Структура телефонной системы

Вскоре после того, как Александр Грэхем Белл (Alexander Graham Bell) в 1876 году запатентовал телефон, на его изобретение появился огромный спрос. Вначале этот рыночный сектор занимался торговлей телефонными аппаратами, которые продавались парами. Задача протягивания между ними единственного провода была возложена на покупателя. Если владелец телефона хотел поговорить с n другими владельцами телефонов, ему приходилось протягивать отдельные провода ко всем n домам. За первый год существования такой телефонной сети города оказались опутанными настоящей сетью из проводов, тянущихся над домами и деревьями в полнейшем беспорядке. Стало очевидно, что модель соединения телефонов ≪каждый с каждым≫ работать не будет (рис. 2.25, а).

К чести Белла, он заметил это и основал телефонную компанию Bell Telephone Company, открывшую свой первый офис в 1878 году в Нью-Хэйвене, штат Коннектикут. Компания прокладывала провод к каждому дому или офису пользователя. Чтобы позвонить, пользователь должен был покрутить ручку телефона, при этом в офисе телефонной компании звенел звонок, привлекающий внимание оператора, который вручную соединял звонившего с требуемым номером, втыкая разъем в нужное гнездо.

Структура телефонной сети с одним коммутатором изображена на рис. 2.25, б. Довольно скоро подобные офисы компании Bell System стали появляться повсюду, кроме того, возник спрос на междугородную связь, поэтому Bell System стала соединять свои офисы. Вскоре они столкнулись опять с той же проблемой: задача соединения каждого офиса с каждым очень быстро стала невыполнимой, поэтому были созданы офисы второго уровня (рис. 2.29, в). Через некоторое время количество офисов второго уровня также стало слишком большим. В конце концов, иерархия разрослась до пяти уровней.

Если абонент, подключенный к оконечному коммутатору, позвонит другому абоненту, подключенному к тому же коммутатору, то коммутирующий механизм установит между ними прямое электрическое соединение. Это соединение будет сохраняться в течение всего разговора.

Если же абоненты подключены к разным оконечным станциям, то должна использоваться другая процедура. У каждой оконечной станции имеется несколько линий к одному или нескольким коммутационным центрам, называемым пригородно-междугородными станциями (или, если они расположены в одной области, транзитными станциями). Соединяющие их линии называются междугородными. Число различных видов центров коммутации и их топология различна в разных странах в зависимости от телефонной плотности страны.

Если оба абонента подключены к одной и той же междугородной станции (что вполне вероятно, если они находятся недалеко друг от друга), то связь может быть установлена этой междугородной станцией. На рис. 2.25, в показана телефонная сеть, состоящая только из телефонных аппаратов (маленькие точки), оконечных коммутаторов (большие точки) и междугородных станций (квадраты).

Если у абонентов нет общей междугородной станции, то связь между ними будет установлена на более высоком иерархическом уровне. Междугородные станции связываются друг с другом высокоскоростными межстанционными линиями. Вплоть до

1984 года, когда распалась корпорация AT&T, телефонная система представляла собой многоуровневую иерархическую маршрутизацию, для поиска пути заходящую на более высокие уровни иерархии до тех пор, пока не обнаружится общий коммутатор. Эта схема была заменена более гибкой, неиерархической маршрутизацией. Рисунок 2.26 показывает, как могло бы быть направлено дальнее соединение.

В телекоммуникациях применяется широкий спектр сред передачи данных. В отличие от современных офисных зданий, где проводка обычно категории 5, местные линии связи в дома по большей части состоят из витых пар категории 3, а волокно только начинает там появляться. Для связи между коммутаторами широко используются коаксиальные кабели, микроволновая связь и особенно оптоволоконные кабели.

В прошлом телефонная система была аналоговой, в виде электрического напряжения передавался сам голосовой сигнал. С появлением оптического волокна, цифровой электроники и компьютеров стала возможной цифровая передача сигнала на всех уровнях иерархии, кроме местных линий связи — последнего аналогового звена цепи. Цифровая связь предпочтительней потому, что нет необходимости в точности воспроизводить форму аналогового сигнала после того, как он проходит через множество коммутаторов и усилителей. Достаточно распознать лишь одно из двух состояний линии: 0 или 1. Это свойство делает цифровую передачу более надежной, чем аналоговая. К тому же она дешевле и проще в обслуживании.

В целом, телефонная система состоит из следующих трех главных компонентов.

1. Местные линии связи (аналоговые витые пары, подводящиеся в дома и офисы).

2. Магистральные каналы (цифровая связь на базе оптоволокна между коммутационными станциями).

3. Коммутационные станции (в них вызовы переадресуются с одних магистралей на

другие).

Дата добавления: 2015-10-02