PSTN nədir və nədən ibarətdir

Siz adi şəhər telefonunun nömrəsini yığırsınız və bir neçə saniyədən sonra həmsöhbətin aparatı zəng çalır. İki telefon arasında bir uzun naqil yoxdur: çağırış xətlər və stansiyalar zənciri ilə keçir, bu zəncirə ümumi istifadəli telefon şəbəkəsi deyilir. Bu, alt kursun birinci dərsidir. Burada şəbəkənin bütün hissələrini adlandıracaq, bir çağırışı aparatdan aparata qədər izləyəcək və onun neçə kanal tutduğunu hesablayacağıq. Alt kurs telbasics kursuna əsaslanır, ona görə onun dərslərinə tez-tez istinad olunacaq.

Məqsəd və nə bilmək lazımdır

Dərsdən sonra siz:

• PSTN adını hərflərlə açıb belə şəbəkənin özəl şəbəkədən fərqini izah edə biləcəksiniz;
• şəbəkənin hissələrini (telefon aparatı, abunəçi xətti, yerli stansiya, stansiyalararası xətlər, tranzit stansiya) adlandırıb hər birinin nə etdiyini deyə biləcəksiniz;
• iki şəhər arasında çağırışın yolunu izləyib səsin harada analoq, harada rəqəmsal olduğunu göstərə biləcəksiniz;
• eyni vaxtda gedən verilmiş sayda danışıq üçün iki stansiya arasında neçə E1 axını lazım olduğunu hesablaya biləcəksiniz;
• abunəçinin şikayətinə görə nasazlığın axtarışına yolun hansı hissəsindən başlamaq lazım olduğunu deyə biləcəksiniz.

Əvvəlcədən nə bilmək lazımdır: telbasics kursunun hamısı, xüsusilə 1, 3, 16, 25, 31 və 42-ci dərslər. 1-ci dərsdən — stansiya, abunəçi, operator və «hər kəs hər kəslə» xətlərin sayı n × (n − 1) / 2. 3-cü dərsdən — çağırış, şəbəkənin üç hissəsi (giriş, transport, nüvə) və iki müstəvi: idarəetmə («birləşmə barədə razılaşmaq») və istifadəçi (səsin özü). 16-cı dərsdən — 300–3400 Hs tonal tezlik kanalı. 25-ci dərsdən — 64 kbit/s rəqəmsal kanal (DS0). 31-ci dərsdən — E1 axını: 32 taymslot, onlardan 30-u səs taymslotudur. 42-ci dərsdən — kanal kommutasiyası: çağırış stansiyalararası hər xəttdə bir kanal tutur.

Həyatdan tapşırıq

Operatorun növbətçi xidmətinə səhər üç şikayət gəlib. Birincisi: 12-ci mənzildə telefon susur, qonşularda hər şey işləyir. İkincisi: bir rayonun bütün abunəçilərində səhər saat səkkizdən telefonlar işləmir. Üçüncüsü: şəhər daxilində zənglər keçir, Bakıya isə çoxlu abunəçi tez-tez təkrarlanan qısa siqnallar eşidir. Hər halda nasazlığı harada axtarmaq lazımdır? Buna yalnız çağırış yolunun hansı hissələrdən ibarət olduğunu və kimin hansı hissəyə qoşulduğunu bilməklə cavab vermək olar. Elə bu xəritəni quracağıq.

PSTN nədir

PSTN (public switched telephone network) — ümumi istifadəli telefon şəbəkəsidir. Danışıqda ona «şəhər telefon şəbəkəsi» və ya «adi telefon» deyirlər, adi analoq telefonun xidmətini isə tez-tez POTS (plain old telephone service, «köhnə yaxşı telefon xidməti») adlandırırlar. Bütün bu sözlər eyni şəbəkəyə aiddir. PSTN adı hərflərlə belə oxunur:

«Ümumi istifadəli» sözləri standartdır. ITU-T P.10/G.100 tövsiyəsində (6.204-cü bənd) PSTN ötürmə və kommutasiya aparan, imkanları geniş ictimaiyyət üçün açıq olan, müəyyən istifadəçi qrupu ilə məhdudlaşmayan istənilən şəbəkə kimi təyin olunur. Özəl şəbəkə, məsələn, yalnız öz ofislərini birləşdirən bir şirkətin stansiyaları, bu tərifə uyğun gəlmir. Amma o, öz stansiyası vasitəsilə PSTN-ə qoşula bilər: ofis stansiyası ofis ATS-i (PBX) adlanır (ətraflı — 7-ci dərs).

💡 PSTN bütün elektrik rabitəsi deyil. Mobil şəbəkə və internet başqa şəbəkələrdir. PSTN onlarla qoşulma nöqtələrində birləşir, şəhər telefonundan mobil telefona zəng isə hər iki şəbəkədən keçir (telbasics kursu, 3-cü dərs).

PSTN nədən ibarətdir: çağırışın yolu

telbasics kursunun birinci dərsindəki çağırışı götürək: Gəncədəki nənə Bakıdakı xalasına şəhər nömrəsi ilə zəng edir. Aşağıdakı bəndlərin nömrələri sxemdəki nömrələrlə üst-üstə düşür.

1. Aparat və abunəçi xətti. Telefon aparatı ən tanış son qurğudur (terminal): siqnalın şəbəkəyə daxil olduğu və ondan çıxdığı zəncirin ucu. O, səsi elektrik siqnalına və əksinə çevirir (telbasics kursu, 13-cü dərs). Son qurğu faks da, modem də, «abunəçi» kimi qoşulmuş ofis stansiyası da ola bilər. Aparatdan stansiyaya abunəçi xətti gedir — bir cüt mis naqil. Hər abunəçinin öz xətti var, ona görə xətlərin sayı abunəçilərin sayı qədərdir (telbasics kursu, 1-ci dərs). Onda siqnal analoqdur. Ətraflı — 3-cü dərs.
2. Yerli stansiya. Ona rayonun abunəçi xətləri toplanır. Stansiya abunəçinin zəng etmək istədiyini görür, yığılan nömrəni qəbul edir və çağırışı hara yönəltmək lazım olduğunu qərara alır. Zəng edilən də eyni stansiyaya qoşulubsa, stansiya iki abunəçini özü birləşdirir və çağırış onun hüdudlarından çıxmır. Stansiyanın girişində səs rəqəmsallaşdırılır: saniyədə 8000 ani qiymət, hər biri 8 bit, 64 kbit/s verir (telbasics kursu, 25-ci dərs). Ətraflı — 2 və 4-cü dərslər.
3. Stansiyalararası xətt (ingiliscə trunk) — iki stansiya arasındakı xəttdir. Abunəçi xəttindən fərqli olaraq, o, çoxlu danışıq üçün ümumidir və rəqəmsaldır. Çox vaxt bu, 30 səs kanallı E1 axınıdır (telbasics kursu, 31-ci dərs). Bir çağırış belə xəttdə bir kanal tutur (telbasics kursu, 42-ci dərs).
4. Tranzit stansiya. O, stansiyaları bir-biri ilə birləşdirir, abunəçiləri isə ona qoşmurlar. Çağırış bir stansiyalararası xətlə gəlir, digəri ilə gedir — qovşaq stansiyasında yolunu dəyişən qatar kimi. Belə stansiyaların nə üçün lazım olduğu — 2-ci dərs.
5. Yolun ikinci yarısı güzgü kimidir: stansiyalararası xətt və zəng edilənin şəhərinin yerli stansiyası. O, xalanın xəttini tapır, onun boş olub-olmadığını yoxlayır və aparatına çağırış verir. Burada rəqəmsal səs yenidən analoq siqnala çevrilir.
6. Abunəçi xətti və B aparatı. Xala dəstəyi qaldırır və danışıq hər iki istiqamətdə eyni vaxtda gedir (dupleks, telbasics kursu, 1-ci dərs).

Sxemdəki mavi nöqtələr çağırış barədə razılaşmadır (idarəetmə müstəvisi), yaşıllar — səsdir (istifadəçi müstəvisi). Əvvəl stansiyalar razılaşır, sonra danışıq gedir (telbasics kursu, 3-cü dərs).

Nümunənin təhlili: Gəncə — Bakı çağırışı

element                    what it does                        signal
phone A                    voice <-> electric signal           analog
subscriber line A          copper pair to the exchange         analog
local exchange 1 (Ganja)   takes the number, sets up the path  analog -> digital
trunk 1 (E1)               30 channels shared by many calls    digital
transit exchange           joins two exchanges                 digital
trunk 2 (E1)               30 channels shared by many calls    digital
local exchange 2 (Baku)    finds line B, rings phone B         digital -> analog
subscriber line B          copper pair from the exchange       analog
phone B                    electric signal <-> voice           analog

Sətir-sətir:

1. A aparatı və A xətti — analoq hissədir. Onlar yalnız A abunəçisinə məxsusdur, ona görə şəbəkənin ümumi resurslarını tutmur.
2. Gəncə stansiyası nömrəni qəbul edir, yolu seçir və səsi ədədlərə çevirir.
3. Birinci stansiyalararası xətt üzrə səs rəqəmsal gedir, E1 axınının 30 kanalından birində. Qalan 29 kanal bu vaxt başqa danışıqlarla məşğuldur və ya boşdur.
4. Tranzit stansiya səsi birinci xəttin kanalından ikincinin kanalına keçirir (telbasics kursu, 41-ci dərs). Onun abunəçiləri yoxdur.
5. Bakı stansiyası B xəttini tapır və çağırış verir. Xala cavab verəndə səs onun aparatı üçün cərəyana çevrilir.

İndi bu çağırışın şəbəkənin ümumi resurslarından nə qədər tutduğunu hesablayaq:

exchanges on the path:  N = 3
trunks between them:    N - 1 = 2
channels held:          2   (one per trunk, used both ways)
speed held:             2 x 128 kbit/s = 256 kbit/s
subscriber lines:       not counted (they belong to the subscribers)

telbasics kursunun (42-ci dərs) düsturunu üç stansiyaya tətbiq etdik: 2 × 64 = 128 kbit/s olan iki kanal, cəmi 256 kbit/s. Eyni yerli stansiyanın iki abunəçisi arasındakı çağırış 0 kanal tutur: stansiya onları öz daxilində birləşdirir.

Kənarlarda analoq, daxildə rəqəmsal

Adi analoq telefonda səs abunəçi xətti ilə səslə birlikdə dəyişən cərəyan şəklində gedir (telbasics kursu, 13-cü dərs). Cərəyan yerli stansiyaya daxil olan kimi onu rəqəmsallaşdırırlar: kanal 300–3400 Hs zolağı üçün nəzərdə tutulub, ondan saniyədə 8000 ani qiymət götürülür, hər biri 8 bitlə kodlanır və 64 kbit/s alınır (telbasics kursu, 25-ci dərs; G.711 tövsiyəsi). Sonra səs ədədlərdir: 64 kbit/s-lik kanallar E1 kadrlarına yığılır, kadrlar isə stansiyalararası xətlərlə gedir (telbasics kursu, 30 və 31-ci dərslər). Zəng edilənin stansiyasında ədədlər yenidən cərəyana çevrilir və o, xətlə B aparatına gedir.

Bu nə üçün belə qurulub? Rəqəmsal siqnalı yolda bərpa etmək olar, ona görə küy yığılmır, onu axınlara yığmaq da asandır (telbasics kursu, 17 və 21-ci dərslər). Stansiyalar arasındakı ümumi xətlər üçün bu sərfəlidir. Aparat və abunəçi xətti isə analoq qalır, çünki onlar hər abunəçinin öz aparatı və öz xəttidir, artıq çəkilib, aparatın özü isə sadə və ucuzdur. Rəqəmsal abunəçi xətləri də var, amma bu, ayrıca mövzudur.

💡 Sərhədləri yadda saxlayın: birinci stansiyanın girişindən sonuncunun çıxışına qədər səs rəqəmsaldır, abunəçi xətlərinin özündə isə analoqdur.

Operatorlar: çoxlarından ibarət bir şəbəkə

PSTN-in stansiyaları və xətləri operatorlara məxsusdur (telbasics kursu, 1-ci dərs). Ölkədə onlardan bir neçəsi var və hər biri öz şəbəkəsini qurur. Şəbəkələr bir-biri ilə qoşulma nöqtələrində, adətən eyni E1 axınları ilə birləşdirilib, ona görə bir operatorun abunəçisi digərinin abunəçisinə zəng edə bilir. «Ümumi istifadəli» «bir şirkət» deyil, «hamı üçün açıq vahid nömrələr və qoşulma nöqtələri sistemi» deməkdir. Ətraflı — 6-cı dərs.

Gündəlik həyatdan dörd çağırış:

• Siz eyni stansiyaya qoşulmuş qonşuya zəng edirsiniz. Çağırış onun hüdudlarından çıxmır, stansiyalararası xətlər tutulmur.
• Siz başqa şəhərə zəng edirsiniz. Çağırış stansiyalararası xətlərlə, bəlkə də tranzit stansiya vasitəsilə gedir.
• Siz şəhər telefonundan mobil telefona zəng edirsiniz. Çağırış PSTN-dən mobil şəbəkə ilə qoşulma nöqtəsinə çıxır, sonra onu mobil şəbəkənin nüvəsi aparır (telbasics kursu, 3-cü dərs).
• İşçi ofisdən şəhərə zəng edir. Onun çağırışı operatorun stansiyasına böyük «abunəçi» kimi qoşulmuş ofis ATS-i (PBX) ilə gedir (ətraflı — 7-ci dərs).

Nümunənin təhlili: neçə E1 axını lazımdır

Rayonun yerli stansiyası ilə tranzit stansiya arasında pik saatda eyni vaxtda 190 nəfərə qədər danışır. Neçə E1 axını (E1 xətti) sifariş etmək lazımdır?

simultaneous calls:        190
voice channels in one E1:  30   (TS0 and TS16 carry no voice)
E1 streams = ceil(190 / 30) = ceil(6.33) = 7
voice channels = 7 x 30 = 210, spare = 210 - 190 = 20

counting 32 per E1 gives ceil(190 / 32) = 6 E1:
6 x 30 = 180 voice channels -> 10 calls are blocked

Sətir-sətir:

1. E1 axınında səs kanalı 32 yox, 30-dur: TS0 və TS16 səs daşımır (telbasics kursu, 31-ci dərs).
2. 190 / 30 = 6.33. Axının hissəsini almaq olmaz, ona görə yuxarı yuvarlaqlaşdırırıq: 7.
3. Yeddi axın 7 × 30 = 210 kanal verir, ehtiyat 210 − 190 = 20.
4. Səhvən 32 ilə hesablasaq, 6 axın və cəmi 180 səs kanalı alınar: pik saatda on çağırış bloklanar (telbasics kursu, 42-ci dərs).

Alt kursda sizi nə gözləyir

Alt kursda 70 dərs var. Onun xəritəsi sadə sözlərlə:

Nə xarab ola bilər və bunu necə tapmaq olar

Çağırış yolu zəncirdir və nasazlığı zəncir boyunca axtarırlar. Birinci sual: neçə abunəçi təsirlənib və çağırışlar hara keçmir (telbasics kursundakı kimi, 3-cü dərs). Aşağıdakı sxem şikayətin miqyasını yolun hissəsi ilə uyğunlaşdırır.

⚠️ Tez-tez edilən səhv — dərhal «stansiyanı» günahlandırmaqdır: yolda ən azı iki stansiya və iki abunəçi xətti var. Əvvəlcə neçə abunəçinin və hansı istiqamətlərin təsirləndiyini aydınlaşdırın, yalnız bundan sonra yoxlanacaq hissəni seçin.

Təcrübə

1. Proqnoz verin. İki abunəçi eyni yerli stansiyaya qoşulub. Onların çağırışı stansiyalararası xətlərin neçə kanalını tutur?
2. Yoxlayın. Çağırış 4 stansiyadan keçir: yerli, iki tranzit və yenə yerli. Stansiyalar arasında neçə xətt, neçə kanal var və hansı sürət tutulub? Təhlildəki düsturla hesablayın: N − 1 kanal, hər biri 128 kbit/s.
3. İzah edin. Abunəçi xəttində səs niyə analoq, stansiyalar arasında isə rəqəmsaldır? İki səbəb göstərin.
4. Dəyişdirin. Nümunənin təhlilində pik saatda 190 əvəzinə 215 danışıq oldu. Neçə E1 axını lazımdır? Səhvən hər axına 32 kanal hesablasaq, neçə çağırış bloklanar?
5. Özünüz edin (ulduzlu ⭐). Yerli və tranzit stansiyalar arasında pik saatda eyni vaxtda 250 danışıq gözlənilir. Neçə E1 axını lazımdır və kanalların ehtiyatı nə qədərdir? Operator bir axın az qoysa nə baş verər?

Özünüyoxlama

Sual. İki şəhərin abunəçiləri arasında çağırış yolunun elementlərini ardıcıllıqla adlandırın və siqnalın harada analoq olduğunu deyin.

Təhlil.

phone A -> subscriber line A -> local exchange -> trunk -> transit exchange
        -> trunk -> local exchange -> subscriber line B -> phone B
analog:  phones and subscriber lines
digital: from the entrance of the first local exchange to the exit of the last

Aparatlar və abunəçi xətləri analoqdur. Birinci yerli stansiyanın girişi ilə sonuncunun çıxışı arasında səs rəqəmsaldır: o, stansiyalararası xətlərlə E1 axınları ilə gedir.

Sual. İki stansiya arasında tam 120 eyni vaxtlı danışıq var. Neçə E1 axını lazımdır və 121-ci çağırışa nə olacaq?

Təhlil. 120 / 30 = 4 — bölmə dəqiq çıxır, yuvarlaqlaşdırmaq lazım deyil. Dörd axın 4 × 30 = 120 kanal verir, ehtiyat yoxdur. 121-ci çağırış bloklanacaq: boş kanal yoxdur və zəng edən tez-tez təkrarlanan qısa siqnallar eşidəcək.

Təcrübənin cavabları. 1 — heç biri: stansiya hər iki xətti öz daxilində birləşdirir. 2 — dörd stansiya aralarında 3 xətt, 3 kanal və 3 × 128 = 384 kbit/s verir. 3 — birincisi, hər abunəçinin xətti öz xəttidir, artıq çəkilib, aparat isə sadə və ucuzdur; ikincisi, rəqəmsal siqnalı yolda bərpa etmək olar, o, küy yığmır və xəttin ümumi olduğu yerdə axınlara yaxşı yığılır. 4 — ceil(215 / 30) = ceil(7.17) = 8 axın, 8 × 30 = 240 kanal, ehtiyat 25. 32 ilə hesablasaq: ceil(215 / 32) = ceil(6.72) = 7 axın, 7 × 30 = 210 kanal, 215 − 210 = 5 çağırış bloklanacaq. 5 — ceil(250 / 30) = ceil(8.33) = 9 axın, 9 × 30 = 270 kanal, ehtiyat 20. Bir axın az olsa — 8 axın, 240 kanal: 250 − 240 = 10 çağırış bloklanacaq.

Təkrar və növbəti dərsə keçid meyarı

Əgər köməksiz bunları bacarırsınızsa, növbəti dərsə keçin:

• PSTN-i açmaq və «ümumi istifadəli» ilə «kommutasiyalı» sözlərini izah etmək;
• çağırış yolunun beş hissəsini adlandırmaq, hər birinin nə etdiyini demək və iki şəhər arasında yolu çəkmək;
• səsin harada analoq, harada rəqəmsal olduğunu və niyə belə olduğunu izah etmək;
• N stansiyadan keçən çağırış üçün kanalları və verilmiş sayda danışıq üçün E1 axınlarını hesablamaq;
• şikayətə görə axtarışa başlamaq üçün yolun hissəsini seçmək.

Sonra — stansiya səviyyələri və tranzit stansiyanın nə üçün lazım olduğu haqqında 2-ci dərs. Ardınca trekdə isdn, ss7 və sip kursları gəlir; hələlik bunlar yalnız adlardır, təfərrüatlar öz vaxtında.

Standartlar və mənbələr

• ITU-T P.10/G.100 (11/2017), 6-cı bölmə: 6.204-cü bənd «public switched telephone network (PSTN)» — imkanları geniş ictimaiyyət üçün açıq olan şəbəkə; 6.201-ci bənd «private branch exchange (PBX)»; 6.203-cü bənd «private network».
• ITU-T Q.9 (11/1988) — kommutasiya və siqnalizasiya terminlərinin lüğəti; bu barədə — telbasics kursu, 42-ci dərs.
• ITU-T G.711 (11/88) — saniyədə 8000 ani qiymət, 8 bit, 64 kbit/s (telbasics kursu, 25-ci dərs).
• ITU-T G.704 (10/98), 5.1-ci bənd — E1 kadrı: 32 taymslot, telefon kanalları 1–15 və 17–31-ci taymslotlarda (telbasics kursu, 31-ci dərs).