operator, operator dapat memeriksa dan menyetel panggilan bangun, dan catatan tagihan tamu dapat dicetak. Fitur penagihan kamar tamu memerlukan kartu perluasan memori.

Saluran, kabel, dan tegangan di terminal

Kabel ekstensi menurut manual: telepon satu saluran (SLT) 1 pasang (T, R); telepon digital 1 pasang (D1, D2) atau 2 pasang; telepon analog proprietary 2 pasang. Trunk memakai kabel pasangan terpilin. Konektor yang dipakai: RJ11 untuk kartu SLT dan trunk analog, RJ45 untuk kartu digital dan IP, BNC untuk E1 dan PRI30, konektor 50 pin untuk kartu ekstensi dan trunk dengan kabel pasangan terpilin berpelindung, dan blok terminal untuk kartu pintu dan masukan luar.

Batas saluran dari spesifikasi manual:

Tegangan dering dan tegangan lampu pesan berarti terminal ekstensi tidak aman disentuh saat sentral bekerja; hitungannya ada di Contoh 5. Jarak maksimum kabel ekstensi ada di bagian yang terpotong, dan bab ini tidak menghitungnya dari batas loop karena manual tidak mencantumkan resistansi kabel.

Kapasitas kartu dan memilih catu daya

Aturan kapasitas kartu menurut manual:

1. Kartu trunk paling banyak 4 di rak kecil dan 8 di rak besar. Satu kartu T1, E1, PRI, atau gerbang VoIP 4 kanal dihitung 2 kartu.
2. Kartu ekstensi paling banyak 4 di rak kecil dan 8 di rak besar.
3. Kartu yang melebihi kapasitas diabaikan, dan bila sistem menyala dengan konfigurasi tidak sah, sebagian kartu diabaikan.

Angka memori (memory expansion figure) adalah jumlah nilai setiap pesawat dan kartu menurut tabel manual untuk menentukan perlu tidaknya kartu perluasan memori. Nilai di tabel: setiap telepon digital, telepon analog proprietary, dan telepon IP 1; kartu SLT 8 port dan kartu hibrida 8 port 8; kartu SLT 16 port, dengan atau tanpa lampu pesan, 16; stasiun sel dan ekstensi ISDN 0; setiap port VPS 1. Hanya kartu ekstensi yang melayani SLT yang dihitung. Bila jumlahnya lebih dari 64 di rak kecil atau 128 di rak besar, kartu perluasan memori wajib.

Angka beban (load figure) adalah jumlah nilai beban setiap pesawat dan kartu untuk memilih ukuran catu daya. Nilainya:

Kemampuan catu daya: kecil 64 (rak kecil saja), sedang 128 (kedua rak), besar 512 (rak besar saja). Manual menambah bahwa catu daya yang lebih besar dari kebutuhan tidak merugikan. Spesifikasinya:

Semua catu daya ini berkelas keselamatan 1 dan bekerja pada 50 Hz atau 60 Hz. Lingkungan operasinya 0 °C sampai 40 °C dengan kelembapan 10 sampai 90 persen tanpa embun.

Baterai cadangan dan listrik padam

Spesifikasi manual: baterai luar +36 V DC, yaitu tiga baterai 12 V, dengan kapasitas dianjurkan 28 Ah atau kurang per baterai; toleransi kegagalan daya maksimum 300 ms tanpa baterai cadangan; cadangan memori 7 tahun. Saat listrik padam, baterai cadangan mengambil alih tanpa jeda.

Aturan pemasangan baterai:

1. Matikan sakelar baterai di catu daya sebelum menyambung. Sakelar daya dan sakelar baterai mati selama pengawatan.
2. Sambungkan kabel baterai ke tiga baterai VRLA identik, merah dan hitam sesuai polaritas; kabel baterai memakai sekring dan harus sesuai tipe catu daya.
3. Jenis dan kapasitas ketiga baterai sama. Kapasitas di atas 28 Ah per baterai dapat membuat muatannya tidak terjaga.
4. Nyalakan sakelar baterai hanya setelah pemasangan selesai dan AC tersedia.
5. Jauhkan baterai dan kabelnya dari matahari langsung, pemanas, dan api; letakkan di tempat berventilasi; jangan menghubung singkat.
6. Mengganti dengan jenis yang salah berbahaya ledakan.

Baterai VRLA (valve regulated lead acid) adalah baterai asam timbal tertutup berkatup yang tidak ditambah air. Bab 7 · Otomotif & Mobilitas Listrik tentang baterai traksi dan pengisian mencatat jenis tertutup berkatup lebih peka terhadap pengisian berlebih dan panas, dan bahwa asam timbal melepaskan hidrogen pada tahap gas pengisian.

Toleransi 300 ms penting bila hotel bergantung pada genset. Bab 36 tentang genset, sakelar alih, dan suplai cadangan menghitung suplai genset baru tersedia sekitar 18 detik setelah padam. Tanpa baterai, setiap padam yang lebih lama dari 300 ms membuat sentral mati dan menyala ulang sebelum genset mengambil alih. Kartu SLT dan kartu trunk analog memiliki port alih saat listrik padam (PFT): 2 port pada kartu 8 port dan 4 port pada kartu 16 port. Pengawatan dan perilaku port itu ada di bagian manual yang terpotong dan tidak dibahas.

Pembumian rangka

Setiap catu daya sentral memenuhi kelas keselamatan 1, sehingga ada sambungan bumi proteksi antara bumi kotak kontak dan rumah catu daya. Supaya rangka terbumi, rumah catu daya wajib dikencangkan ke rangka dengan empat sekrup. Kartu juga dikencangkan dengan dua sekrup supaya terbumi.

Manual memberi pembumian rangka sebagai langkah PENTING: rangka sentral disambung ke bumi dengan kawat berinsulasi hijau-kuning berluas lebih dari 0,75 mm² atau 18 AWG. Pembumian yang benar melindungi sentral dari derau luar dan mengurangi risiko sengatan pada pengguna saat petir. Bumi kabel AC membantu tetapi mungkin tidak cukup, sehingga sambungan permanen dari terminal bumi sentral ke bumi wajib dibuat sesuai peraturan setempat.

Bab 29 tentang pembumian dan ikatan ekuipotensial menyatakan warna hijau-kuning hanya untuk konduktor pembumian, proteksi, dan ikatan, dan tidak untuk pembumian fungsional. Karena catu daya berkelas keselamatan 1 dan kawat rangka ikut melindungi orang dari sengatan, kawat itu diperlakukan sebagai konduktor proteksi, sehingga warna hijau-kuning tepat. Steker tiga kawat berpembumian tidak boleh dikalahkan, dan kotak kontak harus berpembumian sesuai aturan.

Penangkap surja saluran

Surja besar dapat terjadi bila petir menyambar kabel telepon 10 m di atas tanah, atau bila saluran telepon bersentuhan dengan saluran daya. Penangkap surja (surge protector) adalah gawai yang dipasang pada trunk untuk mencegah surja berbahaya masuk ke gedung lewat trunk dan merusak sentral serta peralatan yang tersambung. Spesifikasi yang sangat dianjurkan manual: penangkap tiga elektroda, tegangan percik DC 230 V, arus puncak maksimum paling sedikit 10 kA, ditambah pembumian rangka yang benar.

Bab 35 tentang proteksi surja dan petir secara tegas tidak mencakup proteksi surja jaringan data dan telekomunikasi. Aturan pemasangan dari manual:

1. Ekstensi di gedung lain: penangkap surja di kedua gedung, kabel ekstensi ditanam di bawah tanah dan dilindungi konduit. Penangkap untuk ekstensi dan stasiun sel berbeda dari penangkap untuk trunk.
2. Batang bumi penangkap: kawat bumi paling sedikit 1,3 mm²; batang ditanam dekat penangkap; kawat sependek mungkin dan lurus ke batang, tidak melingkari benda lain; batang ditanam paling sedikit 50 cm.
3. Angka di atas hanya anjuran; panjang dan kedalaman batang bergantung pada jenis tanah. Banyak negara mewajibkan proteksi surja, dan peraturan yang berlaku dipatuhi.

Bab 35 tentang proteksi surja dan petir mencatat bahwa PUIL 2020 444.5.1 mengharuskan semua elektrode bumi bangunan diinterkoneksi. Karena itu batang bumi penangkap surja tidak dibiarkan berdiri sendiri, tetapi diikat ke sistem pembumian gedung; caranya ditetapkan perancang instalasi. Bila kabel ekstensi antargedung ditanam dekat kabel daya, Bab 30 tentang pemasangan sistem perkawatan mencatat PUIL 2020 528.2 meminta jarak bebas 100 mm atau pemisah hambat api. Manual juga melarang memasang kabel telepon saat badai petir.

Letak, kabel, dan derau

Manual meminta sentral dijauhkan dari sinar matahari, panas, dingin, lembap, gas belerang (misalnya di daerah mata air panas), getaran, debu, air, dan minyak; dari mesin jahit dan las listrik; dari komputer, peralatan kantor, oven gelombang mikro, dan AC, sebaiknya tidak seruangan; dan paling dekat 1,8 m dari radio dan televisi. Sediakan jarak bebas sekurangnya 20 cm di atas dan 10 cm di samping, jangan menutup lubang atas, dan jangan menumpuk kartu.

Kabel telepon tidak dijalankan sejajar dengan sumber AC atau komputer; bila dekat, kabel dilindungi pipa logam atau dipakai kabel berpelindung yang pelindungnya dibumikan. Kabel di lantai diberi pelindung injak dan tidak di bawah karpet. Sentral tidak berbagi kotak kontak dengan komputer dan peralatan kantor karena derau induksi. Pemisahan sirkit daya dari sirkit komunikasi menurut PUIL ada di Bab 30 tentang pemasangan sistem perkawatan.

Inti ferit dipasang pada kabel kartu digital lewat RJ45 dan pada kabel kartu ekstensi berkonektor 50 pin. Kabel T1, E1, PRI, dan IP dililit sekali dengan ferit 5 cm dari konektor; kabel BRI dipasang ferit sedekat mungkin dengan konektor, dililit sekali bila 1 atau 2 kabel dan cukup dilewatkan bila 3 atau 4 kabel, dengan satu ferit untuk setiap 4 kabel; kabel kartu ekstensi dilewatkan dengan ferit 3 cm dari konektor. Slot kosong ditutup penutup slot untuk mencegah gangguan elektromagnetik, dan tutup depan tetap terpasang selama sentral bekerja. Peran ferit sebagai peredam derau dijelaskan di Bab 83 tentang komponen pasif di papan kendali.

Kartu, ESD, lampu, dan memisahkan gangguan

Kartu opsi boleh dipasang atau dilepas saat DC menyala, kecuali kartu prosesor utama, yang memerlukan DC mati. Komponen papan belakang tidak disentuh; listrik statis dibuang dengan menyentuh bumi atau memakai gelang pembumian (Bab 88 tentang solder dan perbaikan papan). Kartu memori di kartu prosesor wajib terpasang sebelum sistem menyala dan tidak dicabut saat ada daya, karena sistem bisa gagal start saat dinyalakan ulang. Catu daya tidak dipasang atau diganti saat badai petir, di tempat basah, atau sebelum lewat sekurangnya 20 detik setelah AC dan baterai dilepas.

Arti lampu yang ada di bagian manual yang terbaca:

Manual tidak menjelaskan baterai mana yang dipantau lampu alarm baterai di bagian yang terbaca, sehingga keduanya, baterai litium kartu dan baterai cadangan, diperiksa.

Langkah isolasi gangguan dari manual:

1. Bila ada gangguan saluran, lepas sentral dari saluran telepon dan colokkan SLT langsung ke saluran. Bila telepon bekerja normal, sentral tidak disambung ulang sampai diperbaiki pusat servis resmi. Bila telepon itu juga tidak normal, gangguan kemungkinan di jaringan telepon.
2. Bila satu ekstensi tidak bekerja, lepas lalu sambung ulang teleponnya, atau matikan lalu nyalakan sentral. Salah pengawatan juga membuat sentral bekerja tidak benar.
3. Saat memindah unit, sambungan telekomunikasi dilepas sebelum kabel daya, dan kabel daya disambung lebih dulu. Kabel daya adalah alat pemutus utama, sehingga kotak kontak dekat dan mudah dijangkau.

Contoh kerja

Angka dalam contoh di bawah adalah angka latihan, kecuali disebut asalnya. Nilai angka memori dan angka beban, batas kartu, rating catu daya, spesifikasi baterai, tegangan dering, dan syarat penangkap surja serta kawat bumi berasal dari manual di atas.

Contoh 1: hotel 112 kamar. Rak besar memakai 7 kartu SLT 16 port untuk 112 kamar, 1 kartu ekstensi digital untuk 8 telepon digital seri tertentu di meja operator dan kantor, dan VPS 4 port. Angka beban dan angka memori sama-sama $112 + 8 + 4 = 124$, karena kartu digital tanpa SLT tidak dihitung tetapi teleponnya dihitung. Angka 124 tidak melewati 128: kartu perluasan memori tidak wajib, dan catu daya sedang cukup tetapi hampir penuh. Kartu ekstensi berjumlah $7 + 1 = 8$, tepat batas rak besar, dan dengan satu kartu trunk, 9 dari 10 slot terpakai. Satu kartu SLT tambahan tidak mungkin karena batas kartu ekstensi.

Contoh 2: kartu trunk digital dihitung dua. Rak kecil membutuhkan satu kartu E1 dan dua kartu trunk analog 8 port. Hitungannya $2 + 1 + 1 = 4$, tepat batas 4 kartu trunk rak kecil. Kartu trunk kelima akan diabaikan sistem.

Contoh 3: arus masukan catu daya. Pada jala-jala 230 V, rating masukan catu daya besar 2,55 A, atau $230 \times 2{,}55 = 586{,}5$ VA; catu daya sedang 1,4 A atau 322 VA; catu daya kecil 0,8 A atau 184 VA. Pada 100 sampai 130 V, catu daya besar meminta 5,1 A. Angka ini rating pelat, bukan konsumsi rata-rata, dan dipakai untuk memeriksa kotak kontak dan sirkitnya.

Contoh 4: energi baterai cadangan. Tiga baterai 12 V 28 Ah memberi 36 V dan energi nominal

$E = U \times C = 36 \times 28 = 1\,008 \text{ Wh}$

dengan $U$ tegangan rangkaian baterai (V) dan $C$ kapasitas (Ah). Dibagi daya keluaran maksimum catu daya sedang, $1\,008/140{,}4 = 7{,}2$ jam, dan catu daya besar, $1\,008/279 = 3{,}6$ jam. Angka ini batas atas ideal: manual tidak memberi waktu cadangan, efisiensi, atau penurunan kapasitas, dan kapasitas asam timbal turun pada arus besar menurut hubungan Peukert di Bab 7 · Otomotif & Mobilitas Listrik tentang baterai traksi dan pengisian. Waktu cadangan nyata diukur dengan uji padam terkendali oleh penyedia.

Contoh 5: bahaya sentuh di terminal ekstensi. Tegangan dering 75 Vrms memiliki nilai puncak $75 \times \sqrt{2} = 106$ V, dan kendali lampu pesan sampai 160 V. Tegangan dering sudah di atas 50 V, batas tegangan sentuh prospektif konvensional PUIL 2020 yang dibahas di Bab 21 tentang proteksi kejut listrik, dan tegangan lampu pesan lebih tinggi lagi. Dari perbandingan ini, terminal ekstensi diperlakukan bertegangan berbahaya selama sentral bekerja, dan pengawatan dikerjakan dengan sakelar daya dan sakelar baterai mati.

Contoh 6: memeriksa penangkap surja dan kawat bumi. Calon penangkap A: tiga elektroda, percik DC 230 V, arus puncak 20 kA; calon B: dua elektroda, 5 kA. Hanya A yang memenuhi anjuran manual. Kawat 18 AWG sekitar 0,82 mm² cukup untuk bumi rangka (lebih dari 0,75 mm²) tetapi tidak cukup untuk kawat batang bumi penangkap (paling sedikit 1,3 mm²); kawat 1,5 mm² memenuhi keduanya. Batang ditanam 50 cm atau lebih, dekat penangkap, dan diikat ke sistem pembumian gedung (Bab 35 tentang proteksi surja dan petir).

Kondisi berhenti

Hentikan dan serahkan ke penyedia sentral, pusat servis resmi, kontraktor listrik berwenang, atau operator telekomunikasi bila:

1. Kegagalan membuat bagian dalam unit terbuka; cabut kabel daya dan kembalikan ke dealer.
2. Uji SLT langsung menunjukkan saluran normal tetapi sentral bermasalah; sentral tidak disambung ulang sampai diperbaiki pusat servis resmi.
3. Ada badai petir; jangan memasang kabel telepon, catu daya, atau menyentuh terminal tak berinsulasi.
4. Baterai cadangan menggembung, panas, berbau, atau jenis penggantinya tidak sama; bahaya ledakan (Bab 7 · Otomotif & Mobilitas Listrik tentang baterai traksi dan pengisian).
5. Kartu prosesor utama atau kartu memori perlu dicabut; DC harus mati, dan pekerjaan ini milik penyedia.
6. Pembumian rangka atau penangkap surja belum ada; pemasangannya dikerjakan sesuai peraturan oleh pihak berwenang (Bab 35 tentang proteksi surja dan petir).
7. Pekerjaan memerlukan bagian manual yang terpotong, seperti tombol reset, inisialisasi sistem, atau log galat.

Salah tafsir yang sering terjadi

Hubungan dengan bab lain

Bab 29 tentang pembumian dan Bab 35 tentang surja dan proteksi petir menjadi dasar pembumian rangka dan penangkap surja. Bab 88 tentang ESD, Bab 7 · Otomotif & Mobilitas Listrik tentang baterai asam timbal, Bab 30 tentang pemasangan kabel, Bab 21 tentang tegangan sentuh, Bab 36 tentang suplai cadangan, Bab 76 tentang kerja aman, dan Bab 83 tentang ferit melengkapi bagian lain bab ini. Sistem arus lemah lain dibahas di Bab 94 tentang kendali akses pintu dan Bab 95 tentang perekam video jaringan CCTV.

Latihan dan pembahasan

Angka dalam soal dibuat untuk berlatih, kecuali disebut berasal dari manual.