TSSN - sieci telefoniczne
W tym rozdziale dowiemy się o publicznej komutowanej sieci telefonicznej (PSTN). Ta niezwykła sieć telekomunikacyjna zaliczana jest do osiągnięć w dziedzinie postępu technicznego. Jednak pojawia się kilka problemów, kiedy dochodzimy do tych sieci. Omówimy te problemy w kolejnych sekcjach.
PSTN
Publiczna komutowana sieć telefoniczna jest rozumiana jako zespół światowych sieci telefonicznych z komutacją obwodów, wykorzystywanych do świadczenia publicznej telekomunikacji. Sieci PSTN nazywane są POTS (Plain Old Telephone Systems). Sieci te są obsługiwane regionalnie, lokalnie, na poziomie krajowym i międzynarodowym przy użyciu linii telefonicznych, kabli światłowodowych, mikrofalowych łączy transmisyjnych lub łączności komórkowej.
PSTN składa się z przełączników w scentralizowanych punktach sieci, które działają jako węzły do komunikacji między dowolnym punktem a dowolnym innym punktem w sieci. Wszystkie rodzaje technik przełączania omówione wcześniej, takie jak przełączanie obwodów, przełączanie pakietów i przełączanie komunikatów, są różnymi trybami korzystania z sieci PSTN.
Systemy pętli abonenckich
W ogólnej sieci telefonicznej każdy abonent ma dwie dedykowane linie łączące się z najbliższą centralą, zwaną Loop linestego abonenta. Nazywa się układanie linii do lokali abonenckich z kantoruCabling. Ponieważ trudno jest poprowadzić kable z lokali każdego abonenta do centrali, stosowane są duże kable, którymi doprowadzane są przewody odgałęźne (linie abonenckie) do punktu dystrybucji.
Przewody odgałęźne są połączone z parami przewodów w punkcie dystrybucji, w kablach. Takie kable dystrybucyjne z pobliskiego obszaru geograficznego są podłączane w tym samym punkcie zasilającym, w którym są podłączone do odgałęzionych kabli zasilających, które z kolei są podłączone do głównego kabla zasilającego. Cały proces można zrozumieć za pomocą poniższego rysunku
Pary kabli abonenckich z centrali będą również kończyć się w MDF przez główne kable zasilające, które przenoszą dużą liczbę par przewodów. Te pary abonentów i pary wymiany są połączone ze sobą w MDF za pomocą zworek, co sprawia, że MDF zapewnia elastyczny mechanizm ponownego przydzielania par kabli i numerów abonentów. Oznacza to, że abonentowi, który przenosi się do innej lokalizacji, chociaż znajduje się w tym samym obszarze wymiany, można zezwolić na używanie tego samego numeru za pomocą odpowiedniej zworki, podczas gdy jego stare przewody mogą być używane przez innego abonenta z nowym numerem.
Hierarchia przełączania i routing
Kolejnym ważnym systemem jest hierarchia przełączania i routing linii telefonicznych. Łączność połączeń między różnymi obszarami o różnych centralach odbywa się za pomocątrunk linesmiędzy giełdami. Grupa linii miejskich, które są używane do łączenia różnych central, nazywa sięTrunk Groups.
W procesie łączenia centrali istnieją trzy podstawowe topologie, takie jak
- Topologia siatki
- Topologia gwiazdy
- Hierarchical
Topologia siatki
Topologia siatki, jak sama nazwa wskazuje, to w pełni połączona sieć. Liczba grup łączy w sieci kratowej jest proporcjonalna do kwadratu połączonych centrali. Stąd te topologie siatki są szeroko stosowane w obszarach metropolitalnych, w których występuje duży ruch.
Poniższy rysunek przedstawia, jak wygląda topologia siatki.
Topologia gwiazdy
Topologia gwiazdy jest połączona w kształcie gwiazdy, która wykorzystuje pośrednią wymianę zwaną a tandem exchangeprzez które komunikują się wszystkie inne giełdy. Poniższy rysunek przedstawia model sieci gwiazdowej. Sieć gwiazdowa jest używana, gdy poziomy ruchu są stosunkowo niskie. Wiele sieci gwiazdowych może być używanych przez wzajemne połączenia poprzez dodatkową wymianę tandemową, co prowadzi do dwupoziomowej sieci gwiazdowej, jak pokazano na poniższym rysunku.
Hierarchiczne
Topologia hierarchiczna służy do obsługi dużego ruchu przy minimalnej liczbie grup łączy. Ruch przepływa przezFinal routektóry jest najwyższym poziomem hierarchii. Jeżeli natężenie ruchu między jakąkolwiek parą central jest duże, można ustanowić między nimi bezpośrednie trasy magistrali, jak zaznaczono liniami przerywanymi na poniższym rysunku. Te bezpośrednie trasy magistrali toHigh Usage routes. Wszędzie tam, gdzie istnieją te trasy o dużym natężeniu ruchu, przepływa przez nie ruch. Tutaj przepełniony ruch jest kierowany wzdłuż ścieżki hierarchicznej. Z końcowej trasy nie jest dozwolony ruch przelewowy.
Aby zdecydować o routingu dla określonego połączenia, stosuje się trzy następujące metody:
- Routing w całości
- Routing na własnej wymianie
- Routing sterowany komputerowo
Plan transmisji
Przesyłanie sygnałów przez kable powinno być wysokiej jakości, aby zapewnić lepszą komunikację. Połączenia transmisyjne między obwodami krajowymi i międzynarodowymi powinny być lepiej połączone w tandemie w celu nawiązywania połączeń.
Aby mieć wysokie standardy jakości, CCITT przedstawił następujące wytyczne -
Maksymalna liczba obwodów używanych w połączeniu międzynarodowym wynosi 12.
Nie więcej niż cztery obwody międzynarodowe mogą być używane równolegle między początkowymi i końcowymi międzynarodowymi centrami przełączającymi.
W wyjątkowych przypadkach i przy małej liczbie wywołań całkowita liczba obwodów może wynosić 14, ale nawet w tym przypadku obwody międzynarodowe są ograniczone do maksymalnie czterech.
Wraz z ograniczeniem liczby wymaganych obwodów, należy również zminimalizować straty, takie jak utrata linii lub przewodów oraz utrata przełącznika lub styku. Aspekty te mieszczą się w budżecie strat transmisji, który obejmuje takie czynniki, jak utrzymywanie poziomów echa w granicach i kontrolowanie śpiewu.
Ze względu na duże odległości obwody wymagają wzmacniaczy i repeaterów w odpowiednich odstępach czasu w celu wzmocnienia sygnałów. Na interfejsach linii abonenckiej występuje niezgodność; Powoduje to odbijanie części przychodzącego sygnału na obwód wyjściowy, który wraca do głośnika jakoEcho. Obwody tłumiące lub eliminujące echo służą do minimalizowania efektu echa. Tłumienie sygnału i echo są głównymi stratami w liniach przesyłowych, obok strat na stykach i przewodach.
Systemy transmisji
Istnieją różne typy systemów transmisji, takie jak systemy radiowe, systemy kabli koncentrycznych i systemy światłowodowe. Wraz ze wzrostem odległości transmisji zmienia się również sposób transmisji.
Transmisja sygnału przeszła od transmisji przewodowej do bezprzewodowej. Systemy radiowe zapewniają transmisję bezprzewodową, systemy kabli koncentrycznych umożliwiają przesyłanie sygnału przewodem, a systemy światłowodowe zapewniają komunikację za pomocą światłowodów.
W zależności od mechanizmu propagacji sygnału, komunikacja radiowa ma cztery rodzaje komunikacji, takie jak:
- Skywave lub komunikacja jonosferyczna
- Komunikacja mikrofalowa w linii wzroku (LOS) ograniczona horyzontem
- Komunikacja w troposferycznym rozproszeniu
- Komunikacja satelitarna
Plan numeracji
Na wczesnych etapach rozwoju schemat numeracji ograniczał się do małej pojedynczej giełdy, która łączyła się z innymi centralami poprzez identyfikowanie ich z nazwami miast, w których się znajdowały. Ale wraz ze wzrostem liczby abonentów wprowadzono wiele giełd.
Duża centralna giełda, która obsługuje główne centrum biznesowe miasta, można nazwać Main Exchange a mniejsze giełdy obsługujące różne miejscowości nazywane są Satellite Exchanges. Obszar zawierający całą sieć centrali głównej i satelitów jest znany jakoMulti-exchange area. Wymagany był wspólny schemat numeracji do identyfikacji lokalizacji centrali abonenta wywoływanego, zwłaszcza gdy połączenie odbywa się z lokalizacji poza obszarem wielu centrali.
Wspólny schemat numeracji nazywa się Linked Numbering Scheme, gdzie wszystkie giełdy w mieście były zbiorczo identyfikowane za pomocą nazwy miasta. Wraz z wprowadzeniemSubscriber Trunk Dialing (STD) lub Direct Distance Dialing(DDD) w przypadku komunikacji międzymiastowej i międzymiastowej na duże odległości obszarom z wieloma wymianami przydzielono również niepowtarzalny numer identyfikacyjny. Aby umożliwić komunikację na bardzo duże odległości, międzynarodowe wybieranie numeru nazywa sięInternational Subscriber Dialing (ISD), gdzie powstał międzynarodowy plan numeracji i krajowy plan numeracji.
Rodzaje planów numeracji
W tej sekcji omówimy plany numeracji sieci telefonicznych. Plany opisano w skrócie poniżej -
Otwórz plan numeracji
Nazywa się to również Non-Uniform Numbering Plan i pozwala na duże zróżnicowanie liczby cyfr, które mają być użyte do identyfikacji abonenta w obszarze wielu wymian lub w kraju.
Plan numeracji półotwartej
Ten plan zezwala na różnice długości liczb o prawie jedną lub dwie cyfry. Półotwarty plan numeracji jest powszechnie używany w krajach takich jak Indie, Szwecja, Szwajcaria i Wielka Brytania.
Zamknięty plan numeracji
Nazywa się to również Uniform Numbering Plangdzie liczba cyfr w numerze abonenta jest stała. Jest to używane w kilku krajach, takich jak Francja, Belgia, Kanada, Hawaje oraz w kilku częściach USA.
Międzynarodowy plan numeracji lub światowy plan numeracji został zdefiniowany przez CCITT. Ze względów numeracyjnych świat jest podzielony na strefy. Poniższy rysunek przedstawia strukturę numeru telefonu.
Numer krajowy składa się z trzech części. Części są opisane poniżej -
Numer kierunkowy lub numer kierunkowy
Ten kod identyfikuje określony obszar numeracyjny lub obszar wielu wymian wywoływanego abonenta. To właśnie za pomocą tego kodu ustalane jest trasowanie połączenia miejskiego i pobierane za nie.
Kod wymiany
Ten kod identyfikuje konkretną wymianę w obszarze numeracji. Określa routing dla przychodzącego połączenia miejskiego z innego obszaru numeracyjnego lub dla połączenia pochodzącego z jednej centrali i skierowanego do innej w tym samym obszarze numeracyjnym.
Numer linii abonenta
Służy do wyboru wywoływanej linii abonenckiej w centrali końcowej. Kombinacja kodu wymiany i numeru linii abonenta jest nazywana w terminologii CCITT numerem linii abonenckiej.
Plan ładowania
Opłaty za połączenia naliczane są zgodnie z rozliczeniem przez instrument pomiarowy podłączony do każdej linii abonenckiej lub zgodnie z rejestrem liczników przypisanym każdemu abonentowi w przypadku central elektronicznych. ZAmeter zlicza liczbę jednostek ładujących, a ta liczba jest zwiększana przez wysłanie pulsedo licznika. Za liczbę jednostek, które odczytuje licznik, podnosi się rachunek poprzez przypisanie stawki jednostce rozliczeniowej.
Poszczególne połączenia mogą być rozliczane na podstawie następujących kategorii.
- Czas niezależnego ładowania
- Ładowanie zależne od czasu trwania
Opłaty za połączenia lokalne w obrębie obszaru numeracyjnego są zwykle naliczane na podstawie niezależnych od czasu trwania. Dla ładowania zależnego od czasu trwania licznik zaczyna narastać, gdy wywoływany abonent odbierze telefon. W zależności od liczby wymian zaangażowanych w zestawienie połączenia, do licznika ładowania wysyłany jest więcej niż jeden impuls, który jest nazywanyMulti-Metering. Częstotliwość pulsu pomiarowego rośnie na minutę wraz z odległością między wywoływanymi a wywołującymi abonentami.