В этой главе мы узнаем о телефонной сети общего пользования (PSTN). Эта необычная телекоммуникационная сеть считается одним из достижений в области технического прогресса. Однако, когда мы входим в эти сети, возникают некоторые проблемы. Мы обсудим эти проблемы в наших последующих разделах.
PSTN
Коммутируемая телефонная сеть общего пользования понимается как совокупность мировых телефонных сетей с коммутацией каналов, используемых для обеспечения телекоммуникаций общего пользования. Сети PSTN называются POTS (простые старые телефонные системы). Эти сети эксплуатируются на региональном, местном, национальном и международном уровнях с использованием телефонных линий, оптоволоконных кабелей, линий микроволновой передачи или сотовой связи.
PSTN состоит из коммутаторов в централизованных точках сети, которые действуют как узлы для связи между любой точкой и любой другой точкой в сети. Все типы методов коммутации, обсужденные ранее, такие как коммутация каналов, коммутация пакетов и коммутация сообщений, являются различными режимами использования PSTN.
Абонентские системы Loop
В обычной телефонной сети каждый абонент имеет две выделенные линии, соединяющиеся с ближайшей коммутационной станцией, которые называются линиями шлейфа этого абонента. Прокладка линий к абонентским помещениям от обменного пункта называется каблированием . Поскольку трудно проложить кабели от помещений каждого абонента до станции обмена, используются большие кабели, по которым отводные провода (абонентские линии) доставляются в точку распределения.
Отводные провода подключаются к парам проводов в точке распределения в кабелях. Такие распределительные кабели из близлежащего географического района соединяются в той же точке подключения, где они подключаются к ответвительным питающим кабелям, которые, в свою очередь, подключаются к главному питающему кабелю. Весь этот процесс можно понять с помощью следующего рисунка
Абонентские кабельные пары от станции также заканчиваются на MDF через основные фидерные кабели, которые несут большое количество проводных пар. Эти пары абонентов и пары обмена соединены в MDF с помощью перемычек, что делает MDF гибким механизмом перераспределения пар кабелей и номеров абонентов. Это означает, что абоненту, который переходит в другое место, хотя и в той же зоне обмена, может быть разрешено использовать тот же номер, используя соответствующую перемычку, в то время как его старые контактные провода могут использоваться другим абонентом с новым номером.
Переключение иерархии и маршрутизации
Следующая важная система в этом — иерархия коммутации и маршрутизация телефонных линий. Взаимосвязанность вызовов между различными областями, имеющими разные обмены, осуществляется с помощью магистральных линий между обменами. Группа магистральных линий, которые используются для соединения различных станций, называется магистральными группами.
В процессе объединения обменов существуют три основные топологии, такие как
- Топология сетки
- Топология звезды
- иерархическая
Топология сетки
Сетчатая топология, как следует из названия, является полностью связной сетью. Количество групп соединительных линий в ячеистой сети пропорционально квадрату соединяемых обменов. Следовательно, эти сетчатые топологии широко используются в городских районах с интенсивным движением.
На следующем рисунке показано, как выглядит топология сетки.
Топология звезды
Топология звезды связана в форме звезды, которая использует промежуточный обмен, называемый тандемным обменом, через который связываются все другие обмены. На приведенном ниже рисунке показана модель звездной сети. Звездная сеть используется, когда уровни трафика сравнительно низкие. Многие звездные сети могут быть использованы путем соединения через дополнительный тандемный обмен, что приводит к двухуровневой звездной сети, как показано на следующем рисунке.
иерархическая
Иерархическая топология используется для обработки интенсивного трафика с минимальным количеством групп соединительных линий. Трафик проходит через последний маршрут, который является высшим уровнем иерархии. Если интенсивность трафика между какой-либо парой обменов высока, между ними могут быть установлены прямые магистральные маршруты, как показано пунктирными линиями на рисунке ниже. Эти прямые магистральные маршруты являются маршрутами с высокой интенсивностью использования . Везде, где существуют эти маршруты с интенсивным использованием, трафик проходит через них. Здесь переполненный трафик направляется по иерархическому пути. Переполнение трафика с последнего маршрута не допускается.
Чтобы определить маршрутизацию для конкретного соединения, используются следующие три метода:
- Правильная маршрутизация
- Собственная биржа маршрутизации
- Управляемая компьютером маршрутизация
План передачи
Передача сигналов через кабели должна быть высокого качества, чтобы обеспечить лучшую связь. Линии передачи между национальными и международными каналами должны быть лучше соединены в тандеме для установления вызовов.
Чтобы иметь высокие стандарты качества, CCITT выдвинул следующие рекомендации:
-
Максимальное количество каналов для международного вызова — 12.
-
Не более четырех международных каналов должны использоваться в тандеме между исходным и оконечным международными коммутационными центрами.
-
В исключительных случаях и при небольшом количестве вызовов общее количество каналов может составлять 14, но даже в этом случае международные каналы ограничиваются максимум четырьмя.
Максимальное количество каналов для международного вызова — 12.
Не более четырех международных каналов должны использоваться в тандеме между исходным и оконечным международными коммутационными центрами.
В исключительных случаях и при небольшом количестве вызовов общее количество каналов может составлять 14, но даже в этом случае международные каналы ограничиваются максимум четырьмя.
Наряду с ограничением количества требуемых цепей, потери, такие как потери в линии или потери в проводе, а также потери в коммутаторе или потери контакта, также должны быть минимизированы. Эти аспекты подпадают под бюджет потерь при передаче, который предусматривает такие факторы, как поддержание уровней эхо-сигналов в определенных пределах и контроль пения.
Из-за больших расстояний схемам необходимы усилители и повторители с соответствующими интервалами для усиления сигналов. На интерфейсах абонентской линии происходит несоответствие; это приводит к отражению части входящего сигнала на исходящую цепь, которая возвращается к динамику как эхо . Схемы подавления эха или подавления используются для минимизации эффекта эха. Затухание сигнала и эхо-сигналы являются основными потерями в линиях передачи наряду с потерями на контактах и проводах.
Системы передачи
Существуют различные типы систем передачи, такие как системы радиосвязи, коаксиальные кабельные системы и волоконно-оптические системы. По мере увеличения длины дальности передачи режим передачи также изменяется.
Передача сигнала продвинулась от проводной передачи к беспроводной передаче. Радиосистемы обеспечивают беспроводную передачу, коаксиальные кабельные системы позволяют передавать сигнал по проводам, а оптоволоконные системы обеспечивают связь по оптическим волокнам.
В зависимости от механизма распространения сигнала радиосвязь имеет четыре разновидности связи, например:
- Skywave или ионосферная связь
- СВЧ-линия прямой видимости (LOS) ограничена горизонтом
- Связь тропосферного рассеяния
- Спутниковая связь
План нумерации
На ранних этапах развития схема нумерации ограничивалась небольшой единой биржей, которая использовалась для связи с другими биржами путем идентификации их с названиями городов, в которых они находились. Но с увеличением числа подписчиков было введено множество обменов.
Большую центральную биржу, которая обслуживает главный деловой центр города, можно назвать главной, а меньшие, обслуживающие различные населенные пункты, называют спутниковыми . Область, содержащая полную сеть основного обмена и спутников, известна как область множественного обмена . Общая схема нумерации требовалась для определения местоположения обмена вызываемого абонента, особенно когда вызов осуществляется из местоположения за пределами зоны многократного обмена.
Общая схема нумерации называется « Схема связанной нумерации» , где все обмены в городе были совместно идентифицированы по названию города. С введением Абонентского Абонентского набора (STD) или Прямого набора на расстоянии (DDD) для междугородной и междугородной междугородной связи зонам Многообмена также был присвоен уникальный идентификационный номер. Для обеспечения возможности очень междугородной связи был введен международный набор, называемый международной абонентской связью (ISD), где появились план международной нумерации и национальный план нумерации.
Типы планов нумерации
В этом разделе мы обсудим планы нумерации для телефонных сетей. Планы описаны вкратце ниже —
План открытой нумерации
Это также называется планом неоднородной нумерации, и он позволяет широко варьировать количество цифр, которые будут использоваться для идентификации абонента в зоне многообмена или в пределах страны.
Полуоткрытый план нумерации
Этот план позволяет длинам номеров различаться почти на одну или две цифры. Полуоткрытый план нумерации обычно используется в таких странах, как Индия, Швеция, Швейцария и Великобритания.
Закрытый план нумерации
Это также называется планом унифицированной нумерации, в котором количество цифр в номере абонента является фиксированным. Это используется в нескольких странах, таких как Франция, Бельгия, Канада, Гавайи и в некоторых частях США.
Международный план нумерации или всемирный план нумерации был определен CCITT. В целях нумерации мир делится на зоны. На следующем рисунке показана структура телефонных номеров.
Национальный номер состоит из трех частей. Части описаны ниже —
Код города или код магистрали
Этот код идентифицирует конкретную зону нумерации или зону множественного обмена вызываемого абонента. Именно с этим кодом определяется и оплачивается маршрутизация для вызова по внешней линии.
Код обмена
Этот код идентифицирует конкретный обмен в области нумерации. Он определяет маршрутизацию для входящего вызова по внешней линии из другой области нумерации или для вызова, исходящего из одного обмена и предназначенного для другого в той же области нумерации.
Номер абонентской линии
Он используется для выбора вызываемой абонентской линии на оконечной станции. Комбинация кода обмена и номера абонентской линии называется номером абонентской линии в терминологии CCITT.
План зарядки
Звонки тарифицируются согласно счетчику, подключенному к каждой абонентской линии, или счетчику, который назначается каждому абоненту в случае электронных обменов. Счетчик считает количество зарядных устройств, и этот счетчик увеличивается путем отправки импульса на счетчик. Счетчик считывает, что за количество единиц взимается плата, назначая тариф зарядному устройству.
Отдельные звонки можно оплачивать по следующим категориям.
- Продолжительность независимой зарядки
- Зависимость от продолжительности зарядки
Местные звонки внутри зоны нумерации обычно оплачиваются независимо от продолжительности. Для зависящей от продолжительности зарядки счетчик начинает увеличиваться, как только вызываемый абонент отвечает на вызов. В зависимости от количества станций, участвующих в настройке вызова, на счетчик заряда отправляется более одного импульса, который называется Multi-Metering . Частота импульсов измерения продолжает увеличиваться в минуту с расстоянием между вызываемым и вызывающим абонентами.