ساختارشبكه سوييچ نرم افزاري

شبكه سوييچ نرم افزاري مانند شبكه PSTN شامل اجزاي اصلي شبكه دسترسي (Access)، سوئيچ وشبكه ارتباطي است.
۱- شبكه دسترسي
شبكه دسترسي درحقيقت نقطه اتصال كاربران درشبكه است ووسيع ترين وپرهزينه ترين بخش شبكه را دربرمي گيرد. 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- 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 كاربردوظيفه 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 كاربردارد.
۳- 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 ديگرپروتكل ها 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.
درمورددوسؤال 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 ديگربا 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 وهمينطوركانالهاي تلويزيوني كابلي را براي آن ناحيه فراهم مي‌كند.
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
2- شبكه (public lan mobile network) PLMN
3- شبكه (TV broadcasting network) TVN
4- شبكه (public data network) PDN
5- شبكه (Cable video network) CVN
شبكه‌هاي مخابراتي Telecommunication network:
شبكه‌هاي مخابراتي براي انتقال سيگنالهاي مخابراتي از يك نقطه به نقطه ديگربكارمي روند واجزاء اصلي آن شامل:
– شبكه دسترسي access
– شبكه سوئيچ
– شبكه انتقال
مي باشد.
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 ۱-۱)
شكل ۱-۱
ضرورت احداث مراكز سوئيچ
درشكل 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 ۱-۲
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- 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- سوئيچ پيامي
به استاندارسازي نرسيده است.
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 زيرتقسيم مي‌شوند:
۱- شبكه انتقال شهري LOCAL
2- شبكه انتقال بين شهري NATIONAL
3- شبكه انتقال بين الملل INTERNATIONAL
ارتباط شبكه ها
ارتباط شبكه ها با هم به دوطريق امكان پذيراست:
۱- بصورت مش
دراين روش ارتباط، هرمركز با مركز مقابل خودارتباط مستقيم دارد ودرسطح شبكه‌هاي كوچك مطرح است.
۲- ارتباط شبكه بصورت ستاره
دراين روش كاربران يك شهربه مركز local متصل هستند وارتباط بين مركز محلي به يكي از سه روش زيرامكان پذيراست:
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 وارتباط 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 ۱-۳ روش مختلط
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
وبراي 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.
مراكز خصوصي:
مراكز خصوصي به دوصورت مطرح مي‌باشند:
۱- PBX = Private branch exchange
دراين حالت شارژينگ بصورت محلي صورت مي‌گيرد وارتباط از طريق خط تلفني صورت مي‌گيرد.
شكل ۱-۴ شبكه PBX
2- PABC = private auto branch exchange
دراين حالت ارتباط مي‌تواند از طريق يك لينك PCM باشد وبصورت اتومات عمل مي‌كند.
شكل ۱-۵ شبكه PABX
مراكز remote:
1- 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.
درتهران 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.
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
شكل ۱-۶ SLU
اگرگوشي روي تلفن باشد جريان ۵mA واگر گوشي برداشته شود جريان ۴۰mA است.
كارت مشترك ديجيتال
بصورت كلمه borset مي‌باشد كه تفاوتش با مشترك آنالوگ دراين است كه هايبريد لازم ندارد ولي نيازمند مدارecho canceller است ومداربالاسينگ دارد تا دامنه ولتاژ درمسيرارسال ودريافت يكسان باشد تا اكوبوجودنيايد.
شكل ۱-۷ كارت مشترك ديجيتال
دياگرام كابل كشي تا مركز
شكل ۸-۱ دياگرام كابل كشي تا مركز
تجهيزات مراكز سوئيچ
۱- مدارات ورودي وخروجي (مشترك وترانك)
رابط بين دومركز سوئيچ را ترانك گويند كه شامل ترانهاي ورودي، خروجي ودوطرفه مي‌باشد. ترانك آنالوگ ۴ سيمه است ولي درترانك ديجيتال از روش PCM استفاده مي‌گردد.
۲- مدارات مربوط به سيگنالينگ
۳- مدارات توليد منابع (زنگ، فركانسهاي خاص و…)
۴- مدارات مربوط به كنترل
۵- مدارات ايجاد كننده سوئيچينگ
۶- مدارات تست ونگهداري سيستم
نحوه ارتباط مشترك با سوئيچ
شكل ۹-۱ نحوه ارتباط مشترك با سوئيچ
دوشماره equipment , directory بصورت زيروجود دارد:
۱- شماره دايركتوري = office code ****
2- شماره تجهيزات (E N) شماره اي است كه مشترك را بسمت سوئيچ هدايت مي‌كند = *********
دورقم اول مخصوص شماره سوئيچ، دورقم بعد جهت متمركز كننده، دورقم بعد جهت شماره LM، رقم هفتم جهت شماره رديف كارت ودورقم آخرجهت شماره شياري كه كارت داخل آن قرارمي گيرد.

E N دوشماره فيزيكي ولاجيك دارد.
شماره لاجيك شماره اي است كه پروسسوراختصاص مي‌دهد كه يا فيكس است ويا هرزمان كه مراجعه مي‌كند شماره را اختصاص مي‌دهد وشماره فيكس آن درdeta base سيستم مشخص گرديده است.
وظيفه LMC چيدن تايم اسلاتهاي مربوط به مشتركين كنارهمديگرمي باشد.
حتي زماني كه سيستم كارنمي كند سكوت ارسال مي‌گردد.

Consentrator: تمركز مي‌كند وفعالها را مي‌فرستد.
سيكل يك مكالمه داخل مركز

برداشتن گوشي ۱
۲ بررسي وضعيت مشترك
۳ معلوم شدن شماره لاجيك
Dial tone 4
Address digit 5
6 برقراري مكالمه
(وضعيت مشترك درپايگاه داده ذخيره شده
وازروي EN , DN بدست مي‌آيد)
۷ زنگ براي مقصد ارسال مي‌گردد وآنهم RING BACK براي مبدأ مي‌فرستد
۸ گوشي گذاشته مي‌شود.
۹ Clear backward را مقصد مي‌فرستد
ومبدأ Clear forward مي‌فرستد