فصل اول
مقدمه‌اي بر شبكه‌هاي مخابراتي
۱-۱ تعريف شبكه‌هاي مخابراتي و بررسي يك شبكه تلفي ساده
شبكه‌هاي مخابراتي جهت انتقال سيگنال‌ها از نقطه‌اي به نقطه ديگر بكار مي‌روند. بهترين مثال يك شبكه مخابراتي، شبكه تلفن است و ساده‌ترين شبكه تلفن از يك تلفن به ازاي هر مشترك تشكيل شده است. مسير ارتباطي بين اين دو تلفن را يك رابط (link) مي‌گوييم.

شكل ۱-۱ ساده‌ترين شبكه تلفن
در صورتي كه هر دو مشترك فوق بتوانند با يكديگر ارتباط داشته باشند، آن را خط دوطرف مي‌ناميم. هرگاه بخواهيم اين شبكه را گسترش دهيم، براي هر مشترك جديد نياز به يك رابط جديد داريم شكل ۲ يك شبكه تلفن با چهار مشترك به همراه تجهيزات موردنيا آ ن را توصيف مي‌كند.

شكل ۲-۱ يك شبكه تلفن با چهار مشترك
همانطور كه مشاهده مي‌كنيم، توسعه شبكه از دو مشترك به بالا باعث اضافه شدن وسيله‌اي ديگر به نام سوئيچ شده است كه تعيين كننده مقصد مكالمه هر كدام از مشتركين مي‌باشد. در صورتي كه بخواهيم شبكه فوق را باز هم گسترش دهيم، تعداد رابطه‌ها افزايش مي‌يابد يا يك تقريب را مي‌توان گفت هرگاه تعداد N مشترك تلفني داشته باشيم، در اين صورت تعداد رابطه‌‌ها N2/2 خواهد شد. مثلاً اگر ۱۰۰۰۰ مشترك تلفني در اين شبكه موجود باشد، در اين صورت تعداد رابطه‌هاي موجود ۵۰۰۰۰۰=۲/۲ ۱۰۰۰۰ خواهد شد. پس با اين روش امكان توسعه شبكه در مقياس وسيع وجود ندارد.

۲-۱ مركز تلفن
در شبكه‌هاي عملي مبناي تمركز تمام سوئيچ‌ها در يك محل به نام مركز سوئيچينگ و تخصيص دادن تنها يك رابط به ازاي هر مشترك گذاشته شده است.

شكل ۳-۱ يك مركز تلفن محلي براي تمركز تمامي سوئيچ‌ها
هر سه كلمه مركز سويئيچينگ و مركز تلفن اشاره به يك مفهوم دارند. هر كدام از رابطه‌ها كه به مركز متصل مي‌گردد، تشكيل يك حلقه (LOOP) بين مركز و مشترك ايجاد مي‌كند. رابط‌هاي مشتركين از طريق كابل وارد مركز تلفن مي‌شود. جهت افزايش قابليت انعطاف اتصال بين رابط‌ها در كابل و تجهيزات مركز تلفن از وسيله‌اي به نام Main Distribution Frame (MDF) استفاده مي‌شود. از طرفي MDF محلي مناسب براي تست نيز مي‌باشد. در MDF تجهيزات حفاظتي ولتاژ و فيوز نيز

بكار رفته است. هر مركز تلفن تعداد رابط‌هاي محدودي را شامل مي‌شود. مثلاً يك مركز تلفن با ظرفيت ۱۰۰ شماره تنها مي‌تواند به ۱۰۰ مشترك سرويس دهد. بنابراين با گسترش شبكه‌هاي تلفني و بالا رفتن تعداد مشتركين بايستي بين مراكز تلفن نيز از طريق مراكز ديگر ارتباط برقرار كنيم. در اين حال به مراكزي كه به تعداد محدودي از مشتركين مثلاً ۱۰۰۰۰ تا سرويس مي‌دهند، مراكز محلي (Local Exchange) و به مراكزي كه بين مراكز محلي ارتباط برقرار مي‌كند. مراكز اوليه

(Primary center) و به مراكزي كه بين مراكز محلي ارتباط برقرار مي‌كنند، مراكز ثانويه (Secondary center) و نهايتاً به مراكزي كه بين مراكز ثانويه ارتباط برقرار مي‌كنند، مراكز بين‌المللي (International exchanges) مي‌گويند.

شكل ۴-۱ ارتباط بين مراكز كوچكتر با بزرگتر را در يك شبكه وسيع
۳-۱ تقسيم‌بندي شبكه‌هاي تلفني و نحوه ارتباط آنها با يكديگر
مي‌توان در يك طبقه‌بندي كلي شبكه‌ها را به دو دسته عمومي و خصوصي تقسيم كرد. شبكه‌هاي عمومي قابل استفاده توسط مردم مي‌باشد، ولي شبكه‌هاي خصوصي به شركت‌ها يا افراد جهت استفاده خصوصي آن‌ها تخصيص داده مي‌شود. شبكه‌هاي خصوصي را Private Branch Exchange (PBX) مي‌نامند. گاهي اوقات به PABX, PBX نيز مي‌گويند. شبكه‌هاي خصوصي تمام وظايف شبكه‌هاي عمومي را دارند. به رابط‌هاي بين يك شبكه خصوصي و عمومي يا دو شبكه خصوصي، ترانك (Trunk) به واسطه‌اي گفته مي‌شود كه ارتباط دهنده محيط درون و برون PBX است)، مي‌گويند.

همانطور كه از جمله فوق استنباط مي‌شود، سه نوع ترانك وجود دارد:
۱٫ ترانك شهري يا O.C ترانك كه جهت ارتباط PBX با مراكز تلفن شهري است.
۲٫ ترانك خصوصي به يا Tie Trunk (Tie به معناي گره زدن مي‌باشد. خطوطي هستند كه دو مركز را به طور خصوصي به هم وصل مي‌كنند) كه جهت ارتباط بين مراكز خصوصي بدون واسطه قرار گرفتن C.O است.
۳٫ ترانك متصل كننده دو C.O به يكديگر كه از لحاظ سخت‌افزاري با Tie Trunk تفاوتي نمي‌كنند. در اين حالت از ديدگاه PABX مركز تلفن محلي، يك مركز تلفن شهري C.O (Central Office) است. PABX بر حسب نياز مي‌تواند يك

يا چند ترانك متصل شونده به مركز تلفن شهري را به خود اختصاص دهد.

شكل ۵-۱ مثال ارتباط يك PBX با مركز تلفن شهري
شكل بالا كه صرفاً يك مثال از PBX است، نشان مي‌دهد كه اين مركز خصوصي چهار خط C.O ترانك و مثلاً ۱۰۰ مشترك داخلي دارد. مثال ديگري است كه در طي آن سه مركز PBX از طريق خطوط Tie Trunk به طور خصوصي به يكديگر مرتبط مي‌شوند و با مراكز شهري خود نيز توسط رابط‌هاي C.O ترانك در ارتباط‌اند.

شكل ۶-۱ ارتباط خصوصي سه مركز تلفن
۴-۱ انواع ترانك
در تقسيم‌بندي ديگري ترانك‌ها مي‌توانند به صورت يك جهته يا دو جهته عمل كنند. در ترانك دو جهته هم امكان برقراري تماس از سمت مركز فرضي A به سمت مركز فرضي B (خارج شونده Out Going) و هم امكان تماس از سمت مركز B به سمت مركز A (وارد شونده In Comming) است. در مثال زير، ترانك‌هاي بكار رفته در دو مركز A و B هر دو به صورت بيرون رونده (Out Going) و وارد شونده (In Coming) عمل مي‌كند.

شكل ۷-۱ يك ترانك دوجهته
در ترانك يك جهته تنها امكان برقراري تماس از دست يكي از دو مركز A و B ميسر است.

شكل ۸-۱ امكان برقراري تماس در ترانك يك جهته از يك سمت
مثالي از ترانكي كه مي‌تواند به صورت دو طرفه عمل كند، CEPT و E&M است. اين ترانك‌ها به صورت يك جهته يا دوجهته، و در حالت يك جهته به صورت In Coming و Out Going مي‌توانند برنامه‌ريزي شوند. مثالي از حالت يك طرفه از ترانك ديگري به نام D.O.D Trunk هم مي‌توان استفاده كرد. البته ترانك D.O.D به صورت دو طرفه هم استفاده مي‌گردد، منتها در EC512 يك طرفه آن استفاده شده است. شكل زير تا حدي مطلب را روشن مي‌كند.

شكل ۹-۱
۵-۱ آناليز يك مكالمه
براي معرفي سيستم‌هاي سوئيچينگ در ابتدا لازم است كه مراحل يك مكالمه تلفني مورد بررسي قرار گيرد. به طور كلي يك مكالمه تلفني از ۱۰ مرحله تشكيل شده است. در شكل زير يك مكالمه از ديد مشترك و مركز بررسي شده است.

مركز تلفن * exchange *

حال توضيح مختصري راجع به مراحل مي‌دهيم:
۱٫ با برداشتن گوشي توسط مشتركين سيگنال Off Hook ساخته مي‌شود. اين سيگنال به مركز اطلاع مي‌دهد كه بايد آماده اداره كردن يك مكالمه تلفني باشد.
۲٫ در مرحله دوم بايد مشترك مربوطه در مركز شناسايي شود. هر مشترك شماره خاصي دارد كه در حافظه ذخيره شده و توسط آن شناخته مي‌شود.

۳٫ هنگامي كه سيگنال تقاضاي مكالمه توسط مركز دريافت شد ، بايستي يك سري تجهيزات عمومي به اين مشترك اختصاص داده شود. اين تجهيزات به دو دسته تقسيم مي‌شوند:
الف) تجهيزات دائمي
ب) تجهيزات موقتي
تجهيزات دائمي در تمام طول مكالمه موردنياز مي‌باشند. مثلاً‌ تخصيص فضاي حافظه كه در طول مكالمه جزئيات را ذخيره مي‌كند.
تجهيزات موقتي فقط در زمان شروع به كار كردن (Set up) مكالمه موردنياز است. مثلاً محلي كه براي ذخيره رقم‌هاي شماره تلفن كه ضمن مشخص كردن مسير مكالمه در شبكه، مقصد را نيز مشخص مي‌كند. پس از آنكه تمام اين فضاهاي حافظه تخصيص داده شد. سيگنال بوق آزاد (Dial Tone) به سمت مشترك شماره گيرنده ارسال مي‌شود تا مشخص كند كه مركز آماده دريافت شماره تلفن است. امكان غيرقابل دسترس بودن خط نيز در اين مرحله صورت مي‌گيرد.

۴٫ مشترك شماره گيرنده بعد از دريافت بوق آزاد (Dial Tone) با شماره‌گيري، شماره‌ها را به سمت مركز ارسال مي‌كند. رقم‌ها به صورت سيگنال به مركز فرستاده شده و در آنجا ذخيره مي‌شود.
۵٫ در اين مرحله سيستم كنترلي مي‌بايستي شماره‌هاي دريافتي را آناليز كرده تا مسير مكالمه مشخص شود.
۶٫ در اين مرحله ورودي و خروجي از ديد مركز مشخص مي‌باشد. كار بعدي انتقال يك مسير بين آنها از طريق سوئيچ‌‌هاي مركزي مي‌باشد. در داخل كنترل سيستم، الگوريتم‌هاي خاصي جهت انتخاب مسير سوئيچ‌ها مهيا مي‌باشد. هر سوئيچ در مسير انتخاب شده بايد چك شود كه آيا در حال استفاده است يا نه؟ در صورتي كه سوئيچ آزاد باشد، ربوده و Seize مي‌شود.
۷٫ براي ادامه كار بايد سيگنالي به مركز فرستاده شود. اگر اين مشترك محلي باشد ارسال ولتاژ زنگ، تلفن مشترك مربوطه را فعال مي‌كند، كافيست. در غيراينصورت بايد سيگنالي به مركز بعدي فرستاده شود تا آن را جهت كارهاي مربوطه فعال كند. در اين حال بوق برگشت زنگ به مشترك مبداء ارسال مي‌شود.
۸٫ در اين مرحله مشترك مقصد با برداشتن گوشي خود سيگنال پاسخي را به مركز تلفن ارسال مي‌كند. به دنبال دريافت اين سيگنال، مركز سيگنال برگشت زنگ و ارسال ولتاژ زنگ را از دو مشترك مبدا و مقصد قطع مي‌كند و پس از آن امكان مكالمه بين اين دو برقرار مي‌شود.

۹٫ هنگامي كه مكالمه در حال انجام است، عمل نظارت به صورت دائم انجام مي‌گيرد تا هم هزينه‌ها محاسبه گردد و همچنين وضعيت سيگنال پاك كننده (Clear) بررسي شود.
۱۰٫ در اين مرحله با گذاشتن گوشي مبداء يا مقصد، فضاهاي حافظه موجود آزاد شده و اتصالات مربوطه هم آزاد مي‌گردند.

فصل دوم
اساس سيستم‌‌هاي سوئيچينگ ديجيتال

۱-۲ تكنيك مالتي پلكسينگ
براي درك راحت سيستم‌‌هاي سوئيچينگ ديجيتال ابتدا بايستي مفاهيم پايه شرح داده شود. از اين توجه شما را معطوف به روش مالتي پلكس (Multiplex) مي‌كنيم. فرض كنيد كه قصد داريم n سيگنال را از مبدا A به مقصد B برسانيم. ابتدايي‌ترين روشي كه ممكن است به ذهن برسد، استفاده از n رابط مي‌باشد.

شكل ۱-۲ ابتدايي‌ترين روش ممكنه جهت انتقال سيگنال از A به B
استفاده از روش فوق هنگامي كه تعداد سيگنال‌‌ها افزايش مي‌يابد، مناسب نيست، چرا كه تعداد رابط‌ها افزايش مي‌يابد و به دنبال آن هزينه‌ها و فضاي اختصاصي جهت انجام اين كار بيشتر مي‌شود. استفاده از سيستم مالتي پلكس اين مشكل را حل مي‌كند. با استفاده از اين روش انتقال يك گروه از سيگنال‌ها روي يك مسير واحد تحقق مي‌پذيرد. يك سيستم مالتي پلكس شامل اين سيگنال ورودي است كه با يكديگر تركيب شده و يك سيگنال مالتي‌پلكس را مي‌سازد. اين سيگنال روي مسير انتقال منتقل شده و سپس n سيگنال در انتهاي مسير از يكديگر تفكيك مي‌شوند. يه عمل تفكيك‌ كردن سيگنال‌ها از يكديگر دي مالتي پلكس (De Multiplex) گويند.

شكل ۲-۲ يك سيستم مالتي پلكس
براي سادگي، شكل فوق يك مسير يك طرفه (Half Duplex) را نشان مي‌دهد. در صورتي كه تجهيزات لازم در مبداء و مقصد هر كدام شامل يك Multiplexer و De Multiplex مي‌باشند. اين كار جهت برقراري ارتباط دوطرفه (Full Duplex) مي‌باشد. روش‌هاي مختلفي براي مالتي پلكس كردن موجود است كه مهمترين آنها Frequency Division Multiplexing (FDM) و Time Division Multiplexing (TDM) مي‌باشد.

۲-۲ معرفي باس استاندارد
در روش فوق اطلاعات مربوط به هر n سيگنال در فاصله زماني كه به آن يك كانال مي‌گويند، روي مسير انتقال مي‌گردند. زمان اشغال شده توسط هر كانال را يك شكاف زماني (Time Slot) مي‌گويند. در هر لحظه نيز اطلاعات مربوط به يك سيگنال از طريق كانال آن سيگنا، بين مبداء‌ و مقصد منتقل مي‌گردد. تعداد كانال‌هاي مالتي پلكس شده جهت سيگنال‌‌هاي صوتي عموماً ۲۴ (استاندارد آمريكايي) يا ۳۲ (استاندارد اروپايي)تايي است. بنابراين سيگنال مالتي پلكس شده حاوي ۲۴ كانال يا ۳۲ كانال است كه به آن يك Setial Telecom –Bus (ST-BUS) مي‌گويند. به دلايلي كه در ادامه بحث خواهيم داشت، مدت زمان هر ST-BUS در هر دو روش امريكايي (T1) و اروپايي (E1)، معادل ۱۲۵MSe است.

شكل ۳-۲ ST-BUS به روش اروپايي
بنابراين يك سيستم بر مبناي روش TDM شامل يك مسير مشترك است كه توسط كانال‌هاي مختلف اشغال مي‌گردد. جهت استفاده از تكنيك MUX سيگنال‌هاي ورودي بايد به رشته‌اي (Stream) از نمونه‌ها تبديل شده و هر يك در Time Slot مربوط به خود روي مسي مشترك قرار مي‌گيرد.
۳-۲ پروسه نمونه‌برداري
پروسه نمونه‌برداري مطابق شكل زير است:

شكل ۴-۲ يك سيستم مالتي پلكس به همراه نمونه‌بردار
در واقع نمونه‌هاي موردنظر از سيگنال ورودي با استفاده از يك قطار پريوديك از پالس‌‌هاي زماني كه سيستم نمونه‌بردار ر ا On و Off مي‌كنند، تشكيل شده است. نمونه‌ها به شكل پالس‌هايي هستند كه دامنه آن مساوي مقدار دامنه سيگنال موردنظر در زمان نمونه‌برداري است.

شكل ۵-۲ نحوه نمونه‌برداري از يك سيگنال ورودي
يك عامل اساسي در بحث مالتي پلكسينگ تبديل سيگنال صحبت به صورت ديجيتال است. امرور مهمترين روش ديجيتال كردن سيگنال صحبت، روش Pulse Code Modulation (PCM) مي‌باشد.
۴-۲ استفاده از تكنولوژي ديجيتال

 

معمول‌ترين رويه تبديل سيگنال‌هاي ‌آنالوگ به ديجيتال PCM مي‌باشد. در اين مرحله به هر نمونه، عددي باينري متناسب با دامنه و جهت آن نسبت داده مي‌شود. اين تبديل كه نسبت به سيستم‌هاي مالتي پلكس كامل‌تر مي‌باشد، شامل سه مرحله است:
۱٫ نمونه‌برداري
۲٫ كوانتيزه كردن
۳٫ كدگذاري (En Coding)
در شكل زير پروسه يك PCM در مورد يك كانال ترسيم شده است.

شكل ۶-۲ پروسه PCM در مورد يك كانال
اولين مرحله، نمونه‌برداري از سيگنال ورودي صحبت مي‌باشد. در نتيجه Sequenاي از نمونه‌هاي آنالوگ كه به آنها Pulse Amplitude Modulation (PAM) مي‌گوييم، توليد مي‌شود. در مرحله بعدي دامنه‌ها به فواصل محدودي تقسيم مي‌شوند. به نمونه‌هايي كه دامنه آنها در يك فاصله مشخص قرار گرفته‌اند، يك مقدار تعلق مي‌گيرد. به اين مرحله كوانتيزه كردن مي‌گويند. در مرحله كدگذاري

مقادير نمونه‌‌هاي كوانتيزه شده به كدهاي باينري تبديل مي‌شود. پس پروسه PCM، يك Stream از رقم‌هاي باينري توليد مي‌كند كه بيانگر شكل موج صحبت است. اين رقم‌هاي باينري روي خط انتقال منتقل مي‌شود. در انتهاي مسير كد باينري به يك سري نمونه‌هاي PAM تبديل و سرانجام با استفاده از يك فيلتر پايين‌گذر شكل موج ورودي از نمونه‌هاي PAM ساخته مي‌شود.

شكل ۷-۲ دو نمونه يكي نزديك آستانه بالا و ديگري نزديك آستانه پايين
همانطور كه در شكل پيداست، روش كوانتيزه كردن مقداري خطا روي هر دو نمونه ايجاد مي‌كند كه نتيجه آن اعوجاجي است كه روي شكل موج حاصل مي‌گردد. اين اعوجاج به اعوجاج كوانتيزه كردن معروف است.
بر اساس تئوري نايكوئيست نرخ نمونه‌برداري بايد بزرگتر يا مساوي دو برابر بزرگترين فركانس موجود در شكل موج باشد. پس اگر ماكزيمم فركانس موجود در شكل موجود موردنظر fh باشد، نرخ نمونه‌برداري يا fs بايستي به صورت زير باشد:
fs > 2fh
از آنجا كه پهناي باند سيگنال آنالوگ صوتي در تلفن ۳٫۵KHz است، لذا با ضريب اطمينان مناسبي مي‌توان fs را معادل ۸KHz انتخاب كرد. پريود اين فركانس ۱۲۵MSe مي‌باشد كه قبلاً در ST-BUS به آن اشاره شد. لازم به ذكر است كه انتخاب فركانس نمونه‌برداري بيش از ۸KHz باعث اتلاف بي‌جهت پهناي باند و انتخاب فركانس كمتر از ۸KHz باعث تداخل مي‌شود.

در شكل زير چگونگي مالتي پلكس كردن سه كانال روي يك مسير مشخص شده است. هر شكل موج با فركانسي بيشتر يا مساوي فركانس نايكوئيست نمونه‌برداري شده است. ولي‌ چون نمونه‌برداري سيگنال‌ها در زمان‌هاي مختلف صورت گرفته، امكان فرستادن اطلاعات هر سه كانال روي يك مسير واحد مهيا شده است.
۵-۲ روش‌هاي كنترل
همانطور كه قبلاً توضيح داديم به نمونه‌هايي كه دامنه آنها در يك فاصله مشخص قرار مي‌گيرند، همگي يك مقدار متعلق مي‌گيرد كه به آن كوانتيزه كردن مي‌گويند. اگر فواصل نمونه مساوي باشد، اعوجاج كوانتيزه كردن براي سيگنال‌هاي كوچك بدتر از سيگنال‌هاي بزرگ است. اين مشكل با لگاريتمي كردن فواصل كوانتومي كاهش مي‌يابد، در نتيجه براي سيگنال‌ها با دامنه بزرگتر، خطا بيشتر و براي سيگنال‌هاي با دامنه كوچك خطا كمتر مي‌شود. با اين روش محدوده وسيع‌تري از دامنه‌هاي پايين‌تر با تعداد محدود مقدار كوانتومي، En Code مي‌شوند.

از آنجا كه با اين روش دامنه‌هاي بالاتر در سطوح كوانتومي كمتري Compress (فشرده) مي‌شوند، به اين روش كوانتيزه كردن لگاريتمي، كامپندينگ Companding (فشردن و نافشردن) نيز گفته مي‌شود. به علاوه اين روش مقرون به صرفه هم هست، چرا كه با اين روش به سطوح كوانتومي

كمتري براي عمل كوانتيزه كردن نياز است. عموماً دو روش Companding استاندارد شده است كه به نام‌هاي A law و MU Law معروفند كه تفاوت اين دو تنها در مشخصه لگاريتمي آنها مي‌باشد. در روش A Law از ۱۳ قسمت (Segment) و در روش MU Law از ۱۵ قسمت استفاده شده است.
در‌ آخر ذكر اين نكته ضروري است كه هر كانال حاوي ۸ بيت مي‌باشد كه با توجه به نرخ فركانس نايكوئيست خواهيم داشت:

۸bit 8KHz=64KHz

و چون ۳۲ كانال هم داريم، لذا:
۶۴KHz 32Ch=2048KHz
6-2 ساختارشبكه سوييچ نرم افزاري
شبكه سوييچ نرم افزاري مانند شبكه PSTN شامل اجزاي اصلي شبكه دسترسي (Access)، سوئيچ و شبكه ارتباطي است.

شكل ۸-۲ شمايي كلي از يك تلفن ثابت (PSTN)
1-6-2 شبكه دسترسي
شبكه دسترسي درحقيقت نقطه اتصال كاربران درشبكه است ووسيع ترين وپرهزينه ترين بخش شبكه را دربرمي‌گيرد. اين بخش امكان تبديل فرمت داده (صوت، دورنگاريا داده) وپروتكل‌هاي لازم براي اتصال به شبكه را فراهم مي‌آورد. اين بخش درشبكه سوييچ نرم افزاري، درواره ي رسانه (MG) ناميده مي‌شود.
۲-۶-۲ بخش سوئيچينگ

بخش سوئيچينگ درحقيقت بخشي است كه واژه سوييچ نرم افزاري به آن اطلاق مي‌شود وتمامي يا بخش عمده اي از هوشمندي شبكه را تشكيل مي‌دهد. سوييچ نرمي افزاري عمل كنترل مكالمه را چه بصورت نقطه به نقطه از طريق پروتكل هايي مثل SIP و H323 ويا از طريق MG فراهم مي‌آورد. بخش سوئيچينگ معمولاً عناصرMGCP، درواره ي سيگنال دهي (SG)، سرويس دهنده رسانه (MS) وسرويس دهنده كاربرد (AS) را دربرمي گيرد.
MGCP درحقيقت بخش اصلي سامانه است كه كنترل مكالمه وخدمات را انجام مي‌دهد. SG آلماني از شبكه است كه امكان اتصال شبكه سوييچ نرم افزاري را با شبكه SS7 وشبكه IN را فراهم مي‌آورد.

سرويس دهنده كاربرد وظيفه ارائه انواع خدمات را مانند خدمات شبكه IN فراهم مي‌آورد. سرويس دهنده رسانه وظيفه پخش وضبط صدا وپيغام وپخش بوق وجمع آوري DTMF را براي ارتباط با كاربر دارد.
۳-۶-۲ شبكه ارتباطي
شبكه ارتباطي درفناوري سوييچ نرم افزاري يك شبكه IP است اما براي ايجاد كيفيت خدمات مناسب پروتكل‌هاي مختلفي بكارگرفته مي‌شود. مهمترين پروتكل هايي كه به عنوان مبناي ديگر پروتكل‌ها بكارگرفته مي‌شود پروتكل RTP است. RTP يك پروتكل برمبناي UDP است كه عدم از دست رفتن بسته‌هاي داده وترتيب دريافت آنهارا تضمين مي‌كند.

مديريت يك شبكه سوييچ نرم افزاري از طريق آلماني بنام سامانه مديريت شبكه (NMS) انجام مي‌شود. NMS امكان شكل دهي وپايشگري عناصرشبكه را ازطريق شبكه IP فراهم مي‌آورد.
بطوركلي فناوري سوييچ نرم افزاري با امكان ارائه انواع خدماتهاي متنوع رفته رفته جايگاه خودرا به عنوان نسل بعدي شبكه‌هاي تلفني وداده بدست مي‌آورد وبنظرمي رسد درهرحال ديريا زود حركت به سمت فناوري سوييچ نرم افزاري گزيرناپذيراست.

در مورد دو سؤال آخريعني سطح هزينه فناوري سوييچ نرم افزاري ومناسب بودن يا نبودن آن براي استفاده درايران بايد گفت كه اين دومورد مستقل از يكديگرنيستند ودرواقع چون سوييچ نرم افزاري ماهيت نرم افزاري دارد وبايد بتواند با سخت افزارهاي استاندارد ساخته شده توسط توليد كنندگان مختلف كارنمايد، از نظرسطح فناوري ساخت براي كشورهايي مثل ايران بسيارمناسب است. ازطرف ديگر با فراوان شدن وارزان شدن فيبرهاي نوري امكان ارتباط نوري درشهرها وشهرك ها تازه تأسيس ويا روستاهايي كه تا كنون امكانات مخابراتي نداشته اند، سهل وآسان گرديده است. لذا به نظرمي رسد كشورهايي مثل ايران گزينه مناسبي باشند تا با شروع از نواحي مذكور، خدمات تلفني را به صورت VOIP ارائه داد.
اين طرح علاوه برفراهم كردن ارتباطات تلفني امكان استفاده از شبكه جهاني اينترنت و همين‌طوركانال‌هاي تلويزيوني كابلي را براي آن ناحيه فراهم مي‌كند.

فصل سوم
اساس شبكه‌هاي مخابراتي

۱-۳ مقدمه
شبكه‌هاي مخابراتي جهت انتقال سيگنالهاي مخابراتي از يك نقطه به نقطه ديگرمي باشند. اجزا اصلي يك شبكه نودها يا مراكز سوئيچ ولينكهاي انتقال مي‌باشند. پيچيدگي يك شبكه تابعي از حجم ترافيك مخابراتي منتقل شده، تعداد نودها وتعداد لينكها مي‌باشد اما يك شبكه تلفني تسهيلاتي را براي مخابرات صوتي فراهم مي‌كند. چنين ارتباطي با شبكه‌هاي كوچك محلي صدسال پيش آغاز گرديد. با پيشرفتهاي بوجود آمده تغييرات بسيارزيادي دراين شبكه ها ايجاد گرديد. هدف از اين دوره آشنايي مقدماتي با اصول سوئيچينگ مي‌باشد.

شبكه‌هاي مخابراتي را درحالت كلي مي‌توان بصورت زيردسته بندي نمود:
۱- شبكه (public switching telephone network) PSTN
سرويس‌هاي معمولي تلفن، از طريق شبکة PSTN يا Public Switch Telephon Network، بين دو کاربر ارتباط صوتي برقرار مي‌کنند. اين شبکه بر پايه سوئيچنگ مداري عمل مي‌کند؛ لذا دو کاربر در حين ارتباط، به صورت اختصاصي از يک خط ارتباطي با پهناي باند مشخص استفاده مي‌کنند. همين مسئله باعث شده است که هزينه ارتباطات بين‌شهري و يا خارج از کشور، بر اساس اين سرويس بسيار گران باشد.

اما در سال‌هاي اخير، طراحان تجهيزات مخابراتي امکاني را فراهم آورده‌اند تا بتوان از طريق شبکه اينترنت، ارتباط صوتي برقرار نمود که با توجه به استفاده کاربران اينترنت از پهناي باند به صورت اشتراکي، اين ارتباط بسيار ارزان‌تر از شبکه PSTN است.
اين سرويس که در واقع ارايه سرويس صوتي از طريق شبکه اينترنت است، (Voice over IP) يا VoIPناميده مي‌شود و در دهه اخير با استقبال فراوان کاربران روبرو شده است. نمودار ۱ رشد تعداد خطوط VoIP را در آمريکا از سال ۱۹۹۹ تا ۲۰۰۷ نشان مي‌دهد. همان‌طور که ديده مي‌شود

، در سال ۱۹۹۹ تعداد خطوط VoIP، حدود ۵۰ هزار خط بوده است که اين تعداد در سال ۲۰۰۴، به ۶٫۵ ميليون خط افزايش يافته است و پيش‌بيني مي‌شود که تا سال ۲۰۰۷، به حدود ۱۹ ميليون خط برسد.
نکته‌اي که بايد در مورد سرويس VoIP به آن اشاره کرد اين است که ارايه سرويس صوتي از طريق شبکه اينترنت نسبت به تلفن عادي، از کيفيت پائين‌تري برخوردار است؛ اما با توجه به هزينه بسيار کمتر VoIPنسبت به ارتباط تلفني عادي و ارايه سرويس‌هاي متنوع تصويري و صوتي و متني، که به سرويس VoIP اضافه شده است (Vo

IP به انضمام سرويس‌هاي صوتي و تصويري و متني سرويس IP Telephony را به وجود مي آورد).
۲- شبكه (public lan mobile network) PLMN
3- شبكه (TV broadcasting network) TVN
4- شبكه (public data network) PDN
5- شبكه (Cable video network) CVN
2-3 شبكه‌هاي مخابراتي (Telecommunication network)
شبكه‌هاي مخابراتي براي انتقال سيگنال‌هاي مخابراتي از يك نقطه به نقطه ديگربكارمي روند واجزاء اصلي آن شامل موارد زير مي‌باشد:

– شبكه دسترسي access
– شبكه سوئيچ
– شبكه انتقال
۳-۳ مفهوم سوئيچ
طبق توصيه نامه اتحاديه جهاني مخابرات كتاب آبي سال ۱۹۸۸ و ITUT سوئيچ برآوردن درخواستهاي ارتباطي كاربران از طريق برقراركردن هرورودي به هرخروجي مطلوب از ميان تعداد زيادي ورودي وخروجي‌هاي سيستم برقراركننده ارتباط به منظورانتقال پيام درمدت مورد نظرگفته مي‌شود.

شكل ۱-۳
۱-۳-۳ ضرورت احداث مراكز سوئيچ
در شكل ۱-۲ چگونگي ارتباط چهارمشترك را بدون شبكه سوئيچينگ نشان مي‌دهد. همانطوركه از شكل مشخص است براي ارتباط تمامي مشتركين با هم نياز به ۶ كابل ارتباطي مجزا مي‌باشد. با يك محاسبه ساده به اين نتيجه مي‌رسيم كه براي n مشترك نيازمند كابل ارتباطي مي‌باشيم كه اين امربا افزايش مشتركين مقرون به صرفه نيست ومشكلات متعددي دارد.

شكل ۲-۳
۴-۳ دلايل ايجاد مراكزسوئيچ
۱- اهداف اقتصادي وكم كردن هزينه ها
۲- لزوم ايجاد امكانات ارتباط براي همه
۳- عدم نياز به ارتباط براي همه بصورت همزمان
۴- كنترل ونحوه ارتباط

۵- متمركز كردن همه امكانات دريك نقطه
شبكه‌هاي سوئيچ به سه دسته ذيل تقسيم مي‌شوند:
۱-۴-۳ سوئيچ مداري
از ابتداي برقراري مكالمه تا انتها يك مسيردراختياراين ارتباط مي‌باشد ودرپايان اين مسيرآزاد مي‌شود وبه دودسته سوئيچ آنالوگ وديجيتال تقسيم مي‌شود وسوئيچ ديجيتال شامل ساختاركنترل متمركز وگسترده مي‌باشد.
۲-۴-۳ سوئيچ پيامي

به استاندارسازي نرسيده است.
۳-۴-۳ سوئيچ بسته اي packet switching
اطلاعات درداخل بسته‌هاي استاندارد قرارمي گيرند وبسته بسمت گيرنده ارسال مي‌شوند ودرگيرنده اين بسته ها بازيابي مي‌شوند. چون اطلاعات بصورت بسته اي هستند دراين روش سرعت بيشتروامكان تبادل حجم بيشتروجوددارد.
انواع شبكه‌هاي انتقال به سه دسته زيرتقس

يم مي‌شوند:
۱- شبكه انتقال شهري LOCAL
2- شبكه انتقال بين شهري NATIONAL
3- شبكه انتقال بين الملل INTERNATIONAL
5-3 ارتباط شبكه ها
ارتباط شبكه ها با هم به دو طريق امكان پذيرا

ست:
۱- بصورت مش
در اين روش ارتباط، هرمركز با مركز مقابل خودارتباط مستقيم دارد و در سطح شبكه‌هاي كوچك مطرح است.
۲- ارتباط شبكه بصورت ستاره
در اين روش كاربران يك شهربه مركز local متصل هستند وارتباط بين مركز محلي به يكي از سه روش زير امكان پذير است:
الف) با استفاده از ارتباط بصورت مش هردومركز با يك يا چند لينك ارتباطي بهم متصل مي‌شوند، اين روش براي شهرهايي كه تعداد مراكز محلي زياد وشهروسيع مي‌باشد امكان پذيرنيست واز لحاظ اقتصادي مقرون بصرفه نيست.

ب) ارتباط مراكز محلي از طريق شبكه ستاره كه دراين روش همه مراكز به يك مركز transit متصل مي‌شوند و ارتباط براي مراكز بين شهري نيز از طريق مركز transit صورت مي‌گيرد.
ج) روش مختلط compound دراين روش مراكز محلي بصورت ستاره بهم وصل شده وهردويا چند مركز مجاوربصورت مش نيز با همديگرارتباط خواهند داشت، دراين روش هردومركز يك ارتباط مستقيم ويك يا چند مسيرغيرمستقيم خواهند داشت.

شكل ۳-۳ روش مختلط
۶-۳ كد شناسايي (Office code)
فرض كنيد كد شناسايي مركز يك رقمي باشد اين كد مي‌تواند شامل ارقام ۲ تا ۸ باشد لازم بذكراست كه ۰ مخصوص بين الملل، ۱ مخصوص مركز خدمات و۹ نيز استفاده نمي گردد. پس فرضاً براي يك مركز ۴ شماره اي با كد يك رقمي مي‌توان ۷ مركز ۱۰۰۰۰ شماره اي داشت.
اكنون مركز ۴ رقمي با كد شناسايي دورقمي را بصورت زيردرنظرمي گيريم:
AB ****
رقم B مي‌تواند شامل بازه ۱ تا ۸ باشد پس حداكثرمشتركين
۷ * ۸ * ۱۰۰۰۰ = ۵۶۰۰۰۰
اگركد سه رقمي باشد

ABC ****
7 * 8 * 10 * 10000 = 5600000
و براي كد چهاررقمي
۷*۸*۱۰*۱۰*۱۰۰۰۰ = ۵۶۰۰۰۰۰۰
سازمان جهاني مخابرات نواحي شماره گذاري دردنيا را بشرح ذيل اعلام كرده است:
ناحيه جهاني رقم بين الملل
اختصاص نيافته ۰

آمريكاي شمالي ۱
آفريقا ۲
اروپا ۳
اروپا ۴
آمريكاي جنوبي ۵
استراليا ۶
شوروي سابق ۷

خاوردور ۸
آسيا وخاورميانه ۹

لازم به ذكراست كه درايران هشت SC بشرح زيرداريم:
بابل ۱، تهران ۲، اصفهان ۳، تبريز ۴‌، مشهد ۵، اهواز ۶، شيراز ۷، وهمدان ۸ مي‌باشد.
به مراكز بالاي ۱۰k پرظرفيت مي‌گوييم.
۱-۶-۳ مراكز خصوصي

مراكز خصوصي به دوصورت مطرح مي‌باشند:
۱- PBX = Private branch exchange
در اين حالت شارژينگ بصورت محلي صورت مي‌گيرد وارتباط از طريق خط تلفني صورت مي‌گيرد.

شكل ۴-۳ شبكه PBX
2- PABC = private auto branch exchange
دراين حالت ارتباط مي‌تواند از طريق يك لينك PCM باشد وبصورت اتومات عمل مي‌كند.

شكل ۵-۳ شبكه PABX
2-6-3 مراكز remote

۱- ELU حداكثر۷۲۰ شماره دارد.
۲- RLU حداكثر۳۲۰۰ شماره دارد.
۳- RSU زير۱۰k مي‌باشد.
لازم بذكراست كه درموارد يك ودوشارژينگ گيري درlocal است ودرRSU شارژينگ local يا خود مركز صورت مي‌گيرد. در تهران براي هرمنطقه يك ترانزيت داريم.
پس از گرفتن كد، سيستم سراغ rout block (كه مجموعه روتهايي است كه مكالمه را از مبدأ به مقصد مي‌رساند) ميرود درداخل روت بلاك روت مستقيم alternative , diret roure (معولاً ۱۶ عدد) بررسي مي‌گردد.
۳-۶-۳ كارت مشترك Subscriber Line Unit
كلاً دونوع مشترك آنالوئگ وديجيتال داريم. وظايف كارت مشترك آنالوگ بصورت كلمه borscht مي‌باشد كه داريم:
B – تغذيه باتري
O – حفاظت درمقابل اضافه ولتاژ
R – زنگ با فركانس ۲۵HZ
S – نظارت كه قسمت كنترلي خط است وكارش نظارت برگذاشتن وبرداشتن گوشي مي‌باشد.
C – كدينگ

H – هايبريد
T – تست

اگر گوشي روي تلفن باشد جريان ۵mA واگر گوشي برداشته شود جريان ۴۰mA است.