Топология сети PSTN - PSTN network topology

А Топология сети PSTN это переключение топология сети телефонной сети, подключенной к телефонная сеть общего пользования (ТфОП).

В США и Канаде Топология сети Bell System была ли иерархия коммутационной системы реализована и использовалась с конца 1940-х до 1980-х годов с целью интеграции разнообразного множества местных телефонных компаний и планов нумерации телефонов для достижения общенациональной Прямой дистанционный набор (DDD) телефонными абонентами. Это был предшественник всемирной взаимосвязанной телефонная сеть общего пользования (ТфОП).

Идеи зародились в Bell System в Соединенные Штаты, но вскоре были приняты другими странами, где телефонные операторы сталкивались с аналогичными проблемами, даже когда обслуживали небольшие географические области. Система в Соединенном Королевстве, внедренная Главное почтовое отделение привело к меньшему количеству уровней переключения, чем у Bell System.

Bell System

Иерархия классификации центрального офиса AT&T PSTN

В конце 1940-х годов Bell System разработала планы по объединению различных несовместимых местных планы нумерации телефонов составляющих его зон обслуживания в единую сеть, которая позже стала известна как Североамериканский план нумерации (NANP). Это было предпосылкой для достижения Прямой дистанционный набор (DDD) клиентами, впервые внедренная в Энглвуде, штат Нью-Джерси, в 1951 году. Помимо разработки единого плана нумерации, AT&T реорганизовал общенациональную систему, которую возглавил AT&T Long Lines местных телефонные станции и центральные офисы в иерархическую сеть, состоящую из пяти уровней, называемых классысистем коммутации.

Поскольку изначально была установлена ​​междугородная связь, соединение с другим крупным городом могло занять до семи минут, а для небольших точек требовалось иметь Перезвони назначения, сделанные с длительным сроком выполнения заказа, для резервирования каналов.

Вновь разработанная иерархия сохранялась до начала 1980-х годов, когда технологические достижения и бизнес-модели сделали ее все более устаревшей, но иерархические черты продолжают существовать в таких терминах, как 4 класс и Телефонный коммутатор класса 5, относящиеся к тандемным и оконечным коммутаторам соответственно. Телефонная сеть общего пользования в Соединенных Штатах была существенно реструктурирована с отделением компании AT&T в 1984 году. Старая сеть Long Lines осталась за AT&T, но ее внутренняя маршрутизация стала неиерархической с введением усовершенствованной коммутации, управляемой компьютером. Каждый крупный оператор дальней связи может иметь свою собственную внутреннюю политику маршрутизации, хотя обычно она начинается с одних и тех же принципов и даже компонентов.

С участием Продажа Bell System, сеть в США была разделена на местный доступ и транспортные зоны (LATA). Звонки внутри LATA выполнялись Операторы местного обмена (LEC), а звонки между ними осуществлялись по обменные перевозчики (IXC). LATA обычно имеют один или несколько тандемных коммутаторов, которые соединяют конечные офисные коммутаторы.

Хотя следующее обсуждение относится к AT&T и (в основном) к Соединенным Штатам, важно помнить, что до 1975 года AT&T контролировала Bell Canada и таким образом повлияли на корпоративные решения к северу от границы. Bell Canada обеспечивала локальные операции в большинстве Онтарио и Квебек, и как в качестве крупнейшего оператора связи в Канаде, так и благодаря своей исторической деятельности в Атлантический и Прерия провинции, решения преобладали над практиками на расстоянии. Канадские власти согласились с тем, что интеграция канадских услуг дальней связи в транснациональную сеть была полезна для обеих стран, поэтому услуги США и Канады были интегрированы для сетевых возможностей на ранней стадии в то, что в конечном итоге стало основой для Североамериканский план нумерации площадь.

К середине 1920-х годов пересмотренная ручная система, в которой «местные» операторы взимания платы за проезд соединяли тандемные маршруты (процесс, формально называемый объединенной линией и записью) по мере необходимости для выполнения телефонных звонков, сократила этот процесс в среднем до двух минут, но все же означала, что некоторые сложные маршруты могут соединять до шестнадцати точек. По мере роста услуг дальней связи в континентальной части США (48 штатов) и Канаде, количество оборудования и людей, необходимых для определения и установления тарифов и маршрутов, стало чрезмерным. По мере совершенствования технологий при проектировании сети учитывались более автоматизированные и определенные процедуры. Таким образом, начиная с коммутатора, установленного в 1943 году в Филадельфии, штат Пенсильвания, AT&T приступила к автоматизации системы и установлению новой иерархии коммутаторов, которая просуществовала до распада AT&T в 1980-х годах.

Основополагающий принцип пятиуровневой иерархии заключался в обеспечении экономии на масштабе путем установления прямых соединений между централизованными «точками сбора вызовов» (в основном офисами класса 4), где это экономически целесообразно, и обеспечение дополнительных точек концентрации (классы с 1 по 3) для обрабатывать переполненный трафик, который не может быть обработан напрямую, или обрабатывать трафик в места, которые с меньшей вероятностью набирались из данной точки - обычно на большие расстояния и / или меньшие местоположения в других частях плана набора в Северной Америке. Североамериканский план отличался от плана на других континентах наличием трех уровней иерархии концентрации для внутренних (здесь определяется как включение всех этих точек «внутри» плана набора), в этом нет необходимости, если большая географическая область была разбита на несколько юрисдикций национального плана. Однако важно отметить, что это не была строгая иерархия абсолютных уровней. Если между географическими областями существует достаточный трафик вызовов, например, офис класса 4 может иметь прямые магистральные соединения не только с офисом класса 3, но и с офисом класса 2 или класса 1, и наоборот. Например, коммутатор класса 2 в Торонто (TOROON0101T2) имел соединения не только с коммутатором класса 1 в Монреале (MTRLPQ0201T1), но и с коммутатором класса 1 в Уайт-Плейнс (WHPLNY0201T1), одним из коммутаторов класса 2 в Нью-Йорке. (NYCMNYAA02T2) и переключатель класса 3 в Buffalo (BFLONYFR04T3). Сетевые инженеры переделали систему по мере необходимости, чтобы уравновесить процент завершения вызовов с бюджетными ограничениями. Фактически, небольшие изменения вносились почти каждый месяц.

Первоначально из развития североамериканской сети были исключены местоположения, которые в конечном итоге стали частью зоны Североамериканского плана нумерации - Аляска, Гавайи, некоторые другие владения Соединенных Штатов, различные отдаленные северные и сельские районы Канады и большая часть Карибского бассейна. Эти области обрабатывались как международные звонки, пока более современное компьютерное оборудование и программное обеспечение не позволило включить их в автоматизированные интегрированные системы в последующие десятилетия. После распространения коммутации управления хранимыми программами многие службы классов 1–3 можно было делегировать более новым коммутаторам в офисах классов 4 и 5, и эта часть сети стала устаревшей, хотя ее частично заменили установлением нескольких длинных сетей. -дистанционные операторские сети, подключенные к локальным сетям через свои точки присутствия.

1 класс (районный центр)

Офисом класса 1 был Региональный центр (РЦ). Региональные центры служили трем целям в североамериканской платной сети (а) их соединения были «последним средством» для окончательной настройки вызовов, когда маршруты между центрами ниже в иерархии были недоступны (б) они изначально были укомплектованы инженерами, у которых были полномочия блокировать части сети в пределах региона в случае аварийных ситуаций или перегрузки сети - хотя эти функции были переданы после 1962 года Центру управления сетью / операциям и распределенным центрам управления сетью (см. ниже) (c) они предоставили точки сбора ( до разработки более совершенного компьютерного оборудования и программного обеспечения для операторов дорожных сборов) для цепей, которые будут переданы одному из международных заграничных шлюзов (которые работали как специальные центры вне формальной североамериканской иерархии). Региональные центры информировали друг друга о состоянии каждой цепи в сети. Затем эти центры будут перенаправлять трафик вокруг проблемных точек и постоянно информировать их. В Северной Америке было двенадцать региональных центров, десять в США, девять из которых находились в ведении AT&T (Уайт-Плейнс, Нью-Йорк, Уэйн, Пенсильвания, Питтсбург, Пенсильвания, Норвегия, Иллинойс [сельский перекресток к западу от Чикаго на пересечении шоссе 52 США и шоссе 71 Ил - подземный офис, построенный из прочной конструкции, чтобы выдержать ядерную атаку], Коньерс, Джорджия в Округ Рокдейл, Сент-Луис, Миссури, Даллас, Техас, Денвер, Колорадо, и Сакраменто, Калифорния ), один от GTE (Сан-Бернардино, Калифорния ). Два центра в Канаде работали от имени Трансканадской телефонной системы, один - Bell Canada (Монреаль, PQ ), и один за другим Телефон Саскачевана, (Регина СК ).

Для контроля и надзора за всей сетевой иерархией AT&T создала Центр управления сетью в Нью-Йорк в 1962 году был переименован в Центр сетевых операций и переехал в Бедминстер, Нью-Джерси в 1977 г. Технический надзор также был централизован в восьми региональных центрах управления сетью. Перераспределение и распределение функций было сделано отчасти для обеспечения максимальной целостности сети в случае национальной чрезвычайной ситуации, что в то время было главной проблемой. Базовая структура этого подразделения, хотя и значительно изменилась с момента Продажа AT&T в 1980-х годах он все еще существует как Глобальный операционный центр с внутренними региональными центрами в Колорадо и Джорджии.

Класс 2 (секционный центр)

Офис класса 2 был Секционным центром (SC). Секционный центр обычно соединял основные пункты взимания платы за проезд в пределах одного или двух штатов или провинций или значительной части большого штата или провинции, чтобы обеспечить межштатные или межпровинциальные соединения для междугородних звонков. В разное время в сети было от 50 до 75 активных офисов второго класса.

3 класс (первичный центр)

Офис класса 3 был Первичным центром (ПК). Звонки, совершаемые за пределами небольшой географической зоны, где каналы не связаны напрямую между пунктами взимания платы класса 4, будут передаваться от центра взимания платы к первичному центру. В этих местах используются соединительные линии с высокой интенсивностью использования для завершения соединения между центрами взимания платы. Первичный центр никогда не передавал пользователю тональный сигнал готовности. Количество первичных центров в сети время от времени колебалось в пределах от 150 до 230.

Класс 4 (центр взимания платы)

Основная статья: Телефонный коммутатор класса 4

Офисом класса 4 является пункт взимания платы (TC), пункт взимания платы (TP) или промежуточный пункт (IP). Вызов, идущий между двумя конечными офисами, не подключенными напрямую, или прямые соединительные линии которых заняты, маршрутизируется через центр взимания платы. Платный центр также используется для подключения к междугородной сети для вызовов, требующих дополнительных затрат, таких как услуги, обслуживаемые оператором. Этот пункт взимания платы также может называться тандемным офисом, потому что звонки должны проходить через это место, чтобы попасть в другую часть сети. Центры взимания платы могли использоваться либо как межгосударственные объекты, находящиеся в ведении компании AT&T Long Lines (в некоторых случаях GTE), либо местными телефонными компаниями, обрабатывая междугородный трафик в точки на территории конкретной операционной компании. Офисы класса 4 продолжают существовать, хотя и со значительными изменениями, поскольку они обслуживают межсетевые соединения местной телефонной компании с местной оплатой или с тарифом на междугороднюю связь или предоставляют средства для подключения к точкам присутствия компании на большом расстоянии.

Класс 5 (местная АТС)

Основная статья: Телефонный коммутатор класса 5

Офис класса 5 - это местная телефонная станция или конечный офис. Он передает клиенту гудок. Конечный офис, также называемый филиальной станцией, является ближайшим соединением с конечным потребителем. Только в США более 19 000 конечных офисов обеспечивают базовую гудок Сервисы.

В настоящее время широко используются только термины Класс 4 и Класс 5, поскольку любой тандемный офис называется Классом 4. Это изменение было вызвано в значительной степени изменениями мощности коммутаторов и относительной стоимости передачи, как что, как правило, сглаживает иерархию коммутаторов. Распад Bell System и необходимость для каждой из выживших региональных операционных компаний обеспечивать межсетевое соединение на большие расстояния также способствовали включению межрегиональной и международной обработки через более крупные офисы класса 4.

Международные колл-центры за рубежом

Особые требования к размещению вызовов за пределами основных точек Канады / США означали, что эти вызовы обрабатывались специальными операторами в местах, где можно было контролировать соединения с другими странами. Технология автоматизации этих подключений через «обычные» рабочие места оператора начала развиваться в 1960-х (см. Bell Laboratories Record 42: 7, июль – август 1964). В течение десятилетия 1970-х годов клиенты из Северной Америки, которых обслуживали электронные офисы, начали иметь возможность напрямую звонить во все большее количество международных точек, услуга, известная как IDDD (Прямой международный набор номера), (обслуживание между офисами ESS в Нью-Йорке и Лондоне началось 1 марта 1970 года). Однако, поскольку точки не могли быть подключены до тех пор, пока оборудование в обеих странах не было переведено на электронную коммутацию, внедрение во многих местах заняло некоторое время, и хотя большинство вызовов начали подключаться через автоматизированные системы к 1990-м годам - ​​после прекращения работы пяти -уровневая иерархия - большинство стран все еще были связаны посредством ручного вмешательства до начала 21 века.

Обратите внимание, что прилагаемая в настоящее время диаграмма иерархии коммутаторов неверна, поскольку она определяет точки класса 1 с международной коммутацией. Международные соединения располагались в местах, как правило, близко к кабельным, а затем и спутниковым точкам оконечных устройств и не имели прямого отношения к коммутаторам класса 1. Основные международные точки подключения были расположены в Окленде, Калифорния; Майами, Флорида; и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, с рядом дополнительных пунктов взимания дорожных сборов с международными операторами. Только после быстрого расширения оконечных офисов ESS обработка международных вызовов операторами начала переноситься в структуру внутренней сети, поскольку услуги международной связи стали доступны для абонентов, прибл. середина 1980-х гг. Это частично совпало с упадком пятиуровневой иерархии, поэтому идентификация международных коммутаторов и офисов первого класса неверна.

объединенное Королевство

Предшественник British Telecom, то Главное почтовое отделение, также организовала свою междугороднюю магистральную сеть по иерархической схеме, аналогичной структуре сети в Северной Америке. Однако из-за значительно меньшей географической зоны требовалось меньшее количество уровней подключения, и не производилась формальная нумерация классных офисов.

Из следующего описания было несколько особых исключений, особенно те, которые касались Северная Ирландия, некоторые из Зависимости каналов, и несколько мест в Англии, которые обслуживались компаниями, не входящими в GPO, например Корпус (KCOM Group ) и Портсмут.^{[нужна цитата ]}

На заре ручных АТС отдаленные районы (в конечном итоге называемые зависимыми АТС) были соединены через все более крупные местоположения (в конечном итоге названные центрами групповой коммутации) в один из основных городов - Бирмингем, Эдинбург, Глазго, Ливерпуль, Лондон, и Манчестер. Когда в сети начали внедрять автоматизацию, она была преобразована в систему примерно из пятидесяти тандемных местоположений для центров групповой коммутации с дополнительным уровнем, возможно, из десятка глобальных тандемов для обеспечения периодов занятости, аварийной маршрутизации и т. Д. также несколько дополнительных локальных тандемов для обработки трафика в лондонской столичной области без участия GSC, хотя это было более поздним развитием, поскольку для идентификации требовалась общая управляющая сигнализация.

Абонентский набор по внешней линии

Коды набора, используемые операторами соединительных линий для соединения вызовов, были изначально назначены и установлены для обеспечения скорости с помощью оборудования импульсного набора. С появлением вызовов по набранным абонентам шаблоны нумерации были переназначены, чтобы обеспечить мнемонические методы повышения производительности клиентов. Абонентский набор по внешней линии Все коды (STD) начинались с 0. Самым крупным городам с семизначными местными номерами были присвоены специальные коды: Лондон, 01; Бирмингем, 021; Меньшим городам обычно присваивался код, основанный на первых буквах их имени, переведенных в цифры на телефонном циферблате. Например, OXford переводил на британский телефонный номер 09, так что исходный код STD для Оксфорда был 0096. Однако из-за ошибок набора абонента было принято решение об исключении кодов, которые начинались с 00 и Оксфорд вскоре стал 0865, последовательность 86 обозначая первые две буквы Университет.

Некоторые из самых маленьких городов подключены к магистральной сети только через близлежащие коммутаторы. В этих случаях коды STD состояли из комбинации кода для ближайшего коммутатора плюс некоторых дополнительных цифр, которые не использовались в этом ближайшем коммутаторе, но служили двум целям (1) для определения конечного местоположения и позволяли ближайшему коммутатору переключиться в завершите вызов (2), чтобы «дополнить» общую длину строки набора, поскольку в небольшом городке может быть только трехзначный телефонный номер, что позволит сети перейти на более стандартную длину номера.

Так как шаг офисы стали более редкими, коды набора абонентских внешних линий больше не соответствовали первоначальным правилам и были значительно пересмотрены в середине 1990-х годов с дальнейшими изменениями, поскольку на рынок Великобритании пришло более широкое использование мобильных телефонов и конкуренция, не связанная с BT. В настоящее время в Великобритании используется около 70000 местных обменных кодов.^{[нужна цитата ]}. Крупнейший магистральный оператор связи British Telecom подключает к локальной сети около 60 транзитных (тандемных) коммутаторов.

Франция

Первые дни

Ранняя история коммутации телекоммуникаций сеть во Франции Это необычно для этой страны с децентрализованным развитием. Первые телефонные станции были установлены местными сообществами, часто частными компаниями, и только позже были переданы французскому правительству. В результате к 1930 году во Франции было обслужено почти 25 000 местных АТС, но почти половина из них имела менее пяти абонентов. Кроме того, телефоны не считались важными для бытовых потребителей (и для малого бизнеса), поэтому во Франции уровень проникновения телефонных абонентов был низким.

В этих условиях раннее развитие сети вращалось вокруг двух основных различий: «Париж» и «не Париж». В мегаполисе Парижа автоматические ступенчатые переключатели появились еще до Второй мировой войны с уровнем тандемного переключения. В остальной части страны автоматизация была ограничена крупными городами с высоким уровнем ручного вмешательства.

Французская телефонная система была сильно повреждена во время Второй мировой войны, так что к концу войны только около 140 автоматических телефонных станций (в основном в Париже и его "пригородах") и 228 ручных телефонных станций полностью работали. Ремонт большей части сети был отложен во время войны из-за отсутствия запчастей, а также из-за привлечения технического персонала для нужд германской армии.

Послевоенное восстановление

Восстановление было быстрым после войны, и обширный ущерб в некотором смысле помог модернизации системы по мере внедрения новых технологий. DGT (Direction Générale des Télécommunications) ввел автоматический набор номера операторами междугородних соединений, как правило, с использованием INSEE коды как «коды города» для различных отделов - со специальной обработкой для Парижа. Эти коды впоследствии стали общедоступными, когда в конце 1960-х - начале 1970-х годов начали вводить абоненты для междугородных звонков.

Сеть имела минимальную иерархию, большинство соединений было направлено в центральный тандем в каждом отделе, а оттуда в Париж. По мере увеличения количества частных телефонов, как для малого бизнеса, так и для частных домов, в 1970-х годах были установлены прямые соединения между тандемами в соседних регионах и был реализован трехуровневый коммутатор: местное, тандемное и региональное соединение. с окончательным маршрутом через Париж. Кроме того, в течение 1970-х и 1980-х годов были заменены более мелкие коммутаторы в сельской местности и объединены с соседними автоматизированными офисами, а для согласованности набора была принята закрытая схема нумерации.

Технологическое развитие

Как и в большинстве стран, развитие технологий позволило создать различные сети, а поддержание формальной иерархии исчезло в распределенной сети. К середине 1990-х годов появилась пересмотренная структура, что нашло отражение в замене старых кодов регионов на присвоение региональных кодов и крупной схеме перенумерации для стратегического планирования, приватизации и дерегулирования под эгидой ART, Autorité de Régulation des Communications Électroniques et des Postes (Регулирующий орган в области телекоммуникаций - с 2005 года добавлен ARCEP, поскольку ответственность за почтовые услуги была добавлена). После 1996 года страна готовилась к полному дерегулированию телефонной сети.

Таким образом, местные биржи (зоны в автономии) связаны разными операторами связи несколько по-разному. Тем не менее, самая крупная из них, основанная на (частично) приватизированной бывшей государственной сети, представляет собой двухуровневую иерархию междугородной связи, основанную на 80 точках CTS (вторичный транзитный центр) и 8 пунктах CTP (первичный транзитный центр). Кроме того, существует 12 CTI (международный транзитный центр) для подключения к зонам, которые не интегрированы во французскую телефонную сеть [обратите внимание, что некоторые зарубежные точки считаются «внутренними» для телекоммуникационных целей].

использованная литература