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TSSN-電話ネットワーク
この章では、公衆交換電話網（PSTN）について学習します。 この並外れた通信ネットワークは、技術の進歩の分野での成果の1つとして数えられています。 ただし、これらのネットワークにアクセスすると、いくつかの問題が発生します。 これらの問題については、以降のセクションで説明します。
PSTN
公衆交換電話網は、公衆通信を提供するために使用される世界の回線交換電話網の集合体として理解されています。 PSTNネットワークはPOTS（Plain Old Telephone Systems）と呼ばれます。 これらのネットワークは、電話回線、光ファイバーケーブル、マイクロ波伝送リンク、またはセルラー通信を使用して、地域、地域、国、および国際的に運営されています。
PSTNは、ネットワーク上の集中ポイントにあるスイッチで構成され、ネットワーク上の任意のポイントと他のポイント間の通信のノードとして機能します。 回線スイッチング、パケットスイッチング、メッセージスイッチングなど、前述のすべてのタイプのスイッチング技術は、PSTNを使用するさまざまなモードです。
加入者ループシステム
一般的な電話ネットワークでは、すべての加入者は、その加入者の*ループ回線*と呼ばれる、最も近い交換機に接続する2つの専用回線を持っています。 交換局から加入者構内への回線の敷設は、*ケーブル接続*と呼ばれます。 各加入者の構内から交換機へのケーブルの敷設が難しいため、ドロップワイヤ（加入者線）を経由して配信ポイントに至る大きなケーブルが使用されます。
ドロップワイヤは、ケーブル内の分配ポイントでワイヤペアに接続されます。 近くの地理的領域からのそのような配電ケーブルは、分岐フィーダケーブルに接続された同じフィーダポイントで接続され、分岐フィーダケーブルはメインフィーダケーブルに接続されます。 このプロセス全体は、次の図を使用して理解できます。
交換機からの加入者ケーブルペアも、多数のワイヤペアを運ぶメインフィーダーケーブルを介してMDFで終端します。 これらの加入者ペアと交換ペアは、ジャンパを使用してMDFで相互接続されます。これにより、MDFはケーブルペアと加入者番号を再割り当てするための柔軟なメカニズムを提供します。 つまり、同じ交換エリア内で別の場所に移動する加入者は、適切なジャンパーを使用して同じ番号を使用できますが、古いドロップワイヤは新しい番号を持つ別の加入者が使用できます。
階層とルーティングの切り替え
これにおける次の重要なシステムは、電話回線のスイッチング階層とルーティングです。 異なる交換の異なるエリア間のコールの相互接続性は、交換間の*トランクライン*の助けを借りて行われます。 さまざまな交換を相互接続するために使用されるトランク回線のグループは、*トランクグループ*と呼ばれます。
交換を相互接続するプロセスには、次の3つの基本的なトポロジがあります。
- メッシュトポロジ
- スタートポロジー
- 階層的
メッシュトポロジ
メッシュトポロジは、その名前が示すとおり、完全に接続されたネットワークです。 メッシュネットワーク内のトランクグループの数は、相互接続されている交換の二乗に比例します。 したがって、これらのメッシュトポロジは、トラフィックの多い大都市圏で広く使用されています。
次の図は、メッシュトポロジがどのように見えるかを示しています。
スタートポロジー
スタートポロジは、他のすべての交換機が通信する「タンデム交換機」と呼ばれる中間交換機を利用するスターの形で接続されます。 以下の図は、スター型ネットワークのモデルを示しています。 スター型ネットワークは、トラフィックレベルが比較的低いときに使用されます。 多くのスター型ネットワークは、追加のタンデム交換を介して相互接続することで使用でき、次の図に示すように2レベルのスター型ネットワークにつながります。
階層的
階層型トポロジは、最小限のトランクグループで大量のトラフィックを処理するために使用されます。 トラフィックは、最高レベルの階層である*最終ルート*を流れます。 交換のペア間のトラフィック強度が高い場合、下の図の破線で示すように、それらの間に直接トランクルートが確立される場合があります。 これらの直接トランクルートは*高使用率ルート*です。 これらの使用率の高いルートが存在するところはどこでも、トラフィックはそれらを通過します。 ここでは、オーバーフローしたトラフィックは階層パスに沿ってルーティングされます。 最終ルートからのオーバーフロートラフィックは許可されません。
特定の接続のルーティングを決定するには、次の3つの方法が使用されます-
- ライトスルールーティング
- 自己交換ルーティング
- コンピューター制御ルーティング
伝送計画
より良い通信を確保するために、ケーブルを介した信号の伝送は高品質でなければなりません。 国内回線と国際回線間の伝送リンクは、通話を確立するために連携して接続する方が適切です。
高い品質基準を持つために、以下のガイドラインがCCITTによって提案されました-
- 国際電話で使用される回線の最大数は12です。
- 発信国際交換センターと着信国際交換センターの間で、タンデムに使用できる国際回線は4つまでです。
- 例外的な場合およびコールの数が少ない場合、回線の合計数は14になりますが、この場合でも、国際回線は最大4つに制限されます。
必要な回路の数を制限するとともに、ライン損失やワイヤ損失、スイッチ損失や接触損失などの損失も最小限に抑える必要があります。 これらの側面は伝送損失バジェットの下にあり、エコーレベルを制限内に保ち、歌を制御するなどの要因を提供します。
距離が長いため、信号を増幅するには適切な間隔でアンプとリピータが必要です。 加入者回線インターフェイスでは、不一致が発生します。これにより、着信信号の一部が発信回線に反映され、スピーカーに*エコー*として戻ります。 エコー抑制またはキャンセル回路は、エコーの影響を最小限に抑えるために使用されます。 信号の減衰とエコーは、接触損失とワイヤ損失とともに、伝送ラインの主な損失です。
伝送システム
無線システム、同軸ケーブルシステム、光ファイバーシステムなど、さまざまなタイプの伝送システムが有名です。 伝送距離が長くなると、伝送モードも変更されます。
信号伝送は有線伝送から無線伝送に進みました。 無線システムは無線伝送を提供し、同軸ケーブルシステムはワイヤを介した信号の伝送を可能にし、光ファイバーシステムは光ファイバーを介した通信を提供します。
信号伝搬のメカニズムに応じて、無線通信には次のような4種類の通信があります-
- スカイウェーブまたは電離圏通信
- 水平線によって制限された見通し内（LOS）マイクロ波通信
- 対流圏散乱通信
- 衛星通信
番号計画
開発の初期段階では、番号付けスキームは小さな単一の交換機に限定されていました。この交換機は、他の交換機が位置する町の名前で識別することで他の交換機に接続していました。 しかし、加入者数の増加に伴い、多くの交換が導入されました。
町のメインビジネスセンターにサービスを提供する大規模な中央取引所は「メインエクスチェンジ」と呼ばれ、さまざまな地域にサービスを提供する小規模な取引所は「サテライトエクスチェンジ」と呼ばれます。 メインエクスチェンジと衛星の完全なネットワークを含むエリアは、*マルチエクスチェンジエリア*として知られています。 特にマルチ交換エリア外の場所からのコールの場合は、呼び出された加入者の交換の場所を識別するために、共通の番号付けスキームが必要でした。
一般的な番号付けスキームは、リンクされた番号付けスキーム*と呼ばれ、町のすべての交換は、町の名前によって集合的に識別されました。 都市間および町間の長距離通信用の *Subscriber Trunk Dialing （STD）または Direct Distance Dialing （DDD）の導入により、Multi-exchangeエリアにも一意の識別番号が割り当てられました。 非常に長距離の通信を可能にするために、国際加入者ダイヤル（ISD）と呼ばれる国際ダイヤルが導入され、国際番号計画と国内番号計画が登場しました。
番号計画の種類
このセクションでは、電話ネットワークの番号計画について説明します。 計画は以下に簡単に説明されています-
オープン番号計画
これは Non-Uniform Numbering Plan とも呼ばれ、マルチエクスチェンジエリア内または国内の加入者を識別するために使用される桁数を大幅に変更できます。
セミオープン番号計画
この計画では、数字の長さがほぼ1桁または2桁異なることができます。 セミオープン番号計画は、インド、スウェーデン、スイス、英国などの国で一般的に使用されています。
クローズド番号計画
これは、*統一番号計画*とも呼ばれ、加入者番号の桁数が固定されています。 これは、フランス、ベルギー、カナダ、ハワイなどのいくつかの国と米国のいくつかの地域で使用されています。
国際番号計画または世界番号計画は、CCITTによって定義されています。 番号付けのために、世界はゾーンに分割されています。 次の図は、電話番号の構造を示しています。
国内番号は3つの部分で構成されています。 部品は以下のとおりです-
市外局番またはトランクコード
このコードは、呼び出された加入者の特定の番号領域またはマルチ交換領域を識別します。 このコードを使用すると、トランクコールのルーティングが決定され、課金されます。
交換コード
このコードは、番号付け領域内の特定の交換を識別します。 別のナンバリングエリアからの着信トランクコールのルーティング、または1つの交換機から発信され、同じナンバリングエリア内の別のエクスチェンジ宛てのコールのルーティングを決定します。
加入者回線番号
着信交換機で着信加入者回線を選択するために使用されます。 交換コードと加入者回線番号の組み合わせは、CCITT用語では加入者回線番号と呼ばれます。
充電プラン
通話料金は、各加入者回線に接続された計測器によって計算されるか、電子交換の場合に各加入者に割り当てられる計測レジスタごとに課金されます。 meter は充電ユニットの数をカウントし、そのカウントは pulse をメーターに送信することで増加します。 メーターの読み取り単位の数については、料金を課金単位に割り当てることにより請求書が発行されます。
個々の通話は、次のカテゴリに基づいて請求できます。
- 期間に依存しない充電
- 期間依存の充電
ナンバリングエリア内のローカルコールは、通常、期間に依存せずに課金されます。 期間依存の充電の場合、着信側の加入者が通話に応答すると、メーターが増分し始めます。 通話の設定に関係する交換の数に応じて、複数のパルスが充電メーターに送信されます。これは*マルチメーター*と呼ばれます。 計測パルスレートは、被呼加入者と発呼加入者の間の距離とともに1分あたり増加し続けます。
