Телефония и связь Организация телефонных сетей

Автор: К. Галичский
(актуализация by iv)​

1.1 Телефонная сеть общего пользования

Кому – таторы, а кому – ляторы
(вывеска на автомагазине)​

В мире существует примерно миллиард телефонных аппаратов, если не считать мобильных. Поэтому совершенно нереально протянуть линии связи так, чтобы связать каждый аппарат с каждым (рис. 1.1). Тем не менее, ничто не мешает нам совершать звонки с любого телефона на практически любой другой в мире (за исключением экзотических случаев закрытых сетей, типа правительственной связи).

Рис. 1.1. «Паутина»​

Однако и не надо связывать каждый телефон с каждым, поскольку никогда не нужно говорить со всеми абонентами в мире одновременно. Поэтому достаточно протянуть ровно одну телефонную линию к каждому абоненту, а задачу по их временному соединению, то есть по коммутации линий, возложить на одно общее устройство – автоматическую телефонную станцию (АТС).

Рис. 1.2. «Звезда»​

Однако с помощью одной АТС (рис. 1.2) невозможно справиться со всеми телефонами в мире сразу, да и было бы довольно дорого прокладывать телефонные линии со всего мира в одну точку Земного шара. Наличие большого количества АТС легко решает эту проблему.

Но и тут незадача: как обеспечить связь между всеми сотнями тысяч АТС, существующими в мире? Соединение по принципу «каждая с каждой» в принципе годится в масштабах населённого пункта (хотя, например, в Москве имеется несколько сотен АТС – а это довольно много). На самом деле, устройство крупной городской сети намного сложнее: помимо собственно АТС, там имеются еще и так называемые узлы входящей и исходящей связи (в Москве таких телефонных узлов 10), резко сокращающие число линий, необходимых в масштабах мегаполиса. Но для примерного представления о «кухне» телефонной связи это будет уже, пожалуй, слишком подробно. Итак, будем для простоты считать, что городская сеть – это множество АТС, связанных по принципу «каждая с каждой», к которым, в свою очередь, подключаются абоненты (рис. 1.3).

Рис. 1.3. «Паутина» из «звезд»​

Теперь возникает задача связать между собой отдельные телефонные сети населённых пунктов между собой. Для этого в каждом из населённых пунктов вводится междугородная АТС, соединённая с каждой из обычных, «городских» АТС. Междугородные АТС всех населённых пунктов связываются между собой (опять-таки позволим себе такое упрощение), по тому же принципу «каждая с каждой» (рис. 1.4).

Рис. 1.4. «Паутина» на междугородном уровне​

Итак, мы добрались до уровня национальной телефонной сети. Очевидно, что телефонные сети всех стран входят в общую международную сеть, окончательно решая грандиозную проблему связи всех телефонов в мире между собой.

Абонентские устройства

К АТС можно подключать не только телефонные аппараты, но и факс-машины, модемы, автоответчики и т. д. (рис. 1.5). Все эти устройства будем обобщённо называть абонентскими устройствами.

Рис. 1.5. Абонентские устройства​

Виды линий

Различают два основных вида линий, соединяющих узлы телефонной сети, то есть абонентские устройства и АТС: абонентские линии (АЛ) и соединительные линии (СЛ). Как нетрудно догадаться из названия, первые служат для подключения абонентских устройств к АТС, а вторые – для соединения АТС между собой.

В англоязычной литературе абонентские линии называют CO line (Central Office line, то есть «линия, протянутая в центральный офис»).

Адресация в телефонных сетях

– Поедемте в нумера!
(Киса Воробьянинов)​

Каждому абоненту телефонной сети назначается его уникальный адрес – телефонный номер. Число цифр в номере обычно зависит от размеров населённого пункта; причем для звонков в другие населённые пункты обычно используются более длинные номера. Система правил, описывающих образование телефонных номеров, называется номерным планом. Каждая телефонная сеть имеет свой собственный номерной план: для звонка одному и тому же абоненту из разных сетей необходимо набирать разные номера. Например, для звонка на московский номер 788‑0705 из Москвы достаточно набрать просто 788‑0705, а из С.‑Петербурга необходимо набирать 8‑гудок-495-788‑0705.

В принципе, абонент (обычно это организация) может иметь и несколько номеров: звонок на любой из этих номеров будет попадать на линии абонента (так называемая услуга DID). При этом абонент может иметь несколько телефонных линий (многоканальный телефон), каждая из которых может использоваться для соединения независимо от набранного номера. Аппаратура на стороне абонента получает вместе со звонком информацию о набранном номере и может предпринимать те или иные действия в зависимости от этого номера.

Таким образом, число линий и число номеров не всегда совпадает (зачем это нужно, будет рассказано чуть ниже).

Некоторые номера могут не соответствовать реальным абонентам, а представлять тот или иной автоматический сервис (например, автоматическую справочную).

Telco

Эксплуатацией общедоступных телефонных сетей разного уровня занимаются так называемые телефонные компании. Они непосредственно предоставляют те или иные услуги телефонной связи своим клиентам.

Некоторые фирмы владеют своими собственными междугородными линиями связи, не входящими в общую иерархию, предоставляя возможность всем желающим по относительно низким тарифам пользоваться ими (так называемый сервис Calling Card). Другие фирмы предоставляют иные услуги абонентам городской сети на базе обычной телефонной связи, например, различные автоматических справочные (Audiotext), системы телеголосования (Televoting), услуги развлекательного характера (телефонные «чаты», «разговор с незнакомкой» и так далее). Провайдеры всех этих услуг вместе с телефонными компаниями обобщённо называются Telco-провайдерами (произносится как «телко»).

Таким образом, телефония используется не только простыми абонентами или организациями «для внутреннего употребления», но и Telco-провайдерами – «для предоставления услуг». Соответственно можно считать, что существует два основных сектора рынка телефонных решений – решения для конечных потребителей и решения для создания новых услуг.

Цифровые сети ISDN

Для обозначения обычных услуг связи, предоставляемых телефонной сетью в обычном понимании, в англоязычной литературе применяется термин POTS (Plain Old Telephony Service, то есть «простая старая телефонная сеть»).

Концепция POTS рассчитана главным образом на передачу речи и плохо годится для передачи цифровых данных. Например, абонент POTS может использовать модем для выхода в Интернет, но при этом его линия оказывается занятой на всё время сеанса подключения к Интернет-провайдеру. Кроме того, POTS гарантирует передачу звука в пределах примерно от 300 до 3400 Гц, что сильно ограничивает скорость цифрового соединения.

В противоположность POTS, сети ISDN (Integrated Services Digital Network, произносится как «ай-эс-ди-эн», дословно переводится как «цифровая сеть с интегрированными услугами») – это концепция сети, удовлетворяющей современным потребностям в услугах по передаче данных произвольного типа (в частности, видео- и цифровых данных). Абонент ISDN-сети, имея всего одну линию связи с провайдером ISDN, может одновременно принимать или совершать телефонные звонки и получать доступ в Интернет. Помимо этого ISDN предусматривает наличие так называемых дополнительных услуг: переадресацию, перевод звонков на другой номер, конференц-связь, подключение нескольких независимо адресуемых абонентских устройств к одной линии и т. д.

В русскоязычной литературе встречаются различные варианты перевода аббревиатуры «ISDN»: ЦСИО (цифровая сеть интегрированного обслуживания) и ЦСИС (цифровая сеть интегрированных служб).

Протоколы связи

Наверняка слово «сигнализация» у большинства читателя вызывает ассоциации с охранными системами или чем-то в этом роде. Терминология связистов действительно довольно своеобразна, особенно в тех областях, которые пересекаются с компьютерными технологиями. Так вот, то, что специалисты по телекоммуникациям называют протоколами связи, в телефонии по историческим причинам называется сигнализациями (происходит от английского термина signaling, который в оригинале ничего близкого с охранными системами не имеет; более точный перевод, отражающий суть этого понятия – «система сигналов»).

Итак, сигнализация, или протокол связи – это система сигналов, с помощью которых два взаимодействующих объекта (АТС и подключённый к ней телефон, телефонные узлы, компьютеры, подключённые к Интернет и т. д.) обмениваются командами и информацией. В дальнейшем в книге будет использоваться только термин «протокол», как наиболее широко распространённый и не сбивающий с толку неспециалиста (ну разве что дипломата или стража порядка).

Современные телекоммуникационные протоколы (самый известный из них, пожалуй, TCP/IP – основа Интернет), подобно компьютерному программному обеспечению, весьма разнообразны, сложны и по уровню развития далеко опережают телефонные, поскольку решают весьма разнообразные задачи. Утрируя, в телефонии протоколы в большинстве случаев решают только одну довольно простую задачу – установление соединения, передачу звука и последующее разъединение.

Самый простой пример телефонного протокола, знакомый любому, кто пользовался хоть раз в жизни телефоном – это так называемая аналоговая абонентская линия, или LSI (Loop Start Interface). Некоторые его «сигналы» – гудок, слышимый в трубке после её снятия, длинные гудки, обозначающие, что на том конце зазвенел телефон, и короткие гудки, служащие сигналом «занято» или «отбой». Они адресованы автоматической аппаратурой человеку-пользователю, поэтому они и слышны ухом. В общем случае это, конечно же, далеко не всегда так.

Например, набор номера самым старым и распространённым в России способом – в пульсовом режиме – сопровождается лишь характерным пощелкиванием в линии. Дисковый номеронабиратель, возвращаясь в исходное положение с определённой скоростью, замыкает и размыкает электрическую цепь телефонной линии число раз, соответствующее набранной цифре, а АТС подсчитывает число этих замыканий в каждой серии. Таким образом, пульсовый набор номера, будучи адресован исключительно аппаратуре АТС, ведётся исключительно на «языке» электрических сигналов.

Помимо LSI, в телефонных сетях встречается огромное количество других протоколов: ISDN, R1.5, R2, SS7, QSIG, V5, GSM, DECT. Кроме того, во многих странах используются множество «национальных» протоколов, а также «диалектов» вышеупомянутых. Протокол – это основной параметр, характеризующий тип линии, соединяющий между собой узлы телефонной сети (рис. 1.6).

Рис. 1.6. Протоколы на различных линиях​

Виды АТС

Из всех видов АТС к современной телефонии следует отнести лишь электронные. Электронная АТС является, по сути, специализированным компьютером.

В телефонных сетях общего пользования России наряду электронными АТС до сих пор эксплуатируется оборудование, относящееся к предыдущим технологическим эпохам – так называемые декадно-шаговые и координатные АТС, основанные на электромеханическом принципе коммутации. Эти виды АТС всё еще остаются значительным аспектом современной телефонии в условиях России, поэтому им стоит уделить немного внимания.

История автоматической коммутации в телефонии началась в 1889 г., с изобретения декадно-шагового искателя А. Б. Строуджером из Канзас-сити. Реальное применение автоматической коммутации началось лишь в 1910-е гг. В СССР первая автоматическая станция была построена только в 1929 г. в Ростове-на-Дону и обслуживала 6000 номеров. Изобретение Строуджера даже спустя век не потеряло своей актуальности: до сегодняшнего дня около 10% парка московской телефонной сети – это декадно-шаговые АТС‑47 (разработана в 1947 г.) и АТС‑54 (ЛОНИИС, 1954 г.).

Декадно-шаговые АТС отличаются огромными размерами. Эта проблема решается с помощью многократного координатного соединителя (МКС), разработанного в 1913 г. американцем Дж. Рейнольдсом и в 1919 г. усовершенствованного шведским инженером Г. Бетуландером. Это тоже электромеханическое устройство, позволяющее коммутировать сразу 100 абонентов. АТС на его основе получается намного компактнее декадно-шаговых АТС, а качество звука намного выше. Применение АТС координатного типа началось в Москве в 1967–68 гг. Координатные АТС (АТСК, АТСКУ, АТСК‑100/2000, ПСК‑1000) составляют примерно 60% ёмкости российских городских сетей и почти 100% сельских.

Оставшиеся 15% – это квазиэлектронные (КВАНТ, МЕТАКОНТА) и электронные АТС (Ericsson AXE‑10, Siemens EWSD, AT&T 5ESS, АТСЦ‑90 и другие).
Стандартизация

Для обеспечения совместимости телефонного оборудования между собой нужны специальные стандарты. В разных странах применяются разные стандарты, но существуют и международные. В основном стандартизуются типы линий, протоколы связи, форматы данных, качество обслуживания и т. д.

Основной работой по стандартизации в области телекоммуникаций на международном уровне занимается Телекоммуникационный сектор Международного союза электросвязи (International Telecommunications Union – Telecommunications Services Sector, сокращённо ITU-T). Эта организация, штаб-квартира которой находится в Женеве, ранее называлась Международным Консультативным Комитетом по Телеграфии и Телефонии, сокращённо МККТТ (Consultative Committee on International Telegraphy and Telephony, CCITT). Все государства-члены ООН могут участвовать в работе ITU. По результатам деятельности своих рабочих групп ITU-T регулярно публикует рекомендации, касающиеся различных аспектов телекоммуникационной отрасли. Эти рекомендации имеют систему обозначений в виде латинской буквы, точки и от одной до четырех цифр, например, V.34, X.25, Q.931, H.323. Первая буква обозначает так называемую серию, например, стандарты серии «E» относятся к общей организации телефонных сетей, «G» – системы передачи информации по цифровым сетям, «H» – аудиовизуальные и мультимедиа системы, «I» – сети ISDN, «Q» – коммутация и протоколы связи, «V» – передача данных по телефонным линиям, «X» – сети передачи данных.

Помимо ITU-T, стандартизацией в телекоммуникационной отрасли занимаются различные организации, из которых стоит упомянуть Европейскую организацию телекоммуникационных стандартов (ETSI, European Telecommunications Standards Institute). ETSI издаёт как собственные стандарты, так и расширенные версии рекомендаций ITU-T, предназначенные для применения в странах Европейского Союза. Некоторые стандарты, разработанные ETSI, принимаются в качестве рекомендаций ITU-T. Примерами стандартов от ETSI являются GSM, Euro-ISDN, V5, QSIG.

Форум ECTF (Enterprise Computer Telephony Forum) является промышленным союзом (то есть объединяет производителей, а не страны) и занимается стандартизацией в области компьютерной телефонии. В его активе стандарты ECTF H.100 и ECTF S.100 (система нумерации стандартов ECTF очень напоминает систему ITU-T).

Европейская ассоциация ECMA (European Computer Manufacturers Association) также является объединением фирм и занимается вопросами интеграции информационных и телекоммуникационных систем. Примером стандарта от ECMA является CSTA.

Некоторую роль в стандартизации телекоммуникационной отрасли играют также Международная организация стандартов (ISO, International Organization for Standardization) и её американский филиал ANSI (American National Standards Institute).

Международные стандарты носят декларативный характер: каждая страна вольна следовать тем или иным стандартам при выработке внутринациональных стандартов, или же создавать свои национальные версии на основе международных рекомендаций. В России стандартизацией на национальном уровне занимаются учреждения Министерства связи. Большую роль в этом процессе играет Ленинградский отраслевой НИИ связи (ЛОНИИС).

Сертификация

Телефонное оборудование в большинстве стран, в том числе в России, подлежит сертификации на соответствие национальным стандартам.

Любое оборудование, подключаемое к абонентским линиям ТфОП должно иметь сертификат Минсвязи (рис. 1.7), что гарантирует соблюдение всех требований телефонной сети (такой сертификацией занимаются специальные лаборатории ЛОНИИС). Кроме того, должны иметься сертификаты Ростеста на соблюдение норм электробезопасности и электромагнитной совместимости.

Сертификацией оборудования на американском рынке занимается Федеральная комиссия по связи, FCC (Federal Communications Commission). Однако телефонные системы зарубежного производства, имеющие сертификат FCC, всё равно подлежат сертификации на соответствие российским стандартам для использования их в российских телефонных сетях.

 

1.2 Внутренние сети

А пони – тоже кони!
(Об этом знают пони)​

Выше рассматривалась «глобальная» телефонная сеть, объединяющая городские и национальные телефонные сети всего мира. Эта сеть называется ТфОП – сокращение от «телефонная сеть общего пользования». В англоязычной литературе термину ТфОП соответствует термин PSTN – от Public Switched Telephony Network.

Подключение непосредственно к городской телефонной сети большого количества абонентов, компактно расположенных (обычно в пределах одного или нескольких зданий) и разговаривающих преимущественно между собой, оказывается слишком дорогим удовольствием: необходимо прокладывать очень большое количество линий от ближайшей АТС. Гораздо дешевле установить мини-АТС, подключив к ней всех этих абонентов, а саму эту мини-АТС связать с городской сетью сравнительно небольшим числом линий (рис. 1.8).

Рис. 1.8. Внутренняя сеть, подключённая к ТфОП​

Так образуются внутренние телефонные сети, в противоположность ТфОП. Сами внутренние телефонные сети могут быть построены на нескольких мини-АТС, охватывать большие территории и иметь довольно сложную внутреннюю топологию. Главное отличие внутренних сетей от ТфОП – они поддерживают свои собственные номерные планы, отличные от ТфОП.

Еще одно важное отличие: ТфОП контролируется правительством и местными телефонными компаниями, а внутренние сети в основном подконтрольны только их владельцам.

Англоязычный термин, наиболее близкий к «мини-АТС» – это PBX (Private Branch Exchange, произносится как «пайбекс»). Некогда употреблялся еще и термин – PABX, где «A» означает «автоматический»; в настоящее время этот термин практически не встречается, поскольку деление АТС на автоматические и неавтоматические давно потеряло актуальность.

Виды звонков во внутренних сетях

Большинство внутренних телефонов, как правило, не имеют прямых городских номеров, для соединения с ними с городского телефона требуется помощь либо оператора (ручная коммутация внешних звонков), либо автосекретаря (автоматическая коммутация).

Для звонков с внутреннего телефона на внутренний необходимо набирать так называемый внутренний номер (extension number). Для звонка с внутреннего телефона на номер в ТфОП обычно используется набор дополнительной цифры-префикса, обычно «9».

Всякая мини-АТС имеет набор линий для подключения внутренних телефонов – то есть внутренних линий, а также набор линий для подключения к ТфОП (или другим АТС) – внешних линий (trunk).

По отношению к любой из линий звонок может быть исходящим (если его инициировал абонент этой линии) или входящим (если он инициирован другим абонентом). Внутренним звонком называют соединение, охватывающее две внутренние линии, иначе это внешний звонок (рис. 1.9).

Рис. 1.9. Виды звонков в мини-АТС
Схемы подключения мини-АТС к ТфОП​

Мини-АТС отлично справляются с коммутацией внешних исходящих и внутренних звонков. Однако автоматическая обработка внешних входящих звонков вызывает трудности, поскольку номерной план ТфОП явно не предусматривает прямого доступа ко всем абонентам внутренней сети. Внутренняя сеть «видна» из городской сети просто как один (или несколько) городских номеров; большинство внутренних телефонов при этом напрямую не доступно.

Из-за этого возникает необходимость в специальной обработке внешних входящих звонков. При ручной обработке эти звонки попадают на линию секретаря, а он уже переводит их на нужную линию. Ручная обработка имеет ряд недостатков, уже упоминавшихся в предисловии. Кроме того, становится невозможным автоматическое соединение с внутренними абонентами (с использованием функции ускоренного набора, имеющейся в большинстве современных телефонов).

Автоматическая обработка входящих звонков с помощью автосекретаря (auto-attendant) решает все эти проблемы. Тем не менее, доступ к внутренним абонентам через автосекретаря неудобен и непривычен для России, поскольку требуется ожидание ответа автосекретаря и набор дополнительных цифр в тоновом режиме (DTMF), который имеется далеко не на всех телефонных аппаратах.

Гораздо удобнее иметь прямые городские номера, пусть не для всех внутренних абонентов, так хотя бы для самых важных. Традиционный для России подход заключается в использовании дополнительных городских линий: по линии на каждый прямой номер (рис. 1.10). Этот лобовой подход («одна линия – один номер»), очевидно, совершенно не эффективен, поскольку прокладка дополнительных линий стоит дополнительных денег, а сами городские линии оказываются загруженными неравномерно.

Рис. 1.10. Подключение «одна линия – один номер»​

Наиболее эффективный подход состоит в использовании специальной услуги – Direct Inward Dialing (DID, буквально «прямой проникающий набор»). Идея состоит в том, что внутренней сети выделяется несколько прямых городских номеров, но эти номера не привязаны жестко к имеющимся городскими линиям. Когда внешний абонент набирает один из этих номеров, городская АТС направляет звонок на любую свободную линию, соединяющую её с мини-АТС (рис. 1.11).

Рис. 1.11. Подключение «много линий – несколько номеров»​

При этом на мини-АТС вместе со звонком приходит информация о номере, набранном внешним абонентом – номер DID. По какой бы из внешних линий ни поступил звонок, мини-АТС имеет всю необходимую информацию для правильной маршрутизации этого звонка.

При таком подходе («много линий – несколько номеров») нагрузка распределяется по всем линиям равномерно. Владельцы внутренней сети могут заказывать любое необходимое число дополнительных прямых номеров у своего телефонного провайдера. Точно также можно арендовать столько городских линий, сколько требует телефонный трафик. Но самое главное: число линий и число прямых номеров не обязаны совпадать.

К сожалению, сервис DID на обычных аналоговых абонентских линиях, имеющийся во многих странах, в России не предусмотрен. Однако есть выход: подключение мини-АТС к городской АТС по межстанционному протоколу R1.5 («импульсный челнок») через многоканальные цифровые линии E1, по которым соединяются городские АТС между собой. По сути дела, внутренняя сеть при таком подключении становится полноценной частью ТфОП. Другой вариант реализации DID – подключение к ТфОП через абонентские цифровые линии ISDN-BRI (2 канала) или ISDN-PRI (30 каналов).

Еще одной схемой подключения к городской сети является «многоканальный телефон» (подход «много линий – один номер»). При этом сервис DID не требуется, поскольку используется только один городской номер. Поэтому такой вариант можно реализовывать и на обычных аналоговых абонентских линиях. Использование многоканального телефона резко упрощает набор номера со стороны внешних абонентов.

DID и Caller ID, DNIS и ANI

Итак, вместе с входящим звонком по линии может передаваться дополнительная информация – номер DID, то есть номер вызываемого абонента. Но более известна услуга передачи номера вызывающего абонента – Caller ID. В России аналогом услуги Caller ID является АОН.

В мире цифровых протоколов вместо термина Caller ID часто употребляют ANI (произносится как «энни», сокращение от Automatic Number Identification, то есть буквально «автоматическое определение номера»), а вместо DID – DNIS (произносится как «дэнис», сокращение от Destination Number Identification Service).
Centrex

Стоит отдельно упомянуть распространённую на Западе схему создания внутренних сетей с использованием оборудования городской телефонной компании – Centrex.

При этом подходе сама АТС, эксплуатируемая местной телефонной компанией, является полноценной частью ТфОП, но абонентам заказчика предоставляются дополнительные сервисы, недоступные обычным городским абонентам. В первую очередь, это сокращённый набор для внутренних номеров (обычно 4 цифры). Таким образом, абоненты Centrex пользуются внутренним номерным планом, хотя каждый из внутренних телефонов имеет прямой городской номер.

Схемы соединения мини-АТС

Мини-АТС могут подключаться не только к ТфОП, но друг к другу. При этом возможны самые разнообразные схемы их соединений. Например, при использовании обычных аналоговых линий, одна из мини-АТС может играть роль «коммутатора», а другая – роль «телефона», или наоборот. Кроме того, существуют виды линий, для которых соединяемые узлы совершенно равноправны между собой (такие линии используются внутри городской сети для связи АТС между собой).

Таким образом, администратор сети, руководствуясь конкретной ситуацией, может создавать своеобразные «гирлянды», «деревья» или сложные «паутины» из мини-АТС. Сами мини-АТС могут иметь или не иметь прямые линии в ТфОП, а сами линии могут быть самых различных типов (рис. 1.12).

Рис. 1.12. Внутренняя сеть, состоящая из нескольких мини-АТС​

VPN

Matrix has you.
(«Матрица»)​

VPN (Virtual Private Network, «виртуальная частная сеть») – это объединение нескольких внутренних сетей в единое номерное «пространство» (рис. 1.13), или наоборот, реализация нескольких недоступных друг из друга «виртуальных» сетей на базе одной «физической» сети (рис. 1.14).

Рис. 1.13. Объединение нескольких внутренних сетей в VPN


Рис. 1.14. Разбиение внутренней сети на несколько VPN​

Для создания VPN необходима специальная настройка номерных планов для каждой из мини-АТС, входящей в виртуальную сеть.

Отдельные мини-АТС, входящие в VPN, могут не иметь линий, соединяющих их напрямую; для «сквозных» звонков используется соединение через ТфОП. Альтернативой является прокладка своих линий связи, и дешевле всего это сделать посредством Интернет-телефонии.

Примерами крупных виртуальных сетей, охватывающих большие территории и имеющие свои собственные соединения между узлами, является правительственная связь и различные внутриведомственные сети. Поскольку для таких сетей крайне важна высокая защищённость, они имеют очень ограниченное соединение с ТфОП.

Внутренние сети ISDN

Внутренние сети, как и ТфОП, могут строиться на основе цифровых технологий ISDN.

Более того, применение абонентских линий ISDN во внутренних сетях распространено намного шире, чем в городских сетях. Например, цифровые телефоны к современным мини-АТС обычно подключают через линии типа ISDN-BRI.

 

1.3 Мобильные сети

Призыву на военную службу по мобилизации подлежат граждане, пребывающие в запасе...
(Федеральный закон о мобилизации)​

В мобильной (сотовой) сети, помимо обычных АТС, появляются новые узлы – базовые станции. Это стационарные радиостанции, обеспечивающие двустороннюю радиосвязь с каждым из абонентов в зоне своего действия. Таким образом, мобильная сеть, включающая большое число базовых станций, каждая из которых обслуживает сравнительно небольшую площадь (соту), в целом может охватывать огромные территории. Абонент мобильной сети может свободно перемещаться по всей этой территории, всегда оставаясь на связи. Поскольку большое количество абонентов совместно используют большое количество базовых станций, себестоимость услуг мобильной связи оказывается вполне приемлемой, что обеспечивает её огромную популярность (рис. 1.15).

Количество мобильных абонентов во всем мире быстро растет, уже превзойдя количество «проводных» абонентов.

Рис. 1.15. Мобильная сеть​

Особенности коммутации в мобильной сети

Дембель – это человек, потерявший свой мобильник.​

Коммутация звонков в условиях мобильности абонентов сильно отличается от коммутации в традиционных сетях. Базовую станцию можно упрощённо представить как набор из большого количества «телефонных розеток», а мобильное абонентское устройство – как обычный стационарный телефон, который подключают (по радио, разумеется) к свободной розетке ближайшей базовой станции. При перемещении из соты в соту телефон автоматически переключается в одну из свободных розеток другой станции (причем сам абонент может даже не догадываться о таких переключениях).

Каждый мобильный телефон имеет свой уникальный номер, который хранится в SIM-карте телефона и используется для идентификации абонента оборудованием сотовой связи. По этому номеру собственно и определяется, какой из абонентов временно подключился к данной «телефонной розетке» (для этого включённый мобильный телефон периодически обменивается специальными радиосообщениями с ближайшей базовой станцией сети).

В обычной телефонной сети каждому телефонному номеру соответствует всегда одна и та же линия (или группа линий в случае «многоканального телефона», но всё равно это всегда одна и та же группа). В мобильной же сети соответствие между «линиями» и абонентами постоянно меняется, поэтому оборудование АТС должно непрерывно поддерживать и обновлять специальную базу данных, в которой хранится это соответствие для каждого абонента сети. В результате, в соответствии с постоянно меняющейся информацией из этой базы данных, звонки, адресованные одному и тому же абоненту, могут в разное время направляться на разные линии, связывающие АТС и базовые станции.

Хэндовер

Абонент может переходить от соты к соте прямо во время разговора. А это значит, что коммутация должна происходить не только на этапе установления соединения, но и непосредственно во время разговора. Она должна производится очень быстро, максимально незаметно для разговаривающего абонента.

Процедура переключения звонка между базовыми станциями во время разговора называется хэндовером (hand-over).

Роуминг

Компании-провайдеры сотовой связи могут заключать между собой соглашения о взаимном обслуживании своих абонентов. При этом абонент одной компании может переходить в зону обслуживания другой компании и продолжать принимать входящие и совершать исходящие звонки. Эта услуга называется роумингом.

Например, в сетях стандарта GSM роуминг реализуется следующим образом. Абонент компании A попадает в зону обслуживания компании Б. Его сотовый телефон передаёт свой уникальный номер, а также код компании А ближайшей базовой станции, которая передаёт запрос в АТС компании Б. Телефон регистрируется в специальной «гостевой» базе данных компании Б, затем по специальной сети передачи данных, связывающей А и Б, направляется запрос в базу данных А. В этой базе запоминается информация о том, что абонент находится где-то в зоне обслуживания компании Б. Теперь все входящие звонки, адресованные абоненту, попав в АТС компании А, автоматически перенаправляются в АТС компании Б, где в соответствии с «гостевой» базой данных отправляются на соответствующую базовую станцию.

Таким образом, для реализации роуминга мобильные сети должны использовать специальные совместимые между собой базы данных и специальную сеть передачи данных для автоматической передачи запросов. Например, в сотовых сетях стандарта GSM, принадлежащих разным сотовым провайдерам, для вышеописанного взаимодействия используется цифровая сеть стандарта SS7.

Стандарты мобильных сетей

Каждое абонентское устройство (мобильный телефон) должно быть совместимо с оборудованием базовой станции, то есть поддерживать один и тот же стандарт мобильной связи. В настоящее время в мире распространено большое количество таких стандартов – DAMPS, NMT, GSM, CDMA и т. д. Все они используют различные радиочастоты и способы совместной передачи нескольких одновременных разговоров в пределах одной соты (через разделение частот, разделение времени, разделение кода и т. д.), обеспечивают разное качество связи и защищённость, имеют различную сложность реализации и, соответственно, себестоимость.

Микросотовая связь и DECT

Мобильные сети не обязательно должны охватывать большие территории и обслуживаться сторонними компаниями-провайдерами. Мобильная сеть может использоваться для собственных нужд как внутренняя телефонная сеть в пределах некоторой организации, охватывая только её внутренние помещения и прилегающие территории. Такая сеть называется микросотовой.

Стандарты, предназначенные для сотовых сетей общего пользования, оказываются нерентабельны в условиях микросотовой сети. Поэтому микросотовую связь обычно реализуют на основе специализированных стандартов, самым распространённым из которых является DECT.

Оборудование DECT включает особые базовые станции, устанавливаемые в помещениях организации, и специальные радиотелефоны стандарта DECT. Важно отметить, что фирмы-производители базовых станций и телефонов могут быть разными: любой DECT-телефон может использоваться любой базовой станцией. Некоторые производители даже выпускают комбинированные сотовые телефоны, поддерживающие как GSM, так и DECT.

Каждый DECT-телефон необходимо предварительно регистрировать как «свой» в сети, назначая ему при этом внутренний телефонный номер. Защищённость стандарта DECT обеспечивает достаточный уровень конфиденциальности, необходимый в корпоративных сетях.

Телефоны DECT поддерживают все функции современного аналогового телефона, необходимые при эксплуатации во внутренних сетях, включая кнопку «FLASH» и Caller ID.

DECT может поддерживаться как непосредственно оборудованием мини-АТС наряду с обычными «стационарными» внутренними линиями (рис. 1.17), так и с помощью внешнего выносного модуля, подключаемого к мини-АТС через набор внутренних линий (рис. 1.18). Во втором случае можно использовать «традиционную» мини-АТС и DECT-модуль от различных производителей, однако такое решение может оказаться дороже, чем в случае «встроенной» поддержки DECT внутри самой мини-АТС.

Рис. 1.17. Мини-АТС со встроенной поддержкой DECT


Рис. 1.18. Реализация DECT через дополнительный модуль​

DECT отлично подходит и для домашнего использования в качестве альтернативы для традиционных радиотелефонов, у которых базовая станция и трубка всегда должны быть от одного и того же производителя. Для домашних пользователей выпускаются специальные базовые станции стандарта DECT, подключаемые к городской телефонной линии как обычный телефон. Пользователь может докупать по своему желанию и вкусу дополнительные трубки от любых производителей. Кроме того, DECT гарантирует защиту от телефонного пиратства – главной проблемы владельцев традиционных радиотелефонов.

 

Материал взят из книги "Компьютерные системы в телефонии", очень интересная книга, советую ознакомиться. Взять можно отсюда (djvu, 2.77mb)

 

О, кул, нужно прочитать книгу) Спасибо. Очень полезная инфомация...

 

Прошло каких то полтора года с момента публикации первого поста, а уже история...

 

Информация интересная, но много "воды" и все инфа просто здерта с книжки...

 

GSM и DECT это не протоколы а стандарты связи!

Первый раз слышу о такой трубке

И по опыту каждый производитель обычно затачивает трубки под свои базы, чтоб в дальнейшем при расширении сети покупали именно его продукцию. Хотя и можно подобрать некоторые модельки. И DECT сети ломаются на ура, как и телефонные внутри корпоративные на базе МИНИ АТС.

Делаем вывод, что процентов 10-20 чушь полнейшая, хотя и есть правильные доводы. Либо автор писал укуренный либо просто не понимал что писал.

 

Бюджет к сожалению небогат, изначальная цифра бюджета бралась по стоимости первого варианта. Насколько я понимаю, вариант 4 как наиболее стабильный в эту стоимость не влезет?

 

Может кто может помочь? у меня такой вопрос, не мог бы кто ни кто подсказать какой ни будь сайт или программу, чтоб можно было звонить через интернет на мобильный телефон, бесплатно. Ну типа тестовые звонки по одной минуте или что то в роде этого. Я что не искал везде нужно только пополнять счет...