Podstawy telefonii

komutowanej

Wprowadzenie do telefonii

internetowej

mjr dr inż. Tomasz Pałys

Program przedmiotu

S Y L L A B U S_do przedmiotu

Telefonia Internetowa

09:55:49

2

Tematyka wykładu

1.

Wprowadzenie

2.

Sygnalizacja i jej podział,

3.

System sygnalizacji SS7

4.

Komponenty i struktura sieci PSTN

5.

Multipleksacja, TDM

6.

Modulacja kodowo – impulsowa

7.

Usługi sieci PSTN

8.

Podsumowanie

09:55:50

3

Wprowadzenie

Komutowana, publiczna sieć telefoniczna PSTN
(ang. Public Switched Telephone Network) rozwija
się od czasów, gdy Aleksander Bell dokonał
pierwszej transmisji głosu kablem w roku 1876.
Była to transmisja w obwodzie z wyłączonym
dzwonkiem. Oznacza to, że nie trzeba było
wybierać numeru – fizyczny przewód łączył dwa
urządzenia. Zasadniczo jedna osoba podnosiła
słuchawkę, a druga czekała po drugiej stronie.

09:55:51

4

Wprowadzenie

Globalna sieć telekomunikacyjna stanowi jeden z
największych i najbardziej złożonych systemów na
świecie. Sieć ta musi zapewnić milionom
użytkowników przesyłanie informacji pomiędzy
nimi.

Zrealizowanie

tego

zadania

wymaga

współpracy wielu urządzeń w sieci:



central telefonicznych,



routerów,



przełącznic,



systemów transmisyjnych.

09:55:52

5

Sygnalizacja



Bez sygnalizacji sieć telekomunikacyjna byłaby
bezwładnym i pasywnym zbiorem urządzeń.



Proces przekazywania informacji sterujących
nazywa się sygnalizacją.



Zgodnie z definicją ITU – T (ang. International
Telecommunication Union –
Telecommunications Standardization Sector),
sygnalizacja to wymiana informacji (innej niż
mowa) szczególnie związanej z zestawieniem,
rozłączeniem i innym sterowaniem połączenia
oraz zarządzaniem automatyczną siecią
telekomunikacyjną.

09:55:53

6

Podział sygnalizacji

Systemy

sygnalizacji

ewoluowały

w

sieci

telefonicznej wraz z rozwojem i zmianami technik
przesyłania informacji i sposobów sterowania. W
zależności od kryterium podziału sygnalizacji
można

dokonać

w

różny

sposób.

Dwa

najważniejsze kryteria to:



funkcje realizowane przez sygnalizację,



obszary jej funkcjonowania.

09:55:53

7

Podział sygnalizacji

• Sygnalizację nadzorczą

(ang. supervisory signalling);

• Sygnalizację adresową

(ang. address signalling);

• Sygnalizację zarządzającą.

W zależności

od

realizowanyc

h funkcji

• Sygnalizację abonencką

(ang. subscriber signalling);

• Sygnalizację międzycentralowa

(ang. interoffice signalling);

• Sygnalizację wewnątrz centrali

(ang. interoffice signalling).

W zależności

od

funkcjonowa

nia

09:55:54

8

Sygnalizacja abonencka

W analogowym łączu abonenckim są stosowane
dwa systemy sygnalizacji:



impulsowa, nazywana też dedykowaną,



tonowa (

ang.

D

ual

T

one

M

ulti

f

requency Signalling,

DTMF

).

09:55:55

10

Grupa wyższych

częstotliwości [Hz]

1

209

1

336

1

447

1

663

Grup

a

niższ

ych

częst

otliw

ości

[Hz]

697

1

2

3

A

770

4

5

6

B

852

7

8

9

C

941

*

0

#

D

Signalling System No 7

W

sieciach

telekomunikacyjnych

przesyłanie

informacji wiąże się z przesyłaniem informacji
sterujących.

Najbardziej

rozpowszechnionym

obecnie systemem sygnalizacji jest system
sygnalizacji nr 7, oznaczany w skrócie jako SS7
(ang. Signalling System No 7). System po raz
pierwszy

został

znormalizowany

przez

Międzynarodowy Komitet Doradczy do spraw
Telegrafii i Telefonii, znany pod nazwą CCITT
(ang.

Consultative

Committee

International

Telegraph and Telephone).

09:55:56

11

Komponenty sieci PSTN

Infrastruktura telefoniczna rozpoczyna się od
prostej

pary

przewodów

miedzianych

doprowadzonych do gospodarstwa domowego.
Takie fizyczne okablowanie nosi nazwę pętli
lokalnej (ang. local loop). Pętla lokalna fizycznie
łączy telefon domowy z centralą przełącznikową
(przełącznik klasy 5 lub końcowa centrala
przełącznikowa). Ścieżka komunikacyjna między
kilkoma centralami przełącznikowymi zwana jest
łączem głównym (ang. trunk).

09:55:57

12

Sieci wielokątowe

09:55:58

13

Sieci komutowane

09:56:17

14

Struktura sieci PSTN

09:56:30

15

Multipleksacja

W

telekomunikacji

multipleksowanie,

lub

multipleksacja (ang. multiplexing), to metody
realizacji dwóch lub większej liczby kanałów
komunikacyjnych

w

jednym

medium

transmisyjnym (np. para przewodów światłowód,
powietrze,

itp.).

Multipleksowanie

pozwala

ograniczyć

liczbę

stosowanych

mediów

transmisyjnych, zwłaszcza kabli. Multipleksowanie
jako pierwsze zostało wprowadzone w 1910 roku
do przesyłania sygnałów telefonicznych.

09:57:05

16

Multiplekasacja z podziałem czasu

Multipleksowanie z podziałem czasu TDM (ang.
Time Division Multiplexing), polega na tym, że
przesyłane sygnały dzielone są na części, którym
później przypisywane są czasy transmisji. Najpierw
przesyłana jest pierwsza część pierwszego sygnału
potem pierwsza część drugiego sygnału itd. Gdy
zostaną przesłane wszystkie pierwsze części,
przesyłane są części drugie sygnału.
Multipleksowanie tego rodzaju jest odpowiednie
zwłaszcza do przesyłania sygnałów cyfrowych.
Multipleksery cyfrowe łączą na ogół do 16 linii
wejściowych. Technika TDM stosowana jest w
sieciach rozległych.

09:57:06

17

Modulacja kodowo-

impulsowa

Modulacja kodowo-impulsowa PCM (ang. Pulse Code
Modulation), to najpopularniejsza metoda kodowania
analogowego sygnału głosowego do strumienia
cyfrowego. Kolejne etapy to:



filtracja wstępna,



próbkowanie z częstotliwością 8 kHz,



kwantowanie na 256 poziomach się za pomocą 8
b kodu binarnego.

W wyniki tego otrzymuje się cyfrowy sygnał mowy
jakości telefonicznej (pasmo przenoszenia od 300 Hz
do 3400 Hz) zajmujący pasmo 64 kb/s. W Europie
sygnał oznaczany jest E0, zaś w Ameryce jako DS0.

09:57:07

18

Standardowe usługi

telefoniczne

Usługa standardowej telefonii jest powszechnie
nazywana usługą POTS (ang. Plain Old Telephone
Service). Jest to podstawowa usługa telefoniczna,
pozwalająca na realizację analogowych połączeń
telefonicznych. Często w ten sposób nazywana jest
również linia analogowa, w której rozmowy
telefoniczne realizowane są w paśmie 300 ÷ 3400
Hz.

09:57:08

19

Usługi dodatkowe

Obecnie

najbardziej

uniwersalne,

spośród

dodatkowych usług telefonicznych, są funkcje:



standardowe,



CLASS (ang. Custom Local Area Signalling
Service),



poczty głosowej.

09:57:08

20

Funkcje standardowe

09:57:09

21

Funkcje CLASS

09:57:10

22

Funkcje poczty głosowej

Poczta głosowa pozwala usługodawcą oferować
alternatywę dla automatycznych sekretarek.
Istnieją dwie główne usługi poczty głosowej dla
klientów zwykłych i biznesowych:



wiadomości głosowe,



wiadomości faksowe.

09:57:11

23

Podsumowanie



Sieć telekomunikacyjna musi zapewnić milionom
użytkowników przesyłanie informacji pomiędzy
nimi, co wymaga współpracy wielu urządzeń w
sieci:

central

telefonicznych,

routerów,

przełącznic, systemów transmisyjnych.



Proces przekazywania informacji sterujących
nazywa się sygnalizacją. Zgodnie z definicją ITU –
T, sygnalizacja to wymiana informacji (innej niż
mowa) szczególnie związanej z zestawieniem,
rozłączeniem i innym sterowaniem połączenia
oraz

zarządzaniem

automatyczną

siecią

telekomunikacyjną.

09:57:12

24

Podsumowanie



Podział sygnalizacji można dokonać w różny
sposób. Dwa najważniejsze kryteria podziału, to
funkcje realizowane przez sygnalizację oraz
obszary jej funkcjonowania.



Inne kryteria podziału, to:



ze względu na rodzaj sygnału stosowanego do
przesyłania informacji sterujących ,



w zależności od rodzaju kanału
wykorzystywanego do przesyłania informacji
sygnalizacyjnych,



ze względu na współpracę abonenta z centralą.

09:57:12

25

Podsumowanie



Multipleksowanie z podziałem czasu TDM (ang.
Time Division Multiplexing), polega na tym, że
przesyłane sygnały dzielone są na części, którym
później przypisywane są czasy transmisji.



Modulacja kodowo-impulsowa PCM (ang. Pulse
Code Modulation), to najpopularniejsza metoda
kodowania analogowego sygnału głosowego do
strumienia cyfrowego.



POTS (ang. Primary Old Telephone Services) jest to
podstawowa usługa telefoniczna, pozwalająca na
realizację połączeń telefonicznych.



Dodatkowe

usługi

telefoniczne,

to

funkcje:

standardowe, CLASS, poczty głosowej.

09:57:13

26