دانلود تحقیق بررسی مکانیزم‌های سویچینگ در سیستم‌های مخابرات

فصل اول
مقدمه‌ای بر شبکه‌های مخابراتی
1-1 تعریف شبکه‌های مخابراتی و بررسی یک شبکه تلفی ساده
شبکه‌های مخابراتی جهت انتقال سیگنال‌ها از نقطه‌ای به نقطه دیگر بکار می‌روند.

بهترین مثال یک شبکه مخابراتی، شبکه تلفن است و ساده‌ترین شبکه تلفن از یک تلفن به ازای هر مشترک تشکیل شده است.

مسیر ارتباطی بین این دو تلفن را یک رابط (link) می‌گوییم.

شکل 1-1 ساده‌ترین شبکه تلفن
در صورتی که هر دو مشترک فوق بتوانند با یکدیگر ارتباط داشته باشند، آن را خط دوطرف می‌نامیم.

هرگاه بخواهیم این شبکه را گسترش دهیم، برای هر مشترک جدید نیاز به یک رابط جدید داریم شکل 2 یک شبکه تلفن با چهار مشترک به همراه تجهیزات موردنیا آ ن را توصیف می‌کند.
همانطور که مشاهده می‌کنیم، توسعه شبکه از دو مشترک به بالا باعث اضافه شدن وسیله‌ای دیگر به نام سوئیچ شده است که تعیین کننده مقصد مکالمه هر کدام از مشترکین می‌باشد.

در صورتی که بخواهیم شبکه فوق را باز هم گسترش دهیم، تعداد رابطه‌ها افزایش می‌یابد یا یک تقریب را می‌توان گفت هرگاه تعداد N مشترک تلفنی داشته باشیم، در این صورت تعداد رابطه‌‌ها N2/2 خواهد شد.

مثلاً اگر 10000 مشترک تلفنی در این شبکه موجود باشد، در این صورت تعداد رابطه‌های موجود 500000=2/2 10000 خواهد شد.

پس با این روش امکان توسعه شبکه در مقیاس وسیع وجود ندارد.
2-1 مرکز تلفن
در شبکه‌های عملی مبنای تمرکز تمام سوئیچ‌ها در یک محل به نام مرکز سوئیچینگ و تخصیص دادن تنها یک رابط به ازای هر مشترک گذاشته شده است.
شبکه‌های مخابراتی جهت انتقال سیگنال‌ها از نقطه‌ای به نقطه دیگر بکار می‌روند.

مسیر ارتباطی بین این دو تلفن را یک رابط (link) می‌گوییم.

ساده‌ترین شبکه تلفن در صورتی که هر دو مشترک فوق بتوانند با یکدیگر ارتباط داشته باشند، آن را خط دوطرف می‌نامیم.

هرگاه بخواهیم این شبکه را گسترش دهیم، برای هر مشترک جدید نیاز به یک رابط جدید داریم شکل 2 یک شبکه تلفن با چهار مشترک به همراه تجهیزات موردنیا آ ن را توصیف می‌کند.

یک شبکه تلفن با چهار مشترک همانطور که مشاهده می‌کنیم، توسعه شبکه از دو مشترک به بالا باعث اضافه شدن وسیله‌ای دیگر به نام سوئیچ شده است که تعیین کننده مقصد مکالمه هر کدام از مشترکین می‌باشد.

پس با این روش امکان توسعه شبکه در مقیاس وسیع وجود ندارد.

2-1 مرکز تلفن در شبکه‌های عملی مبنای تمرکز تمام سوئیچ‌ها در یک محل به نام مرکز سوئیچینگ و تخصیص دادن تنها یک رابط به ازای هر مشترک گذاشته شده است.

یک مرکز تلفن محلی برای تمرکز تمامی سوئیچ‌ها هر سه کلمه مرکز سویئیچینگ و مرکز تلفن اشاره به یک مفهوم دارند.

هر کدام از رابطه‌ها که به مرکز متصل می‌گردد، تشکیل یک حلقه (LOOP) بین مرکز و مشترک ایجاد می‌کند.

رابط‌های مشترکین از طریق کابل وارد مرکز تلفن می‌شود.

جهت افزایش قابلیت انعطاف اتصال بین رابط‌ها در کابل و تجهیزات مرکز تلفن از وسیله‌ای به نام Main Distribution Frame (MDF) استفاده می‌شود.

از طرفی MDF محلی مناسب برای تست نیز می‌باشد.

در MDF تجهیزات حفاظتی ولتاژ و فیوز نیز بکار رفته است.

هر مرکز تلفن تعداد رابط‌های محدودی را شامل می‌شود.

مثلاً یک مرکز تلفن با ظرفیت 100 شماره تنها می‌تواند به 100 مشترک سرویس دهد.

بنابراین با گسترش شبکه‌های تلفنی و بالا رفتن تعداد مشترکین بایستی بین مراکز تلفن نیز از طریق مراکز دیگر ارتباط برقرار کنیم.

در این حال به مراکزی که به تعداد محدودی از مشترکین مثلاً 10000 تا سرویس می‌دهند، مراکز محلی (Local Exchange) و به مراکزی که بین مراکز محلی ارتباط برقرار می‌کند.

مراکز اولیه (Primary center) و به مراکزی که بین مراکز محلی ارتباط برقرار می‌کنند، مراکز ثانویه (Secondary center) و نهایتاً به مراکزی که بین مراکز ثانویه ارتباط برقرار می‌کنند، مراکز بین‌المللی (International exchanges) می‌گویند.

ارتباط بین مراکز کوچکتر با بزرگتر را در یک شبکه وسیع 3-1 تقسیم‌بندی شبکه‌های تلفنی و نحوه ارتباط آنها با یکدیگر می‌توان در یک طبقه‌بندی کلی شبکه‌ها را به دو دسته عمومی و خصوصی تقسیم کرد.

شبکه‌های عمومی قابل استفاده توسط مردم می‌باشد، ولی شبکه‌های خصوصی به شرکت‌ها یا افراد جهت استفاده خصوصی آن‌ها تخصیص داده می‌شود.

شبکه‌های خصوصی را Private Branch Exchange (PBX) می‌نامند.

گاهی اوقات به PABX, PBX نیز می‌گویند.

شبکه‌های خصوصی تمام وظایف شبکه‌های عمومی را دارند.

به رابط‌های بین یک شبکه خصوصی و عمومی یا دو شبکه خصوصی، ترانک (Trunk) به واسطه‌ای گفته می‌شود که ارتباط دهنده محیط درون و برون PBX است)، می‌گویند.

همانطور که از جمله فوق استنباط می‌شود، سه نوع ترانک وجود دارد: ترانک شهری یا O.C ترانک که جهت ارتباط PBX با مراکز تلفن شهری است.

ترانک خصوصی به یا Tie Trunk (Tie به معنای گره زدن می‌باشد.

خطوطی هستند که دو مرکز را به طور خصوصی به هم وصل می‌کنند) که جهت ارتباط بین مراکز خصوصی بدون واسطه قرار گرفتن C.O است.

ترانک متصل کننده دو C.O به یکدیگر که از لحاظ سخت‌افزاری با Tie Trunk تفاوتی نمی‌کنند.

در این حالت از دیدگاه PABX مرکز تلفن محلی، یک مرکز تلفن شهری C.O (Central Office) است.

PABX بر حسب نیاز می‌تواند یک یا چند ترانک متصل شونده به مرکز تلفن شهری را به خود اختصاص دهد.

مثال ارتباط یک PBX با مرکز تلفن شهری شکل بالا که صرفاً یک مثال از PBX است، نشان می‌دهد که این مرکز خصوصی چهار خط C.O ترانک و مثلاً 100 مشترک داخلی دارد.

مثال دیگری است که در طی آن سه مرکز PBX از طریق خطوط Tie Trunk به طور خصوصی به یکدیگر مرتبط می‌شوند و با مراکز شهری خود نیز توسط رابط‌های C.O ترانک در ارتباط‌اند.

ارتباط خصوصی سه مرکز تلفن 4-1 انواع ترانک در تقسیم‌بندی دیگری ترانک‌ها می‌توانند به صورت یک جهته یا دو جهته عمل کنند.

در ترانک دو جهته هم امکان برقراری تماس از سمت مرکز فرضی A به سمت مرکز فرضی B (خارج شونده Out Going) و هم امکان تماس از سمت مرکز B به سمت مرکز A (وارد شونده In Comming) است.

در مثال زیر، ترانک‌های بکار رفته در دو مرکز A و B هر دو به صورت بیرون رونده (Out Going) و وارد شونده (In Coming) عمل می‌کند.

یک ترانک دوجهته در ترانک یک جهته تنها امکان برقراری تماس از دست یکی از دو مرکز A و B میسر است.

امکان برقراری تماس در ترانک یک جهته از یک سمت مثالی از ترانکی که می‌تواند به صورت دو طرفه عمل کند، CEPT و E&M است.

این ترانک‌ها به صورت یک جهته یا دوجهته، و در حالت یک جهته به صورت In Coming و Out Going می‌توانند برنامه‌ریزی شوند.

مثالی از حالت یک طرفه از ترانک دیگری به نام D.O.D Trunk هم می‌توان استفاده کرد.

البته ترانک D.O.D به صورت دو طرفه هم استفاده می‌گردد، منتها در EC512 یک طرفه آن استفاده شده است.

شکل زیر تا حدی مطلب را روشن می‌کند.

5-1 آنالیز یک مکالمه برای معرفی سیستم‌های سوئیچینگ در ابتدا لازم است که مراحل یک مکالمه تلفنی مورد بررسی قرار گیرد.

به طور کلی یک مکالمه تلفنی از 10 مرحله تشکیل شده است.

در شکل زیر یک مکالمه از دید مشترک و مرکز بررسی شده است.

مرکز تلفن * exchange * حال توضیح مختصری راجع به مراحل می‌دهیم: با برداشتن گوشی توسط مشترکین سیگنال Off Hook ساخته می‌شود.

این سیگنال به مرکز اطلاع می‌دهد که باید آماده اداره کردن یک مکالمه تلفنی باشد.

در مرحله دوم باید مشترک مربوطه در مرکز شناسایی شود.

هر مشترک شماره خاصی دارد که در حافظه ذخیره شده و توسط آن شناخته می‌شود.

هنگامی که سیگنال تقاضای مکالمه توسط مرکز دریافت شد ، بایستی یک سری تجهیزات عمومی به این مشترک اختصاص داده شود.

این تجهیزات به دو دسته تقسیم می‌شوند: الف) تجهیزات دائمی ب) تجهیزات موقتی تجهیزات دائمی در تمام طول مکالمه موردنیاز می‌باشند.

مثلاً‌ تخصیص فضای حافظه که در طول مکالمه جزئیات را ذخیره می‌کند.

تجهیزات موقتی فقط در زمان شروع به کار کردن (Set up) مکالمه موردنیاز است.

مثلاً محلی که برای ذخیره رقم‌های شماره تلفن که ضمن مشخص کردن مسیر مکالمه در شبکه، مقصد را نیز مشخص می‌کند.

پس از آنکه تمام این فضاهای حافظه تخصیص داده شد.

سیگنال بوق آزاد (Dial Tone) به سمت مشترک شماره گیرنده ارسال می‌شود تا مشخص کند که مرکز آماده دریافت شماره تلفن است.

امکان غیرقابل دسترس بودن خط نیز در این مرحله صورت می‌گیرد.

مشترک شماره گیرنده بعد از دریافت بوق آزاد (Dial Tone) با شماره‌گیری، شماره‌ها را به سمت مرکز ارسال می‌کند.

رقم‌ها به صورت سیگنال به مرکز فرستاده شده و در آنجا ذخیره می‌شود.

در این مرحله سیستم کنترلی می‌بایستی شماره‌های دریافتی را آنالیز کرده تا مسیر مکالمه مشخص شود.

در این مرحله ورودی و خروجی از دید مرکز مشخص می‌باشد.

کار بعدی انتقال یک مسیر بین آنها از طریق سوئیچ‌‌های مرکزی می‌باشد.

در داخل کنترل سیستم، الگوریتم‌های خاصی جهت انتخاب مسیر سوئیچ‌ها مهیا می‌باشد.

هر سوئیچ در مسیر انتخاب شده باید چک شود که آیا در حال استفاده است یا نه؟

در صورتی که سوئیچ آزاد باشد، ربوده و Seize می‌شود.

برای ادامه کار باید سیگنالی به مرکز فرستاده شود.

اگر این مشترک محلی باشد ارسال ولتاژ زنگ، تلفن مشترک مربوطه را فعال می‌کند، کافیست.

در غیراینصورت باید سیگنالی به مرکز بعدی فرستاده شود تا آن را جهت کارهای مربوطه فعال کند.

در این حال بوق برگشت زنگ به مشترک مبداء ارسال می‌شود.

در این مرحله مشترک مقصد با برداشتن گوشی خود سیگنال پاسخی را به مرکز تلفن ارسال می‌کند.

به دنبال دریافت این سیگنال، مرکز سیگنال برگشت زنگ و ارسال ولتاژ زنگ را از دو مشترک مبدا و مقصد قطع می‌کند و پس از آن امکان مکالمه بین این دو برقرار می‌شود.

هنگامی که مکالمه در حال انجام است، عمل نظارت به صورت دائم انجام می‌گیرد تا هم هزینه‌ها محاسبه گردد و همچنین وضعیت سیگنال پاک کننده (Clear) بررسی شود.

در این مرحله با گذاشتن گوشی مبداء یا مقصد، فضاهای حافظه موجود آزاد شده و اتصالات مربوطه هم آزاد می‌گردند.

فصل دوم اساس سیستم‌‌های سوئیچینگ دیجیتال 1-2 تکنیک مالتی پلکسینگ برای درک راحت سیستم‌‌های سوئیچینگ دیجیتال ابتدا بایستی مفاهیم پایه شرح داده شود.

از این توجه شما را معطوف به روش مالتی پلکس (Multiplex) می‌کنیم.

فرض کنید که قصد داریم n سیگنال را از مبدا A به مقصد B برسانیم.

ابتدایی‌ترین روشی که ممکن است به ذهن برسد، استفاده از n رابط می‌باشد.

ابتدایی‌ترین روش ممکنه جهت انتقال سیگنال از A به B استفاده از روش فوق هنگامی که تعداد سیگنال‌‌ها افزایش می‌یابد، مناسب نیست، چرا که تعداد رابط‌ها افزایش می‌یابد و به دنبال آن هزینه‌ها و فضای اختصاصی جهت انجام این کار بیشتر می‌شود.

استفاده از سیستم مالتی پلکس این مشکل را حل می‌کند.

با استفاده از این روش انتقال یک گروه از سیگنال‌ها روی یک مسیر واحد تحقق می‌پذیرد.

یک سیستم مالتی پلکس شامل این سیگنال ورودی است که با یکدیگر ترکیب شده و یک سیگنال مالتی‌پلکس را می‌سازد.

این سیگنال روی مسیر انتقال منتقل شده و سپس n سیگنال در انتهای مسیر از یکدیگر تفکیک می‌شوند.

یه عمل تفکیک‌ کردن سیگنال‌ها از یکدیگر دی مالتی پلکس (De Multiplex) گویند.

یک سیستم مالتی پلکس برای سادگی، شکل فوق یک مسیر یک طرفه (Half Duplex) را نشان می‌دهد.

در صورتی که تجهیزات لازم در مبداء و مقصد هر کدام شامل یک Multiplexer و De Multiplex می‌باشند.

این کار جهت برقراری ارتباط دوطرفه (Full Duplex) می‌باشد.

روش‌های مختلفی برای مالتی پلکس کردن موجود است که مهمترین آنها Frequency Division Multiplexing (FDM) و Time Division Multiplexing (TDM) می‌باشد.

2-2 معرفی باس استاندارد در روش فوق اطلاعات مربوط به هر n سیگنال در فاصله زمانی که به آن یک کانال می‌گویند، روی مسیر انتقال می‌گردند.

زمان اشغال شده توسط هر کانال را یک شکاف زمانی (Time Slot) می‌گویند.

در هر لحظه نیز اطلاعات مربوط به یک سیگنال از طریق کانال آن سیگنا، بین مبداء‌ و مقصد منتقل می‌گردد.

تعداد کانال‌های مالتی پلکس شده جهت سیگنال‌‌های صوتی عموماً 24 (استاندارد آمریکایی) یا 32 (استاندارد اروپایی)تایی است.

بنابراین سیگنال مالتی پلکس شده حاوی 24 کانال یا 32 کانال است که به آن یک Setial Telecom –Bus (ST-BUS) می‌گویند.

به دلایلی که در ادامه بحث خواهیم داشت، مدت زمان هر ST-BUS در هر دو روش امریکایی (T1) و اروپایی (E1)، معادل 125MSe است.

ST-BUS به روش اروپایی بنابراین یک سیستم بر مبنای روش TDM شامل یک مسیر مشترک است که توسط کانال‌های مختلف اشغال می‌گردد.

جهت استفاده از تکنیک MUX سیگنال‌های ورودی باید به رشته‌ای (Stream) از نمونه‌ها تبدیل شده و هر یک در Time Slot مربوط به خود روی مسی مشترک قرار می‌گیرد.

3-2 پروسه نمونه‌برداری پروسه نمونه‌برداری مطابق شکل زیر است: یک سیستم مالتی پلکس به همراه نمونه‌بردار در واقع نمونه‌های موردنظر از سیگنال ورودی با استفاده از یک قطار پریودیک از پالس‌‌های زمانی که سیستم نمونه‌بردار ر ا On و Off می‌کنند، تشکیل شده است.

نمونه‌ها به شکل پالس‌هایی هستند که دامنه آن مساوی مقدار دامنه سیگنال موردنظر در زمان نمونه‌برداری است.

نحوه نمونه‌برداری از یک سیگنال ورودی یک عامل اساسی در بحث مالتی پلکسینگ تبدیل سیگنال صحبت به صورت دیجیتال است.

امرور مهمترین روش دیجیتال کردن سیگنال صحبت، روش Pulse Code Modulation (PCM) می‌باشد.

4-2 استفاده از تکنولوژی دیجیتال معمول‌ترین رویه تبدیل سیگنال‌های ‌آنالوگ به دیجیتال PCM می‌باشد.

در این مرحله به هر نمونه، عددی باینری متناسب با دامنه و جهت آن نسبت داده می‌شود.

این تبدیل که نسبت به سیستم‌های مالتی پلکس کامل‌تر می‌باشد، شامل سه مرحله است: نمونه‌برداری کوانتیزه کردن کدگذاری (En Coding) در شکل زیر پروسه یک PCM در مورد یک کانال ترسیم شده است.

پروسه PCM در مورد یک کانال اولین مرحله، نمونه‌برداری از سیگنال ورودی صحبت می‌باشد.

در نتیجه Sequenای از نمونه‌های آنالوگ که به آنها Pulse Amplitude Modulation (PAM) می‌گوییم، تولید می‌شود.

در مرحله بعدی دامنه‌ها به فواصل محدودی تقسیم می‌شوند.

به نمونه‌هایی که دامنه آنها در یک فاصله مشخص قرار گرفته‌اند، یک مقدار تعلق می‌گیرد.

به این مرحله کوانتیزه کردن می‌گویند.

در مرحله کدگذاری مقادیر نمونه‌‌های کوانتیزه شده به کدهای باینری تبدیل می‌شود.

پس پروسه PCM، یک Stream از رقم‌های باینری تولید می‌کند که بیانگر شکل موج صحبت است.

این رقم‌های باینری روی خط انتقال منتقل می‌شود.

در انتهای مسیر کد باینری به یک سری نمونه‌های PAM تبدیل و سرانجام با استفاده از یک فیلتر پایین‌گذر شکل موج ورودی از نمونه‌های PAM ساخته می‌شود.

دو نمونه یکی نزدیک آستانه بالا و دیگری نزدیک آستانه پایین همانطور که در شکل پیداست، روش کوانتیزه کردن مقداری خطا روی هر دو نمونه ایجاد می‌کند که نتیجه آن اعوجاجی است که روی شکل موج حاصل می‌گردد.

این اعوجاج به اعوجاج کوانتیزه کردن معروف است.

بر اساس تئوری نایکوئیست نرخ نمونه‌برداری باید بزرگتر یا مساوی دو برابر بزرگترین فرکانس موجود در شکل موج باشد.

پس اگر ماکزیمم فرکانس موجود در شکل موجود موردنظر fh باشد، نرخ نمونه‌برداری یا fs بایستی به صورت زیر باشد: fs > 2fh از آنجا که پهنای باند سیگنال آنالوگ صوتی در تلفن 3.5KHz است، لذا با ضریب اطمینان مناسبی می‌توان fs را معادل 8KHz انتخاب کرد.

پریود این فرکانس 125MSe می‌باشد که قبلاً در ST-BUS به آن اشاره شد.

لازم به ذکر است که انتخاب فرکانس نمونه‌برداری بیش از 8KHz باعث اتلاف بی‌جهت پهنای باند و انتخاب فرکانس کمتر از 8KHz باعث تداخل می‌شود.

در شکل زیر چگونگی مالتی پلکس کردن سه کانال روی یک مسیر مشخص شده است.

هر شکل موج با فرکانسی بیشتر یا مساوی فرکانس نایکوئیست نمونه‌برداری شده است.

ولی‌ چون نمونه‌برداری سیگنال‌ها در زمان‌های مختلف صورت گرفته، امکان فرستادن اطلاعات هر سه کانال روی یک مسیر واحد مهیا شده است.

5-2 روش‌های کنترل همانطور که قبلاً توضیح دادیم به نمونه‌هایی که دامنه آنها در یک فاصله مشخص قرار می‌گیرند، همگی یک مقدار متعلق می‌گیرد که به آن کوانتیزه کردن می‌گویند.

اگر فواصل نمونه مساوی باشد، اعوجاج کوانتیزه کردن برای سیگنال‌های کوچک بدتر از سیگنال‌های بزرگ است.

این مشکل با لگاریتمی کردن فواصل کوانتومی کاهش می‌یابد، در نتیجه برای سیگنال‌ها با دامنه بزرگتر، خطا بیشتر و برای سیگنال‌های با دامنه کوچک خطا کمتر می‌شود.

با این روش محدوده وسیع‌تری از دامنه‌های پایین‌تر با تعداد محدود مقدار کوانتومی، En Code می‌شوند.

از آنجا که با این روش دامنه‌های بالاتر در سطوح کوانتومی کمتری Compress (فشرده) می‌شوند، به این روش کوانتیزه کردن لگاریتمی، کامپندینگ Companding (فشردن و نافشردن) نیز گفته می‌شود.

به علاوه این روش مقرون به صرفه هم هست، چرا که با این روش به سطوح کوانتومی کمتری برای عمل کوانتیزه کردن نیاز است.

عموماً دو روش Companding استاندارد شده است که به نام‌های A law و MU Law معروفند که تفاوت این دو تنها در مشخصه لگاریتمی آنها می‌باشد.

در روش A Law از 13 قسمت (Segment) و در روش MU Law از 15 قسمت استفاده شده است.

در‌ آخر ذکر این نکته ضروری است که هر کانال حاوی 8 بیت می‌باشد که با توجه به نرخ فرکانس نایکوئیست خواهیم داشت: 8bit 8KHz=64KHz و چون 32 کانال هم داریم، لذا: 64KHz 32Ch=2048KHz 6-2 ساختارشبکه سوییچ نرم افزاری شبکه سوییچ نرم افزاری مانند شبکه PSTN شامل اجزای اصلی شبکه دسترسی (Access)، سوئیچ و شبکه ارتباطی است.

شمایی کلی از یک تلفن ثابت (PSTN) 1-6-2 شبکه دسترسی شبکه دسترسی درحقیقت نقطه اتصال کاربران درشبکه است ووسیع ترین وپرهزینه ترین بخش شبکه را دربرمی‌گیرد.

این بخش امکان تبدیل فرمت داده (صوت، دورنگاریا داده) وپروتکل‌های لازم برای اتصال به شبکه را فراهم می‌آورد.

این بخش درشبکه سوییچ نرم افزاری، درواره ی رسانه (MG) نامیده می‌شود.

2-6-2 بخش سوئیچینگ بخش سوئیچینگ درحقیقت بخشی است که واژه سوییچ نرم افزاری به آن اطلاق می‌شود وتمامی یا بخش عمده ای از هوشمندی شبکه را تشکیل می‌دهد.

سوییچ نرمی افزاری عمل کنترل مکالمه را چه بصورت نقطه به نقطه از طریق پروتکل هایی مثل SIP و H323 ویا از طریق MG فراهم می‌آورد.

بخش سوئیچینگ معمولاً عناصرMGCP، درواره ی سیگنال دهی (SG)، سرویس دهنده رسانه (MS) وسرویس دهنده کاربرد (AS) را دربرمی گیرد.

MGCP درحقیقت بخش اصلی سامانه است که کنترل مکالمه وخدمات را انجام می‌دهد.

SG آلمانی از شبکه است که امکان اتصال شبکه سوییچ نرم افزاری را با شبکه SS7 وشبکه IN را فراهم می‌آورد.

سرویس دهنده کاربرد وظیفه ارائه انواع خدمات را مانند خدمات شبکه IN فراهم می‌آورد.

سرویس دهنده رسانه وظیفه پخش وضبط صدا وپیغام وپخش بوق وجمع آوری DTMF را برای ارتباط با کاربر دارد.

3-6-2 شبکه ارتباطی شبکه ارتباطی درفناوری سوییچ نرم افزاری یک شبکه IP است اما برای ایجاد کیفیت خدمات مناسب پروتکل‌های مختلفی بکارگرفته می‌شود.

مهمترین پروتکل هایی که به عنوان مبنای دیگر پروتکل‌ها بکارگرفته می‌شود پروتکل RTP است.

RTP یک پروتکل برمبنای UDP است که عدم از دست رفتن بسته‌های داده وترتیب دریافت آنهارا تضمین می‌کند.

مدیریت یک شبکه سوییچ نرم افزاری از طریق آلمانی بنام سامانه مدیریت شبکه (NMS) انجام می‌شود.

NMS امکان شکل دهی وپایشگری عناصرشبکه را ازطریق شبکه IP فراهم می‌آورد.

بطورکلی فناوری سوییچ نرم افزاری با امکان ارائه انواع خدماتهای متنوع رفته رفته جایگاه خودرا به عنوان نسل بعدی شبکه‌های تلفنی وداده بدست می‌آورد وبنظرمی رسد درهرحال دیریا زود حرکت به سمت فناوری سوییچ نرم افزاری گزیرناپذیراست.

در مورد دو سؤال آخریعنی سطح هزینه فناوری سوییچ نرم افزاری ومناسب بودن یا نبودن آن برای استفاده درایران باید گفت که این دومورد مستقل از یکدیگرنیستند ودرواقع چون سوییچ نرم افزاری ماهیت نرم افزاری دارد وباید بتواند با سخت افزارهای استاندارد ساخته شده توسط تولید کنندگان مختلف کارنماید، از نظرسطح فناوری ساخت برای کشورهایی مثل ایران بسیارمناسب است.

ازطرف دیگر با فراوان شدن وارزان شدن فیبرهای نوری امکان ارتباط نوری درشهرها وشهرک ها تازه تأسیس ویا روستاهایی که تا کنون امکانات مخابراتی نداشته اند، سهل وآسان گردیده است.

لذا به نظرمی رسد کشورهایی مثل ایران گزینه مناسبی باشند تا با شروع از نواحی مذکور، خدمات تلفنی را به صورت VOIP ارائه داد.

این طرح علاوه برفراهم کردن ارتباطات تلفنی امکان استفاده از شبکه جهانی اینترنت و همین‌طورکانال‌های تلویزیونی کابلی را برای آن ناحیه فراهم می‌کند.

فصل سوم اساس شبکه‌های مخابراتی 1-3 مقدمه شبکه‌های مخابراتی جهت انتقال سیگنالهای مخابراتی از یک نقطه به نقطه دیگرمی باشند.

اجزا اصلی یک شبکه نودها یا مراکز سوئیچ ولینکهای انتقال می‌باشند.

پیچیدگی یک شبکه تابعی از حجم ترافیک مخابراتی منتقل شده، تعداد نودها وتعداد لینکها می‌باشد اما یک شبکه تلفنی تسهیلاتی را برای مخابرات صوتی فراهم می‌کند.

چنین ارتباطی با شبکه‌های کوچک محلی صدسال پیش آغاز گردید.

با پیشرفتهای بوجود آمده تغییرات بسیارزیادی دراین شبکه ها ایجاد گردید.

هدف از این دوره آشنایی مقدماتی با اصول سوئیچینگ می‌باشد.

شبکه‌های مخابراتی را درحالت کلی می‌توان بصورت زیردسته بندی نمود: شبکه (public switching telephone network) PSTN سرویس‌های معمولی تلفن، از طریق شبکه PSTN یا Public Switch Telephon Network، بین دو کاربر ارتباط صوتی برقرار می‌کنند.

این شبکه بر پایه سوئیچنگ مداری عمل می‌کند؛ لذا دو کاربر در حین ارتباط، به صورت اختصاصی از یک خط ارتباطی با پهنای باند مشخص استفاده می‌کنند.

همین مسئله باعث شده است که هزینه ارتباطات بین‌شهری و یا خارج از کشور، بر اساس این سرویس بسیار گران باشد.

اما در سال‌های اخیر، طراحان تجهیزات مخابراتی امکانی را فراهم آورده‌اند تا بتوان از طریق شبکه اینترنت، ارتباط صوتی برقرار نمود که با توجه به استفاده کاربران اینترنت از پهنای باند به صورت اشتراکی، این ارتباط بسیار ارزان‌تر از شبکه PSTN است.

این سرویس که در واقع ارایه سرویس صوتی از طریق شبکه اینترنت است، (Voice over IP) یا VoIPنامیده می‌شود و در دهه اخیر با استقبال فراوان کاربران روبرو شده است.

نمودار 1 رشد تعداد خطوط VoIP را در آمریکا از سال 1999 تا 2007 نشان می‌دهد.

همان‌طور که دیده می‌شود، در سال 1999 تعداد خطوط VoIP، حدود 50 هزار خط بوده است که این تعداد در سال 2004، به 6.5 میلیون خط افزایش یافته است و پیش‌بینی می‌شود که تا سال 2007، به حدود 19 میلیون خط برسد.

نکته‌ای که باید در مورد سرویس VoIP به آن اشاره کرد این است که ارایه سرویس صوتی از طریق شبکه اینترنت نسبت به تلفن عادی، از کیفیت پائین‌تری برخوردار است؛ اما با توجه به هزینه بسیار کمتر VoIPنسبت به ارتباط تلفنی عادی و ارایه سرویس‌های متنوع تصویری و صوتی و متنی، که به سرویس VoIP اضافه شده است (VoIP به انضمام سرویس‌های صوتی و تصویری و متنی سرویس IP Telephony را به وجود می آورد).

شبکه (public lan mobile network) PLMN شبکه (TV broadcasting network) TVN شبکه (public data network) PDN شبکه (Cable video network) CVN 2-3 شبکه‌های مخابراتی (Telecommunication network) شبکه‌های مخابراتی برای انتقال سیگنال‌های مخابراتی از یک نقطه به نقطه دیگربکارمی روند واجزاء اصلی آن شامل موارد زیر می‌باشد: شبکه دسترسی access شبکه سوئیچ شبکه انتقال 3-3 مفهوم سوئیچ طبق توصیه نامه اتحادیه جهانی مخابرات کتاب آبی سال 1988 و ITUT سوئیچ برآوردن درخواستهای ارتباطی کاربران از طریق برقرارکردن هرورودی به هرخروجی مطلوب از میان تعداد زیادی ورودی وخروجی‌های سیستم برقرارکننده ارتباط به منظورانتقال پیام درمدت مورد نظرگفته می‌شود.

1-3-3 ضرورت احداث مراکز سوئیچ در شکل 1-2 چگونگی ارتباط چهارمشترک را بدون شبکه سوئیچینگ نشان می‌دهد.

همانطورکه از شکل مشخص است برای ارتباط تمامی مشترکین با هم نیاز به 6 کابل ارتباطی مجزا می‌باشد.

با یک محاسبه ساده به این نتیجه می‌رسیم که برای n مشترک نیازمند کابل ارتباطی می‌باشیم که این امربا افزایش مشترکین مقرون به صرفه نیست ومشکلات متعددی دارد.

4-3 دلایل ایجاد مراکزسوئیچ اهداف اقتصادی وکم کردن هزینه ها لزوم ایجاد امکانات ارتباط برای همه عدم نیاز به ارتباط برای همه بصورت همزمان کنترل ونحوه ارتباط متمرکز کردن همه امکانات دریک نقطه شبکه‌های سوئیچ به سه دسته ذیل تقسیم می‌شوند: 1-4-3 سوئیچ مداری از ابتدای برقراری مکالمه تا انتها یک مسیردراختیاراین ارتباط می‌باشد ودرپایان این مسیرآزاد می‌شود وبه دودسته سوئیچ آنالوگ ودیجیتال تقسیم می‌شود وسوئیچ دیجیتال شامل ساختارکنترل متمرکز وگسترده می‌باشد.

2-4-3 سوئیچ پیامی به استاندارسازی نرسیده است.

3-4-3 سوئیچ بسته ای packet switching اطلاعات درداخل بسته‌های استاندارد قرارمی گیرند وبسته بسمت گیرنده ارسال می‌شوند ودرگیرنده این بسته ها بازیابی می‌شوند.

چون اطلاعات بصورت بسته ای هستند دراین روش سرعت بیشتروامکان تبادل حجم بیشتروجوددارد.

انواع شبکه‌های انتقال به سه دسته زیرتقسیم می‌شوند: شبکه انتقال شهری LOCAL شبکه انتقال بین شهری NATIONAL شبکه انتقال بین الملل INTERNATIONAL 5-3 ارتباط شبکه ها ارتباط شبکه ها با هم به دو طریق امکان پذیراست: بصورت مش در این روش ارتباط، هرمرکز با مرکز مقابل خودارتباط مستقیم دارد و در سطح شبکه‌های کوچک مطرح است.

ارتباط شبکه بصورت ستاره در این روش کاربران یک شهربه مرکز local متصل هستند وارتباط بین مرکز محلی به یکی از سه روش زیر امکان پذیر است: الف) با استفاده از ارتباط بصورت مش هردومرکز با یک یا چند لینک ارتباطی بهم متصل می‌شوند، این روش برای شهرهایی که تعداد مراکز محلی زیاد وشهروسیع می‌باشد امکان پذیرنیست واز لحاظ اقتصادی مقرون بصرفه نیست.

ب) ارتباط مراکز محلی از طریق شبکه ستاره که دراین روش همه مراکز به یک مرکز transit متصل می‌شوند و ارتباط برای مراکز بین شهری نیز از طریق مرکز transit صورت می‌گیرد.

ج) روش مختلط compound دراین روش مراکز محلی بصورت ستاره بهم وصل شده وهردویا چند مرکز مجاوربصورت مش نیز با همدیگرارتباط خواهند داشت، دراین روش هردومرکز یک ارتباط مستقیم ویک یا چند مسیرغیرمستقیم خواهند داشت.

روش مختلط 6-3 کد شناسایی (Office code) فرض کنید کد شناسایی مرکز یک رقمی باشد این کد می‌تواند شامل ارقام 2 تا 8 باشد لازم بذکراست که 0 مخصوص بین الملل، 1 مخصوص مرکز خدمات و9 نیز استفاده نمی گردد.

پس فرضاً برای یک مرکز 4 شماره ای با کد یک رقمی می‌توان 7 مرکز 10000 شماره ای داشت.

اکنون مرکز 4 رقمی با کد شناسایی دورقمی را بصورت زیردرنظرمی گیریم: AB **** رقم B می‌تواند شامل بازه 1 تا 8 باشد پس حداکثرمشترکین 7 * 8 * 10000 = 560000 اگرکد سه رقمی باشد ABC **** 7 * 8 * 10 * 10000 = 5600000 و برای کد چهاررقمی 7*8*10*10*10000 = 56000000 سازمان جهانی مخابرات نواحی شماره گذاری دردنیا را بشرح ذیل اعلام کرده است: لازم به ذکراست که درایران هشت SC بشرح زیرداریم: بابل 1، تهران 2، اصفهان 3، تبریز 4‌، مشهد 5، اهواز 6، شیراز 7، وهمدان 8 می‌باشد.

به مراکز بالای 10k پرظرفیت می‌گوییم.

1-6-3 مراکز خصوصی مراکز خصوصی به دوصورت مطرح می‌باشند: 1- PBX = Private branch exchange در این حالت شارژینگ بصورت محلی صورت می‌گیرد وارتباط از طریق خط تلفنی صورت می‌گیرد.

شبکه PBX 2- PABC = private auto branch exchange دراین حالت ارتباط می‌تواند از طریق یک لینک PCM باشد وبصورت اتومات عمل می‌کند.

شبکه PABX 2-6-3 مراکز remote ELU حداکثر720 شماره دارد.

RLU حداکثر3200 شماره دارد.

RSU زیر10k می‌باشد.

لازم بذکراست که درموارد یک ودوشارژینگ گیری درlocal است ودرRSU شارژینگ local یا خود مرکز صورت می‌گیرد.

در تهران برای هرمنطقه یک ترانزیت داریم.

پس از گرفتن کد، سیستم سراغ rout block (که مجموعه روتهایی است که مکالمه را از مبدأ به مقصد می‌رساند) میرود درداخل روت بلاک روت مستقیم alternative , diret roure (معولاً 16 عدد) بررسی می‌گردد.

3-6-3 کارت مشترک Subscriber Line Unit کلاً دونوع مشترک آنالوئگ ودیجیتال داریم.

وظایف کارت مشترک آنالوگ بصورت کلمه borscht می‌باشد که داریم: B – تغذیه باتری O – حفاظت درمقابل اضافه ولتاژ R – زنگ با فرکانس 25HZ S – نظارت که قسمت کنترلی خط است وکارش نظارت برگذاشتن وبرداشتن گوشی می‌باشد.

C – کدینگ H – هایبرید T – تست اگر گوشی روی تلفن باشد جریان 5mA واگر گوشی برداشته شود جریان 40mA است.

7-3 کارت مشترک دیجیتال بصورت کلمه borset می‌باشد که تفاوتش با مشترک آنالوگ دراین است که هایبرید لازم ندارد ولی نیازمند مدارecho canceller است ومداربالاسینگ دارد تا دامنه ولتاژ درمسیرارسال ودریافت یکسان باشد تا اکوبوجودنیاید.

کارت مشترک دیجیتال 1-7-3 دیاگرام کابل کشی تا مرکز دیاگرام کابل کشی تا مرکز 8-3 تجهیزات مراکز سوئیچ مدارات ورودی وخروجی (مشترک وترانک) رابط بین دو مرکز سوئیچ را ترانک گویند که شامل تران‌های ورودی، خروجی و دو طرفه می‌باشد.

ترانک آنالوگ 4 سیمه است ولی درترانک دیجیتال از روش PCM استفاده می‌گردد.

مدارات مربوط به سیگنالینگ مدارات تولید منابع (زنگ، فرکانسهای خاص و...) مدارات مربوط به کنترل مدارات ایجاد کننده سوئیچینگ مدارات تست ونگهداری سیستم 9-3 نحوه ارتباط مشترک با سوئیچ نحوه ارتباط مشترک با سوئیچ دو شماره equipment , directory بصورت زیروجود دارد: شماره دایرکتوری = office code **** شماره تجهیزات (E N) شماره ای است که مشترک را بسمت سوئیچ هدایت می‌کند = ********* دو رقم اول مخصوص شماره سوئیچ، دورقم بعد جهت متمرکز کننده، دورقم بعد جهت شماره LM، رقم هفتم جهت شماره ردیف کارت ودورقم آخرجهت شماره شیاری که کارت داخل آن قرار می‌گیرد.

EN دو شماره فیزیکی و لاجیک دارد.

شماره لاجیک شماره ای است که پروسسوراختصاص می‌دهد که یا فیکس است ویا هرزمان که مراجعه می‌کند شماره را اختصاص می‌دهد وشماره فیکس آن درdeta base سیستم مشخص گردیده است.

وظیفه LMC چیدن تایم اسلاتهای مربوط به مشترکین کنارهمدیگرمی باشد.

حتی زمانی که سیستم کار نمی‌کند سکوت ارسال می‌گردد.

Consentrator: تمرکز می‌کند وفعالها را می‌فرستد.

10-3 سیکل یک مکالمه داخل مرکز 11-3 شدت ترافیک (Telephone Traffic) میزان اشغالی برابراست با زمان مکالمه تقسیم برزمان.

میزان اشغالی (Occupancy) بفرض مثال اگر6 مکالمه درمدت زمان 10 دقیقه داشته باشیم برای یک روز میزان اشغالی بصورت زیرمحاسبه می‌گردد: واحد میزان اشغالی (E) erlang می‌باشد.

از طریق erlanges پارامترBusy hour call attemped (BHCA) بدست می‌آید که بیانگراین است که درشلوغ ترین ساعتها درخواست مکالمه چقدراست.

12-3 روند مکالمه بین مراکز گوشی برداشته می‌شود (سیگنال زنگ از طرف گوشی به مرکز ارسال می‌گردد) درمرکز مبدأ اطلاعات مشترک استخراج وبررسی می‌گردد (نوع مشترک ونوع شماره گیری و....) مقصد dial tone را می‌فرستد.

مبدأ address digit را می‌فرستد شماره ذخیره وپردازش می‌گردد.

تصرف ترانک برای برقراری مکالمه (Sieze trunk) مقصد address digit را دریافت می‌کند وپردازش صورت می‌گیرد.

درپردازش min وmax تعداد ارقام جهت تعیین صحت آنها بررسی می‌گردد.

ومسیرخروج از مرکز (route block) ونحوه شارژینگ (نوع Zoning یا تعرفه) مشخص می‌گردد.

ارسال رینگ به مقصد ارسال ring back به مبدأ مقصد گوشی را برمیدارد قطع زنگ Answer گذاشتن گوشی مبدأ clear forward می‌فرستد.

مقصد release gard می‌دهد (مسیربرگشت آزاد می‌شود) مقصد clear backward می‌دهد.

مبدأ release gard می‌فرستد.

همچنین برقراری شارژینگ به صورتهای زیرمی باشد: با برداشتن گوشی مشترک مبدأ.

زمانی که مشترک اولین شماره را گرفت.

زمانی که مشترک آخرین شماره را گرفت.

اگر مخاطب گوشی را بردارد.

13-3 اعمال حفاظتی سوئیچ شکل 8 موقعیت سوئیچ ها را درواحد عملیاتی LIS (در SGG SSM8B, TSG LISB) برای شماتیک SN زیر نشان می‌دهد: SSG, TSG در SNO، active است.

SSG, TSG در SN1، Standby است.

اگر واحد active خراب شود سیستم به LTG موجود سوئیچ می‌کند.

مثالی برای حفاظت سوئیچ: o-o tsg ، خطا است: SSG, TSG در SN1 به طور اتوماتیک active است، SSG O-O به standby تغییر وضعیت می‌دهد.

O-O SSG نیز خطا است: Active, SSG O-O, TSG 1-0 شده و اطلاعات ردوبدل می‌شوند.

14-3 فریم‌های ماژول ورگهای شبکه سوئیچ هر رگ SN(B) همیشه شامل دورگ فریم ماژول SN می‌باشد.

اینها می‌توانند در بالا و یا پایین رگ نصب شوند.

فضای باقی مانده داخل رگ برای LTG ویا MB استفاده می‌شود.

یک رگ همیشه شامل یکی از انواع فریم‌های ماژول زیراز SN1 , SNO برای واحدهای اضافی می‌باشند: