Разница между isdn и pstn

Содержание:

ISDN против PSTN

«ТфОП» означает «коммутируемая телефонная сеть общего пользования», а «ЦСИС» означает «цифровая сеть с комплексными услугами». Одно из основных различий, которое можно увидеть между ними, заключается в том, что линии PSTN являются аналоговыми, а линии ISDN — цифровыми. При сравнении двух сетей линии PSTN используются для небольших компаний, а ISDL — для крупных компаний.

В отличие от ISDN, PSTN в основном используются как отдельные линии для фирм или компаний, которым требуется ADSL. С помощью цифровой сети с интегрированными услугами можно использовать до 2, 10, 20 или 30 каналов, которые могут работать с одной линией.

ISDN также называют системой телефонной сети с коммутацией каналов, которая была разработана для цифровой передачи данных и голоса по обычным телефонам. В отличие от PSTN, ISDN обеспечивает лучшее качество голоса. Более того, ISDN обеспечивает 128 кбит / с, что действительно хорошо для Интернета. PSTN имеет недостаток, заключающийся в том, что он не позволяет максимально использовать широкополосную связь.

Одной из ключевых особенностей цифровой сети с интеграцией служб является то, что она объединяет речь и данные в одной линии, которая недоступна для обычных телефонных проводов. При использовании ISDN можно совершать более быстрые вызовы, чем при использовании PSTN.

ТфОП был впервые создан с использованием флуктуирующих аналоговых сигналов и управляемых вручную распределительных щитов. Позже эти распределительные щиты были заменены автоматическими распределительными щитами, а затем цифровыми коммутационными технологиями.

В 1991 году был разработан ISDN. Лишь через год он стал доступен широкой публике. Интерфейс базовой скорости, интерфейс первичной скорости и широкополосный ISDN — это три доступных типа ISDN.

Хотя PSTN не разрешает два одновременных соединения, это разрешено в службе ISDN. Это означает, что можно использовать два одновременных соединения, таких как телефон, факс, передача данных, факс или видео.

Резюме:

1. Линии PSTN являются аналоговыми, а линии ISDN — цифровыми. 2. При сравнении двух сетей линии PSTN используются для небольших компаний, а ISDL — для крупных компаний. 3. ISDN обеспечивает 128 кбит / с, что очень хорошо для интернета. PSTN имеет недостаток, заключающийся в том, что он не позволяет максимально использовать широкополосную связь. 4. Пока PSTN не разрешает два одновременных соединения, это разрешено в службе ISDN. 5. При использовании ISDN можно совершать более быстрые вызовы, чем при использовании PSTN.

История сотовой связи

Эволюция систем сотовой связи включает в себя несколько поколений 1G, 2G, 3G и 4G. Ведутся работы в области создания сетей мобильной связи нового пятого поколения (5G). Стандарты различных поколений, в свою очередь, подразделяются на аналоговые (1G) и цифровые системы связи (остальные).

Рассмотрим их подробнее.

Связь всегда имела большое значение для человечества. Когда встречаются два человека, для общения им достаточно голоса, но при увеличении расстояния между ними возникает потребность в специальных инструментах. Когда в 1876 году Александр Грэхем Белл изобрел телефон, был сделан значительный шаг, позволивший общаться двум людям, однако для этого им необходимо было находиться рядом со стационарно установленным телефонным аппаратом! Более ста лет проводные линии были единственной возможностью организации телефонной связи для большинства людей. Системы радиосвязи, не зависящие от проводов для организации доступа к сети, были разработаны для специальных целей (например, армия, полиция, морской флот и замкнутые сети автомобильной радиосвязи), и, в конце концов, появились системы, позволившие людям общаться по телефону, используя радиосвязь. Эти системы предназначались главным образом для людей, ездивших на машинах, и стали известны как телефонные системы подвижной связи.

2.1 Подготовка персонала

Поскольку СТС представляет собой подсистему с высоким уровнем сложности и с высокими требованиями к надежности функционирования, для обеспечения требуемой надежности СТС необходимо, чтобы управление ее оборудованием осуществляли специалисты, обладающие знаниями и навыками в объеме, соответствующем содержанию сертифицированных курсов компании Cisco Systems. Рекомендуются следующие курсы:

— CVOICE (Cisco Voice Over IP, Передача голоса поверх IP в сетях Cisco);

— IPTT (IP Telephony Troubleshooting, Решение проблем связанных с IP-телефонией);

— CIPT (Cisco IP Telephony, IP-телефония в сетях Cisco).

Минимальное количество сотрудников, необходимых для обслуживания и управления СТС, составляет два человека.

Основные цифровые стандарты систем сотовой связи второго поколения:

• D-AMPS (Digital AMPS — цифровой AMPS; диапазоны 800 МГц и 1900 МГц);
• GSM (Global System for Mobile communications – глобальная система мобильной связи, диапазоны 900, 1800 и 1900 МГц);
• CDMA (диапазоны 800 и 1900 МГц);
• JDC (Japanese Digital Cellular – японский стандарт цифровой сотовой связи).

Табл. 2. Сравнение систем сотовой связи второго поколения (2G)

 Третье поколение мобильной связи (3G)

Дальнейшим развитием сетей мобильной связи стал переход к третьему поколению (3G). 3G – это стандарт мобильной цифровой связи, который под аббревиатурой IMT-2000 (англ. International Mobile Telecommunications – международная мобильная связь 2000) объединяет пять стандартов – W-CDMA, CDMA2000, TD-CDMA/TD-SCDMA, DECT (англ. Digital Enhanced Cordless Telecommunication – технология улучшенной цифровой беспроводной связи). Из перечисленных составных частей 3G только первые три представляют собой полноценные стандарты сотовой связи третьего поколения. DECT – это стандарт беспроводной телефонии домашнего или офисного назначения, который в рамках мобильных технологий третьего поколения, может использоваться только для организации точек горячего подключения (хот-спотов) к данным сетям.

Стандарт IMT-2000 дает четкое определения сетей 3G – под мобильной сетью третьего поколения понимается интегрированная мобильная сеть, которая обеспечивает: для неподвижных абонентов скорость обмена информацией не менее 2048 кбит/с, для абонентов, движущихся со скоростью не более 3 км/ч — 384 кбит/с, для абонентов, перемещающихся со скоростью не более 120 км/ч – 144 кбит/с. При глобальном спутниковом покрытии сети 3G должны обеспечивать скорость обмена не менее 64 кбит/с. Основой всех стандартов третьего поколения являются протоколы множественного доступ с кодовым разделением каналов. Подобная технология сетевого доступа не является чем-то принципиально новым. Первая работа, посвященная этой теме, была опубликована в СССР еще в 1935 году Д.В. Агеевым.

Технически сети с кодовым разделением каналов работают следующим образом – каждому пользователю присваивается определенный числовой код, который распространяется по всей полосе частот, выделенных для работы сети. При этом какое-либо временное разделение сигналов отсутствует, и абоненты используют всю ширину канала. При этом, естественно, сигналы абонентов накладываются друг на друга, но благодаря числовому коду могут быть легко дифференцированы. Как было упомянуто выше, данная технология известна достаточно давно, однако до середины 80-х годов прошлого века она была засекреченной и использовалась исключительно военными и спецслужбами. После снятия грифов секретности началось ее активное использование и в гражданских системах связи.

История

В 1876 году Александр Грэм Белл разработал основы аналогового телефона.

В самом начале связь налаживается операторами , благодаря системе гибких шнуров, оборудованных заглушками и таблицами прибытия и отбытия абонентов. Затем появились системы автоматического переключения , которые продолжали совершенствоваться: сначала электромеханические , затем электронные , теперь они цифровые и полностью управляются компьютером . Алмон Строуджер изобрел, а затем запатентовал в 1891 году первый автоматический переключатель и десятизначный набор номера, чтобы установить без помощи человека-оператора связь между двумя абонентами телефонной станции. Первые выключатели установлены в США в конце XIX — го  века и в начале XX — го  века.

С начала (1880-х гг.) До конца 1980-х гг. Между двумя абонентами существовала электрическая непрерывность: между двумя телефонами устанавливается временная физическая электрическая цепь (за исключением связи на очень большом расстоянии), пересекая все большее количество стандартов, чем существует. расстояние, которое необходимо преодолеть.

• Для соединений между коммутаторами громоздкие многопарные кабели, а затем цифровые коаксиальные кабели , теперь заменяются пучками волоконно-оптических кабелей . Последний допускает гораздо более высокие скорости, своего рода шоссе, которое приносит пользу цифровым информационным и коммуникационным технологиям.
• Чтобы установить двухточечную связь, абонент набирает номер, так что коммутаторы центральных офисов соединяют вызывающего абонента с вызываемой стороной. Коммутатор резервирует канал связи на время связи между подключенными абонентами.
• Первые системы коммутации включали несколько десятков абонентских розеток, электромеханические переключатели, а также современные электронные и компьютерные переключатели, которые могли управлять несколькими тысячами абонентов (до 100000 на одну базовую цепочку для самых современных), зная, что «в среднем только небольшая часть из них». будут общаться одновременно.
• Цифровая передача с «  одобренными модемами PSTN» разрешена, но « аналоговая  » сеть PSTN  не очень подходит для передачи цифровых данных, максимальная скорость передачи данных едва превышает 56  кбит / с .

Technology[edit]

Network topologyedit

The PSTN network architecture had to evolve over the years to support increasing numbers of subscribers, calls, connections to other countries, direct dialing and so on. The model developed by the United States and Canada was adopted by other nations, with adaptations for local markets.

The original concept was that the telephone exchanges are arranged into hierarchies, so that if a call cannot be handled in a local cluster, it is passed to one higher up for onward routing. This reduced the number of connecting trunks required between operators over long distances and also kept local traffic separate.

However, in modern networks the cost of transmission and equipment is lower and, although hierarchies still exist, they are much flatter, with perhaps only two layers.

Digital channelsedit

Most automated telephone exchanges use digital switching rather than mechanical or analog switching. The trunks connecting the exchanges are also digital, called circuits or channels. However analog two-wire circuits are still used to connect the last mile from the exchange to the telephone in the home (also called the local loop). To carry a typical phone call from a calling party to a called party, the analog audio signal is digitized at an 8 kHz sample rate with 8-bit resolution using a special type of nonlinear pulse-code modulation known as G.711. The call is then transmitted from one end to another via telephone exchanges. The call is switched using a call set up protocol (usually ISUP) between the telephone exchanges under an overall routing strategy.

The call is carried over the PSTN using a 64 kbit/s channel, originally designed by Bell Labs. The name given to this channel is Digital Signal 0 (DS0). The DS0 circuit is the basic granularity of circuit switching in a telephone exchange. A DS0 is also known as a timeslot because DS0s are aggregated in time-division multiplexing (TDM) equipment to form higher capacity communication links.

A Digital Signal 1 (DS1) circuit carries 24 DS0s on a North American or Japanese T-carrier (T1) line, or 32 DS0s (30 for calls plus two for framing and signaling) on an E-carrier (E1) line used in most other countries. In modern networks, the multiplexing function is moved as close to the end user as possible, usually into cabinets at the roadside in residential areas, or into large business premises.

These aggregated circuits are conveyed from the initial multiplexer to the exchange over a set of equipment collectively known as the access network. The access network and inter-exchange transport use synchronous optical transmission, for example, SONET and Synchronous Digital Hierarchy (SDH) technologies, although some parts still use the older PDH technology.

Within the access network, there are a number of reference points defined. Most of these are of interest mainly to ISDN but one – the V reference point – is of more general interest. This is the reference point between a primary multiplexer and an exchange. The protocols at this reference point were standardized in ETSI areas as the V5 interface.

Impact on IP standardsedit

Voice quality over PSTN networks was used as the benchmark for the development of the Telecommunications Industry Association’s TIA-TSB-116 standard on voice-quality recommendations for IP telephony, to determine acceptable levels of audio delay and echo.

История [ править ]

Коммерциализация телефона началась в 1876 году, когда приборы работали парами для частного использования между двумя местами. Пользователи, которые хотели общаться с людьми в разных местах, имели столько телефонов, сколько необходимо для этой цели. Оповещение другого пользователя о желании установить телефонный звонок осуществлялось громким свистом в передатчик, пока другой абонент не услышал сигнал тревоги. Вскоре на станции были добавлены колокола для сигнализации , так что дежурному больше не нужно было ждать свистка.

Позже телефоны использовали принцип обмена, уже применявшийся в телеграфных сетях. Каждый телефон был подключен к телефонной станции, установленной для города или района. Для связи за пределами этой зоны обмена между станциями были установлены соединительные линии . Сети были спроектированы иерархически, пока они не охватили города, страны, континенты и океаны.

Автоматизация ввела импульсный набор номера между телефоном и АТС, так что каждый абонент мог напрямую набирать другого абонента, подключенного к той же АТС, но междугородные звонки через несколько АТС требовали ручного переключения операторов. Позже более сложная адресная сигнализация, включая многочастотные методы сигнализации, позволила абонентам осуществлять междугородние звонки с прямым набором номера, что привело к созданию сети Signaling System 7 (SS7), которая контролировала вызовы между большинством АТС к концу 20 века.

Рост сети PSTN означал, что необходимо было внедрить методы управления телетрафиком, чтобы обеспечить пользователям гарантии качества обслуживания (QoS). В результате работы AK Erlang были заложены математические основы методов, необходимых для определения требований к мощности и конфигурации оборудования, а также количества персонала, необходимого для предоставления услуг определенного уровня.

В 1970-х годах телекоммуникационная отрасль начала внедрять услуги передачи данных в сети с коммутацией пакетов с использованием протокола X.25 , передаваемого через большую часть сквозного оборудования, которое уже использовалось в PSTN.

В 1980-х годах отрасль начала планировать цифровые услуги, предполагая, что они будут во многом следовать той же схеме, что и голосовые услуги, и задумала услуги сквозной коммутации каналов, известные как широкополосная цифровая сеть с интегрированными услугами (B-ISDN). Видение B-ISDN было вытеснено революционными технологиями Интернета.

На рубеже 21 века в самых старых частях телефонной сети по-прежнему используются аналоговые технологии для создания петли последней мили до конечного пользователя. Однако цифровые технологии, такие как DSL , ISDN , FTTx и кабельные модемы , стали более распространенными в этой части сети.

Несколько крупных частных телефонных сетей не подключены к PSTN, как правило, в военных целях. Существуют также частные сети, которыми управляют крупные компании, которые связаны с PSTN только через ограниченные шлюзы , такие как большая частная телефонная станция (PBX).

Иерархический принцип построения ТфОП и GSM России

Рис. 1. Структура ТфОП Российской Федерации

1. местные сети, образуемые в пределах административной территории. Местные сети подразделяются на городские и сельские;
2. зоновые (региональные) сети, образуемые в пределах территории одного или нескольких субъектов Федерации (регионов). Всего в стране 89 зон;
3. магистральная (междугородная) сеть связывает между собой узлы субъектов Российской Федерации и узлы центра Российской Федерации. Магистральная сеть обеспечивает транзит потоков сообщений между зоновыми сетями с помощью узлов автоматической коммутации (УАК), связанных между собой по схеме «каждый с каждым» (полносвязная схема). В ТфОП Российской Федерации действует восемь УАК, расположенных в городах Екатеринбург, Иркутск, Москва, Новосибирск, Ростов-на-Дону, Самара, Санкт-Петербург, Хабаровск. Шлюз между зоновыми сетями и магистральной сетью является автоматическая междугородная телефонная станция (АМТС). Каждая такая АМТС для надёжности связи соединена не менее, чем с двумя УАК, а также прямыми пучками каналов с АМТС других географических зон при соответствующем взаимном тяготении.
4. международная сеть общего пользования присоединена к сетям связи иностранных государств через международные центры коммутации (МЦК).

Крупные городские сети ёмкостью до 8 млн. номеров образуют ещё один иерархический уровень с узлами входящего и исходящего сообщений (УИВС). УИВС каждого района города соединён со всеми остальными узлами УИВС города. На такой сети размещается как минимум одна АМТС.

Такой принцип иерархического построения ТфОП позволяет избежать установления каналов связи между всеми узлами коммутации нижнего уровня, равного числу сочетаний по два числа этих узлов. Для ТфОП Российской Федерации отсутствие транзитного уровня магистральной сети при числе зоновых АМТС n=89 потребовало бы Cn2=n⋅(n−1)2=89×882=3916{\displaystyle C_{n}^{2}={\frac {n\cdot (n-1)}{2}}={\frac {89\times 88}{2}}=3916} каналов связи между зоновыми АМТС. При использовании магистральной сети потребовалось 28 каналов между всеми восьми УАКами и 178 каналов между АМТС и УАКами.

Сети связи предоставляют одну службу (например, телефонию или передачу данных) или мультисервисные службы (телефон, видео, передача данных).

Федеральная сеть подвижной радиотелефонной связи общего пользования России стандарта GSM также построена по иерархическому принципу. Нижний уровень представляет сети отдельных операторов (одного или нескольких регионов страны) и верхний транзитный уровень, представляющий 7 транзитных центров коммутиации (ТЦК), соединённых по схеме «каждый с каждым». Место размещения ТЦК совпадает с расположением УАКов. Основное назначение транзитной сети – объединение сетей отдельных операторов в федеральную сеть GSM. В составе транзитной сети могут создаваться локальные центры коммутации (ЛЦК), размещённые в некоторых субъектах Федерации. ЛЦК представляют узлы доступа к транзитной сети от узлов субъекта Федерации, а также обеспечивают операторам подвижной и фиксированной связи межсетевое взаимодействие на местном уровне.

Рис. 2. Установление соединения и передача данных в сети КК

Сети связи по типам коммутации подразделяются на коммутацию каналов КК, коммутацию пакетов КП (пакетную коммутацию ПК). Сети ТфОП или глобальная система связи с мобильными объектами GSM (Global System for Mobile communication) являются примерами сети КК.

При КК под соединение двух оконечных пользователей занимается физический канал, который не может использоваться для других соединений в сети в течение сеанса связи независимо от того, ведётся передача в данный момент или нет.

На рисунке 2 приведена диаграмма установления соединения и передачи информации в режиме коммутации каналов.

Абонент  ai{\displaystyle ~a_{i}} инициирует установление связи с абонентом  aj{\displaystyle ~a_{j}}. Узел (коммутатор) связи А, используя адрес абонента  aj{\displaystyle ~a_{j}}, выбирает физический канал с промежуточным узлом коммутации узлом B. Процедура повторяется с промежуточным узлом коммутации C и оконечным узлом коммутации D. После получения ответа с узла D устанавливается физическое соединение между узлами  ai{\displaystyle ~a_{i}} и  aj{\displaystyle ~a_{j}}, а затем начинается передача данных.

Принцип коммутации пакетов приводится ниже при описании соотвествующих технологий сетей связи.

Крупные телекоммуникационные компании

Сфера предоставления телекоммуникационных услуг отмечена крупнейшими поставщиками проводной, сотовой связи, интернет провайдинга, кабельного телевидения.

Лидерами отрасли являются компании «МТС», «Ростелеком», «Мегафон», «ТрансТелеКом», «Эр-телеком», «Межрегиональный Транзиттелеком», «Космическая связь».

Сегодня современный рынок телекоммуникации продолжает демонстрировать признаки насыщения, но бизнес-операторы ищут новые ниши для дальнейшего развития.

Одним из основных направлений является предоставление комплексного сервиса на стыке информационных технологий и телекоммуникаций.

Современные телекоммуникационные технологии разных видов демонстрируется на выставке «Связь», проходящей в ЦВК Москвы.

Телекоммуникационные технологииТехнические и программные средстваОбласти применения телекоммуникационных технологий

MGCP

Протокол MGCP представляет собой пример модели с централизованным управлением вызовами. Он определяет управление телефонными шлюзами с центрального управляющего компонента, называемого телефонным агентом (Call Agent). Шлюзы взаимодействуют с агентами, которые осуществляют сигнализацию и обработку вызовов.

Компоненты MGCP

В MGCP-окружении используются следующие компоненты:

• конечные точки;
• шлюзы;
• телефонный агент (назовем для краткости агентом).

Конечные точки — это точки соединения пакетной сети и традиционной телефонной сети. Они могут быть физическими и логическими. Шлюзы — это узлы объединения конечных точек.

Телефонный агент MGC (Media Gateway Controller) представляет собой центральный управляющий элемент в MGCP-окружении. MGC осуществляет управление деятельностью шлюзов в предположении, что шлюзы фиксируют события и докладывают о них. Агент, основываясь на событиях, инструктирует шлюзы о действиях, которые необходимо предпринимать. Он также инициирует все VoIP-этапы соединения.

Понятия MGCP

Базовые понятия MGCP:

• вызовы и соединения. Позволяют устанавливать сквозные соединения двух и более конечных точек.
• События и сигналы. Позволяют телефонным агентам инструктировать шлюзы.
• Цифровые карты и пакеты. Позволяют шлюзам определять пункт назначения вызовов.

Рисунок 11. Компоненты MGCP

Взаимодействие агентов и шлюзов

Процесс взаимодействия телефонного агента со шлюзами для обеспечения телефонного вызова можно описать следующей последовательностью действий (Рис. 11):

Рисунок 12. Взаимодействие шлюзов с агентом

1. Агент направляет сообщение RQNT (Request Notification) каждому шлюзу. Этот запрос дает инструкцию шлюзам ждать события off-hook (когда снимается телефонная трубка) и дать гудок, когда такое событие произойдет. Агент также сообщает о необходимости мониторинга других событий. Предоставляя цифровую карту в запросе, агент позволяет шлюзам собрать цифры перед тем как информировать о событии агента (иначе шлюз не будет «знать», когда набор номера завершается, будет вынужден посылать агенту все цифры набора по одной).
2. Шлюз отвечает на запрос. С этого момента агент и шлюзы ждут событий.
3. Пользователь на шлюзе А поднял трубку. Следуя инструкции, шлюз дает телефонный гудок. Так как у шлюза есть карта номеров, он начинает собирать набираемые цифры, пока не будет получено соответствие (или пока набранные цифры не покажут, что соответствие невозможно).
4. Шлюз А посылает оповещение (NTFY) агенту, сообщая ему, что требуемое событие произошло. Оповещение включает в себя конечную точку, событие и набранные цифры.
5. После подтверждения возможности звонка агент инструктирует шлюз А создать соединение (CRCX) с его конечной точкой.
6. Шлюз отвечает дескриптором сессии. Дескриптор определяет, как минимум, IP-адрес и UDP-порт для последующей RTP-сессии. Шлюз не имеет дескриптора сессии удаленной стороны, и соединение переходит в режим ожидания.
7. Агент отправляет запрос на соединение шлюзу В. В запросе агент предоставляет дескриптор сессии, который он получил от шлюза А. Агент также посылает инструкции о том, какие в данный момент события важны и какие сигналы шлюзу генерировать. В данном случае таким событием является off-hook, сигналом — звонок.
8. Шлюз В отвечает на запрос и сообщает свой дескриптор сессии.
9. Агент передает дескриптор сессии шлюзу А в запросе MDCX (Modify Connection). Теперь шлюзы могут установить RTP-сессии для передачи голоса.
10. В конце вызова одна из конечных точек распознает переход в состояние on-hook (трубка повешена). Допустим, это случилось на шлюзе А. Так как агент проинструктировал сообщить о таком событии, шлюз А посылает агенту уведомление.
11. Агент рассылает сообщение DLCX (Delete Connection) каждому шлюзу.
12. Шлюзы удаляют соединения и отвечают.

Эпоха 3G в телекоммуникационной отрасли

В 1996 году в Европе был учрежден форум UMTS (Универсальная система мобильной связи), который сосредоточился на координации исследований в области европейских стандартов 3G. Европейский лагерь в лице Nokia, Ericsson и Alcatel четко осознает преимущества CDMA. Таким образом, они разработали систему W-CDMA с аналогичными принципами.

Он называется W-CDMA (Wide-CDMA), потому что его полоса пропускания канала достигает 5 МГц, что шире, чем 1,25 МГц CDMA2000.

Многие люди не понимают отношения между UMTS и WCDMA. Фактически, UMTS — это общий термин для обозначения 3G в Европе. WCDMA является реализацией UMTS и обычно относится к части беспроводного интерфейса. TD-SCDMA, о котором мы будем говорить позже, также принадлежит к UMTS.

Чтобы иметь возможность конкурировать с Соединенными Штатами, European ETSI также совместно учредила 3GPP (проект партнерства третьего поколения) с Японией, Китаем и т. д., чтобы сотрудничать в разработке глобальных стандартов мобильной связи третьего поколения.

В противоположность этому, в североамериканском лагере разные мнения.