Reteaua PSTN (Public Switching Telecommunication Network)

Reteaua PSTN (Public Switching Telecommunication Network)

Reteaua telefonica este in prezent cea mai mare retea de telecomunicatii cu aproximativ 1000 milioane de abonati.

PSTN (Public Switching Telecommunication Network) este cea mai veche retea folosita in principal pentru comunicatii telefonice.

1. MODELUL DE REFERINTA AL PSTN

Caracteristicile de baza ale PSTN sunt urmatoarele:

acces analog pentru comunicatii vocale in banda 300-3400 Hz,

conexiune duplex cu comutatie de circuite,

comutatie digitala a canalelor de 64 kbit-s in centrale electronice digitale si comutatie analogica (300-3400 Hz) in centralele analogice electromecanice.

Fig. 5. Model de referinta pentru PSTN

PSTN asigura serviciul telefonic prin utilizarea comutatiei de circuite pentru canale vocale cu banda 300-3400 Hz.

PSTN a cunoscut modificari esentiale in timp, prin trecerea de la sisteme analogice la sisteme digitale.

Centralele telefonice actuale sunt centrale digitale, care asigura conversia analog-digitala in interfetele de linie. Controlul este asigurat de procesoare prin comanda programata si cu o arhitectura descentralizata sau distribuita. Sistemele de semnalizare au cunoscut numeroase modificari si perfectionari.

Reteaua de transport, initial realizata cu sisteme care foloseau modulatia cu diviziunea in frecventa (FDM), se realizeaza in prezent cu sisteme bazate pe tehnica modulatiei cu diviziunii in timp (TDM) si cu fibre optice ca suport de transport, caracterizate de o capacitate foarte mare de transmisie.

M = MODEM

Fig. 6. Retea telefonica.

2. SERVICII DE BAZA OFERITE DE PSTN.

PSTN asigura transferul in mod circuit si este proiectata si optimizata pentru transmisia vocii cu banda utila 300 - 3400 Hz. Comunicatia asigurata este bidirectionala.

Serviciile asigurate de PSTN sunt comunicatii vocale realizate de la aparatele telefonice analogice de abonat sau publice.

Pot fi realizate transmisiuni fax analogice (Fax Grupa 3 ITU-T). Informatia generata de telefax este digitala, dar terminalul are incorporat un MODEM care asigura conversia A ↔D.

Pot fi realizate comunicatii de date prin conectarea calculatorului la linia telefonica prin MODEM in banda de baza, care realizeaza conversia D ↔ A.

3 TERMINALE PSTN

Terminalele conectate in mod obisnuit la PSTN sunt terminalele telefonice cu conexiuni fixe (prin perechi de cablu torsadate) sau fara fir (cordless).

3.1. Aparate telefonice.

3.1.1. Functiile aparatelor telefonice.

Aparatele telefonice sunt terminale ale retelei telefonice, care realizeaza urmatoarele functii:

a). asigurarea comunicatiei telefonice prin conversia semnalului vocal in semnal electric la emisie si conversia semnalului electric in semnal vocal la receptie;

b). asigurarea semnalizarilor cu centrala telefonica prin:

transmisia spre centrala telefonica a:

- semnalizarilor de apel sau sfarsit de convorbire,

- semnalizarilor de numerotare (transmiterea numarului chemat)

receptia de la centrala telefonica a:

tonalitatilor privind stadiul de tratare al apelului (ton de disc,
ton de ocupat, ton de inexistent, ton de avertizare),

apelului spre abonatul chemat,

informatiei de teletaxare (optional).

3.1.2. Elemente componente ale aparatelor telefonice.

Aparatul telefonic este format din:

circuit de transmisie/receptie a semnalelor de convorbire,

circuit de transmisie a numarului chemat,

circuit de sonerie pentru receptia semnalului de apel de la centrala telefonica,

dispozitiv de comutare a liniei la circuitul de sonerie sau la circuitul de transmisie a semnalului de convorbire si numerotare.

1. Circuit de transmisie/receptie a semnalelor de convorbire

Circuitul de transmisie/receptie a semnalelor de convorbire realizeaza urmatoarele functii:

transmisia semnalelor electrice de convorbire generate de microfon,
care asigura conversia semnalelor vocale in semnale electrice,

receptia semnalelor de convorbire si conversia lor in semnale vocale cu ajutorul receptorului telefonic, alimentarea in curent continuu a microfonului,

separarea galvanica intre circuitul microfonului si receptorului,

eliminarea efectului local (auzirea propriei voci in receptorul telefonului),

limitarea semnalului electric la bornele receptorului, in vederea asigurarii protectiei urechii umane in cazul aparitiei unor perturbatii in linia telefonica

Circuitul de transmisie/receptie din aparatul telefonic contine:

traductoare electroacustice:

-microfon telefonic(cu carbune, electromagnetic, piezoelectric, electrodinamic, cu electrect sau cu condensator),

- receptortelefonic(electromagnetic,electrodinamicsau piezoelectric),

- sistem diferential,

- varistor pentru limitarea semnalului electric la bornele receptorului

telefonic,

circuit integrat de transmisie pentru controlul amplificarii semnalelor la

emisie si receptie folosit in aparatele telefonice electronice.

4. COMUTATIA.

Comutatia in PSTN este bazata pe comutatia de circuite. Conexiunile realizate sunt bidirectionale, realizate pe durata apelului si comunicatiei.

Sistemele de comutatie din PSTN au inregistrat numeroase modificari, de la diferite versiune de sisteme electromecanice la sistemele de comutatie electronice digitale.

Nodurile PSTN sunt realizate cu sisteme de comutatie care pot fi centrale locale, centrale de tranzit nationale sau internationale.

Taskurile principale ale centralelor PSTN sunt:

stabilirea conexiunilor pentru apelurile locale, de intrare, de iesire sau
de tranzit,

controlul taxarii apelurilor utilizatorilor,

controlul taxarii intre operatorii de telecomunicat

Unitatea de acces la abonati contine circuite de interfata de linie analogica (SLCA) individuale pe linie de abonat. Acestea sunt conectate la reteaua de comutatie de grup (GS = Group Switch) printr-un concentrator (realizat cu un comutator temporal) astfel:

linkul PCM pentru semnalele de comunicatie (ex. voce), care asigura
conexiunea prin comutatorul de grup GS,

• receptorul de semnalizari de numerotare (ex. DTMF),

generatorii de tonalitati,

unitatea de test, folosita pentru testarea liniilor si aparatelor telefonice.

Fig. 7. Grupe functionale ale unei centrale locale PSTN

Unitatea de comanda in sistemele de comutatie moderne digitale, este realizata cu procesoare de timp real, care detecteaza evenimentele, selecteaza programul care determina tranzitia definita de starea sistemului si evenimentul detectat si lanseaza in executie acest program.

5. TEHNICI DE TRANSMISIE

Dezvoltarea tehnicilor de transmisiune a fost determinata de necesitatea reducerii costurilor retelei.

Tehnicile de transmisiune folosite in PSTN sunt eterogene: de la sisteme de transmisiuni analogice cu multiplexare in frecventa (FDM = Frequency Division Multiplex), la sisteme din ierarhia PDH si in ultimul timp sisteme de transmisiuni SDH.

Mediile de transmisiuni sunt diverse: cablu simetric, cablu coaxial, fibra optica, camp electromagnetic radio, satelit de telecomunicat

6. INTELIGENTA RETELELOR Sl SERVICIILE CU VALOARE ADAUGATA IN PSTN

O retea de telecomunicatii asigura urmatoarele tipuri de servicii:

Teleservicii = servicii de baza asigurate abonatului prin terminalul de abonat;

„Bearer services”= servicii oferite de retea care indica modul in care
informatia este transportata prin retea;

Servicii suplimentare, cu valoare adaugata = servicii care necesita apel la
functii logice suplimentare, specifice fiecarui tip de serviciu.

Introducerea sistemelor de comutatie digitale in retelele de telecomunicatii a permis crearea de servicii noi pentru abonati, care sa contribuie la cresterea veniturilor operatorilor de telecomunicat Multe din aceste servicii sunt taxabile, altele sunt gratuite. Serviciile netaxabile determina cresterea numarului de apeluri terminate cu convorbire, care sunt generatoare de venituri.

Dezvoltarea serviciilor pentru abonati este o prioritate pentru toti operatorii care urmaresc atragerea de noi abonati intr-o piata concurentiala a serviciilor, precum si cresterea veniturilor.

Serviciile suplimentare pot fi implementate local, in nodurile la care se conecteaza abonatii (implementare distribuita), sau in nodurile inteligente de retea (implementare centralizata)

Serviciile suplimentare au fost introduse in etape. Primele servicii suplimentare au fost serviciile cu control distribuit. Controlul acestor servicii se realizeaza de centralele locale la care sunt conectati abonatii care solicita serviciile suplimentare. Serviciile suplimentare au fost posibile initial prin introducerea sistemului de semnalizare SS 7. Sunt prezentate in continuare cateva servicii de acest fel:

Servicii de prezentare sau restrictionare a prezentarii identitatii liniei
chematoare sau chemate (CLIP / CLIR / Calling Line Identification
Presentation / Restriction /, COLP / CLOR / ConnectedLine Identification
Presentation / Restriction /)

Numerotare directa automata pentru apelurile de intrare la PABX (DDI =
Direct Dialling In).

Semnalizari intre utilizatori (DUS = User-to-user signalling)

Grupuri inchise de utilizatori CUG = Closed User Group)

Redirijare (CFU/CFB/CFNR = Caii Forwarding Unconditional / Busy / No
Replay)

Diversificarea metodelor de taxare (AOS = Advice of Charge)

Completarea apelului la abonatul chemat ocupat (CCBS = Completion of
Caii to Busy Subscriber)

Teleconferinte

Identificarea apelului injurios (MCI = Malicious-Call Identification)

Numerotare prescurtata (ADI = Abbreviated Dialling)

Accesul la serviciile suplimentare se realizeaza de la telefon prin utilizarea de coduri speciale asociate serviciilor.

Serviciile suplimentare controlate centralizat impun utilizarea conceptului de retea inteligenta. Serviciile IN devin accesibile tuturor abonatilor indiferent de tipul centralei locale la care acestia sunt conectati. Terminalul abonatului poate fi conectat la cel mai apropiat nod care are acces la reteaua inteligenta prin functia de comutatie la control serviciu (SSF = Service Switching Function). Controlul serviciului va fi realizat de SCF (Service Control Function), care apeleaza pentru functii specifice la SRF (Service Resource Function) si baza de date (SDF = Service Data Function) care inregistreaza si furnizeaza date specifice serviciilor.

Serviciile suplimentare cu control centralizat accesibile abonatilor PSTN sunt: freephone, Credit-card caii, UPT (Universal Personal Telecommunication), UAN (Universal Access Number), Televoting, etc. (vezi cap. Petele Inteligente).

Mesajele pot fi sub forma de mesaje vocale, mesaje scurte, fax, e-mail.

Serviciile asistate de telefonista sunt solicitate de abonati pentru finalizarea unor legaturi telefonice nationale si internationale si taxarea acestora. Interventia operatoarei poate fi necesara si pentru accesul la alte servicii (ex. informatii, reclamatii, teleconferinte).

7. INTERCONECTAREA CU ALTE RETELE.

Multa vreme PSTN a fost singura retea de telecomunicatii cu comutatie de circuite. In ultimele decade s-au dezvoltat alte tipuri de retele, care au impus noi solutii dar si noi cerinte de interconectare.

PSTN este optimizata pentru servicii telefonice de baza si servicii suplimentare.

Noile retele (N-ISDN, PLMN) interactioneaza cu PSTN si pot folosi in comun aceiasi retea de transport.

Ca rezultat al privatizarii, au aparut mai multi operatori de telecomunicatii care trebuie sa gestioneze decontarile comunicatiilor realizate prin aceste retele.

Relatii intre operatorii de telecomunicat

Liberalizarea in domeniul telecomunicatiilor a condus la aparitia mai multor operatori. Aceasta situatie a impus stabilirea unor reguli precise si standarde pentru interfetele fizice, pentru semnalizari si pentru controlul apelurilor de urgenta.

Taxarea intre operatori se face pe baza balantei de venituri si cheltuieli, care iau in considerare numarul de apeluri, durata totala a apelurilor, numarul total de impulsuri de taxare.

Tratarea traficului prin diverse retele.

Traficul vocal este codat in GSM cu 13 kbit/s, in timp ce in PSTN si N-ISDN este folosita codare cu 64 kbit/s.

Atunci cand se realizeaza o conexiune telefonia prin PLMN / GSM si PSTN sau N-ISDN, reteaua GSM va realiza conversia codului de voce.

Integrarea PSTN cu N-ISDN si PLMN.

N-ISDN a fost standardizata astfel incat aceasta retea sa poata interconectata cu PSTN.

Standardele PLMN definesc componentele si protocoalele specifice acestei retelei. Exista insa si elemente comune pentru PLMN si PSTN sau N-ISDN.

Integrarea suportului retelelor PSTN, N-ISDN si PLMN s-a realizat in urmatoarele domenii:

sistemul de semnalizare pe canal comun No.7 ITU-T (SS 7) este folosit in comun pe nivelele 1-3 (MTP = Messages Transfer Part)

transportul se realizeaza prin circuite de trunchi care utilizeaza PDH si SDH,
care transporta trafic pentru diferite retele pe acelasi suport fizic;

planurile de numerotare sunt stabilite pentru retelele de telecomunicatii care
furnizeaza servicii telefonice;

platforma IN (Intelligent Network) poate fi implementata in PSTN, N-ISDN si
PLMN pentru a asigura servicii cu valoare adaugata.