TSSN - Reti telefoniche
In questo capitolo impareremo a conoscere la rete telefonica pubblica (PSTN). Questa straordinaria rete di telecomunicazioni è considerata una delle conquiste nel campo del progresso tecnologico. Tuttavia, quando si tratta di queste reti sorgono alcuni problemi. Discuteremo questi problemi nelle nostre sezioni successive.
PSTN
La rete telefonica pubblica a commutazione è intesa come un aggregato di reti telefoniche a commutazione di circuito del mondo, utilizzate per fornire telecomunicazioni pubbliche. Le reti PSTN sono chiamate POTS (Plain Old Telephone Systems). Queste reti sono gestite a livello regionale, locale, nazionale e internazionale utilizzando linee telefoniche, cavi in fibra ottica, collegamenti di trasmissione a microonde o comunicazioni cellulari.
PSTN è costituito da switch in punti centralizzati sulla rete, che fungono da nodi per la comunicazione tra qualsiasi punto e qualsiasi altro punto della rete. Tutti i tipi di tecniche di commutazione discussi in precedenza, come commutazione di circuito, commutazione di pacchetto e commutazione di messaggi, sono modalità diverse di utilizzo della rete PSTN.
Sistemi di loop per abbonati
In una rete telefonica generale, ogni abbonato dispone di due linee dedicate che si collegano alla centrale di commutazione più vicina, denominate Loop linesdi quell'abbonato. Viene chiamata la posa delle linee ai locali dell'abbonato dall'ufficio di cambioCabling. Poiché è difficile far passare i cavi dai locali di ciascun abbonato alla centrale, vengono utilizzati cavi di grandi dimensioni attraverso i quali i cavi di derivazione (linee di abbonato) vengono portati a un punto di distribuzione.
I fili di derivazione sono collegati a coppie di fili nel punto di distribuzione, nei cavi. Tali cavi di distribuzione dalla vicina area geografica sono collegati in uno stesso punto di alimentazione dove sono collegati ai cavi di alimentazione di diramazione che a loro volta sono collegati al cavo di alimentazione principale. L'intero processo può essere compreso con l'aiuto della figura seguente
Anche le coppie di cavi dell'abbonato dalla centrale terminano in MDF attraverso i cavi di alimentazione principale che trasportano un numero elevato di coppie di fili. Queste coppie di abbonati e coppie di scambio sono interconnesse all'MDF utilizzando ponticelli, il che rende MDF un meccanismo flessibile per riallocare coppie di cavi e numeri di abbonati. Ciò significa che un abbonato che si sposta in una posizione diversa sebbene nella stessa area di scambio, può essere autorizzato a utilizzare lo stesso numero utilizzando un ponticello appropriato, mentre i suoi vecchi cavi di derivazione possono essere utilizzati da un altro abbonato con un nuovo numero.
Cambio di gerarchia e instradamento
Il prossimo sistema importante in questo è la gerarchia di commutazione e l'instradamento delle linee telefoniche. L'interconnettività delle chiamate tra diverse aree con diversi scambi viene eseguita con l'aiuto ditrunk linestra gli scambi. Il gruppo di linee urbane utilizzate per interconnettere diversi centralini è denominatoTrunk Groups.
Nel processo di interconnessione degli scambi, ci sono tre topologie di base, come
- Topologia mesh
- Topologia a stella
- Hierarchical
Topologia mesh
La topologia mesh, come suggerisce il nome, è una rete completamente connessa. Il numero di fasci di linee in una rete mesh è proporzionale al quadrato delle centrali che vengono interconnesse. Pertanto, queste topologie mesh sono ampiamente utilizzate nelle aree metropolitane in cui è presente un traffico intenso.
La figura seguente mostra l'aspetto di una topologia mesh.
Topologia a stella
La topologia a stella è collegata a forma di stella, che utilizza uno scambio intermedio chiamato a tandem exchangeattraverso il quale comunicano tutti gli altri scambi. La figura sotto mostra il modello di una rete a stella. La rete a stella viene utilizzata quando i livelli di traffico sono relativamente bassi. Molte reti a stella possono essere utilizzate interconnettendosi tramite uno scambio tandem aggiuntivo, portando a una rete a stella a due livelli come mostrato nella figura seguente.
Gerarchico
La topologia gerarchica viene utilizzata per gestire il traffico intenso con un numero minimo di fasci di linee. Il traffico scorre attraverso ilFinal routeche è il più alto livello di gerarchia. Se l'intensità del traffico tra una qualsiasi coppia di centrali è elevata, è possibile stabilire percorsi di interscambio diretti tra di loro come indicato dalle linee tratteggiate nella figura sotto riportata. Queste linee di collegamento dirette sonoHigh Usage routes. Ovunque esistano questi percorsi ad alto utilizzo, il traffico li attraversa. Qui, il traffico in overflow viene instradato lungo il percorso gerarchico. Nessun traffico in eccesso è consentito dal percorso finale.
Per decidere l'instradamento su una particolare connessione, vengono utilizzati i seguenti tre metodi:
- Instradamento diretto
- Instradamento di scambio proprio
- Instradamento controllato da computer
Piano di trasmissione
La trasmissione dei segnali attraverso i cavi dovrebbe essere di alta qualità per garantire una migliore comunicazione. I collegamenti di trasmissione tra i circuiti nazionali e internazionali dovrebbero essere migliori da collegare in tandem per stabilire chiamate.
Per avere standard di qualità elevati, le seguenti linee guida sono state avanzate dal CCITT:
Il numero massimo di circuiti da utilizzare in una chiamata internazionale è 12.
Non più di quattro circuiti internazionali possono essere utilizzati in tandem tra i centri di commutazione internazionali di origine e di terminazione.
In casi eccezionali e per un numero ridotto di chiamate il numero totale dei circuiti può essere 14, ma anche in questo caso i circuiti internazionali sono limitati ad un massimo di quattro.
Oltre a limitare il numero di circuiti necessari, è necessario ridurre al minimo anche le perdite come la perdita di linea o di filo e di commutazione o di contatto. Questi aspetti rientrano nel budget di perdita di trasmissione, che prevede fattori come il mantenimento dei livelli di eco entro i limiti e il controllo del canto.
A causa delle lunghe distanze, i circuiti necessitano di amplificatori e ripetitori a intervalli appropriati per amplificare i segnali. Sulle interfacce della linea dell'abbonato, si verifica una mancata corrispondenza; ciò si traduce nel riflettere una parte del segnale in ingresso sul circuito in uscita, che ritorna all'altoparlante comeEcho. Il soppressore dell'eco o i circuiti di cancellazione vengono utilizzati per ridurre al minimo l'effetto dell'eco. L'attenuazione del segnale e l'eco sono le principali perdite nelle linee di trasmissione insieme alle perdite di contatto e di filo.
Sistemi di trasmissione
Esistono diversi tipi di sistemi di trasmissione come i sistemi radio, i sistemi di cavi coassiali e i sistemi in fibra ottica che sono i più importanti. All'aumentare della lunghezza della distanza di trasmissione, viene modificata anche la modalità di trasmissione.
La trasmissione del segnale è avanzata dalla trasmissione via cavo alla trasmissione wireless. I sistemi radio forniscono la trasmissione wireless, i sistemi di cavi coassiali consentono la trasmissione del segnale attraverso fili ei sistemi in fibra ottica forniscono la comunicazione attraverso fibre ottiche.
A seconda del meccanismo di propagazione del segnale, la comunicazione radio ha quattro varietà di comunicazione, come:
- Skywave o comunicazione ionosferica
- Comunicazione a microonde in linea di vista (LOS) limitata dall'orizzonte
- Comunicazione troposferica a dispersione
- Comunicazione satellitare
Piano di numerazione
Nelle prime fasi di sviluppo lo schema di numerazione era circoscritto ad una piccola centrale unica, che si collegava alle altre centrali identificandole con i nomi dei comuni in cui si trovavano. Ma con l'aumento del numero di abbonati, sono stati introdotti molti scambi.
Un grande scambio centrale che serve il principale centro commerciale di una città, può essere chiamato il Main Exchange e gli scambi più piccoli che servono diverse località sono chiamati Satellite Exchanges. L'area contenente la rete completa della centrale e dei satelliti è denominataMulti-exchange area. Era necessario uno schema di numerazione comune per identificare l'ubicazione del centralino dell'abbonato chiamato, specialmente quando la chiamata proviene da una posizione al di fuori dell'area Multi-exchange.
Lo schema di numerazione comune è chiamato Linked Numbering Scheme, dove tutti gli scambi in una città erano identificati collettivamente dal nome della città. Con l'introduzione diSubscriber Trunk Dialing (STD) o Direct Distance Dialing(DDD) per le comunicazioni interurbane e interurbane a lunga distanza, alle aree Multi-exchange è stato assegnato anche un numero di identificazione univoco. Per rendere possibili comunicazioni a lunghissima distanza, il numero internazionale chiamatoInternational Subscriber Dialing (ISD) è stato introdotto, dove sono nati il piano di numerazione internazionale e il piano di numerazione nazionale.
Tipi di piani di numerazione
In questa sezione, discuteremo i piani di numerazione per le reti telefoniche. I piani sono descritti brevemente di seguito:
Piano di numerazione aperto
Questo è anche chiamato Non-Uniform Numbering Plan e consente un'ampia variazione nel numero di cifre da utilizzare per identificare un abbonato all'interno di un'area multi-scambio o all'interno di un paese.
Piano di numerazione semiaperto
Questo piano consente alle lunghezze dei numeri di differire di quasi una o due cifre. Il piano di numerazione semi-aperto è comunemente utilizzato in paesi come India, Svezia, Svizzera e Regno Unito.
Piano di numerazione chiuso
Questo è anche chiamato Uniform Numbering Plandove il numero di cifre in un numero di abbonato è fisso. Questo viene utilizzato in alcuni paesi come Francia, Belgio, Canada, Hawaii e in alcune parti degli Stati Uniti.
Il CCITT ha definito un piano di numerazione internazionale o un piano di numerazione mondiale. Ai fini della numerazione, il mondo è diviso in zone. La figura seguente indica la struttura del numero di telefono.
Un numero nazionale è composto da tre parti. Le parti sono descritte di seguito:
Il prefisso o il prefisso
Questo codice identifica una particolare area di numerazione o l'area multi-centrale dell'abbonato chiamato. È con questo codice che viene determinato e addebitato l'instradamento di una chiamata su linea esterna.
Codice di scambio
Questo codice identifica un particolare scambio all'interno di un'area di numerazione. Determina l'instradamento per una chiamata su linea esterna in entrata da un'altra area di numerazione o per una chiamata proveniente da una centrale e destinata a un'altra nella stessa area di numerazione.
Numero di linea dell'abbonato
Viene utilizzato per selezionare la linea dell'abbonato chiamato sulla centrale di terminazione. La combinazione del codice di centralino e del numero della linea dell'abbonato viene chiamata numero della linea dell'abbonato nella terminologia CCITT.
Piano di ricarica
Le chiamate vengono addebitate come contabilizzato dallo strumento di misura collegato a ciascuna linea di abbonato o secondo un registro di conteggio assegnato a ciascun abbonato in caso di centrali elettroniche. UNmeter conta il numero di unità di addebito e tale conteggio viene incrementato inviando un file pulseal metro. Per il numero di unità, si legge sul contatore, viene alzata una bolletta assegnando una tariffa all'unità di tariffazione.
Le singole chiamate possono essere addebitate in base alle seguenti categorie.
- Ricarica indipendente dalla durata
- Carica dipendente dalla durata
Le chiamate locali all'interno di un'area di numerazione vengono solitamente addebitate in base alla durata. Per l'addebito in base alla durata, il contatore inizia a incrementare non appena l'utente chiamato risponde alla chiamata. A seconda del numero di centralini coinvolti nell'impostazione di una chiamata, più di un impulso viene inviato al contatore di ricarica, che viene chiamatoMulti-Metering. La frequenza degli impulsi di misurazione continua ad aumentare al minuto con la distanza tra l'utente chiamato e l'utente chiamante.