شبكة الهاتف العمومية

تحتاج هذه المقالة إلى مصادر إضافية للتحقق . يُرجى المساعدة في تحسين هذه المقالة عن طريق إضافة مصادر موثوقة . قد يتم الطعن في المواد غير الموثقة وإزالتها. البحث عن المصادر:  "شبكة الهاتف العامة" - الأخبار  · الصحف  · الكتب  · العلماء  · JSTOR ( ديسمبر 2021 ) ( تعرف على كيفية ومتى تزيل هذه الرسالة )

شبكة الهاتف العامة ( PSTN ) هي مجموع شبكات الهاتف في العالم التي تديرها شركات الهاتف الوطنية أو الإقليمية أو المحلية. وهي توفر البنية الأساسية والخدمات للهاتف العام . تتكون شبكة الهاتف العامة من خطوط الهاتف وكابلات الألياف الضوئية ووصلات نقل الموجات الدقيقة والشبكات الخلوية والأقمار الصناعية للاتصالات وكابلات الهاتف تحت الماء المترابطة بمراكز التبديل ، مثل المكاتب المركزية وأجهزة الترادف الشبكية والبوابات الدولية، والتي تسمح لمستخدمي الهاتف بالتواصل مع بعضهم البعض.

كانت شبكة الهاتف العامة (PSTN) في الأصل عبارة عن شبكة من أنظمة الهاتف التناظرية ذات الخطوط الثابتة ، وهي رقمية بالكامل تقريبًا في شبكتها الأساسية وتشمل شبكات الهاتف المحمول واللاسلكي، وكلها حاليًا ^{[ متى؟ ]} في طور الانتقال إلى استخدام بروتوكول الإنترنت لنقل حركة مرور شبكة الهاتف العامة (PSTN) الخاصة بها. ^[1]

تلتزم العملية الفنية لشبكة الهاتف العامة (PSTN) بالمعايير التي أقرتها منظمة تقييس الاتصالات (ITU-T) على المستوى الدولي . وتعود أصول هذه المعايير إلى تطوير شبكات الهاتف المحلية، وخاصة في نظام Bell في الولايات المتحدة وفي شبكات الدول الأعضاء في الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU) الأوروبية. وتوفر معايير E.164 مساحة عنوان عالمية واحدة في شكل أرقام هواتف . ويتيح الجمع بين الشبكات المترابطة وخطة ترقيم الهواتف العالمية للهواتف في مختلف أنحاء العالم الاتصال ببعضها البعض. ^[2]

بدأ تسويق الهاتف تجاريًا بعد اختراعه بفترة وجيزة، حيث تم تشغيل الأجهزة في أزواج للاستخدام الخاص بين موقعين. وكان لدى المستخدمين الذين أرادوا التواصل مع أشخاص في مواقع متعددة أكبر عدد ممكن من الهواتف اللازمة لهذا الغرض. وكان يتم تنبيه مستخدم آخر برغبته في إجراء مكالمة هاتفية عن طريق الصفير بصوت عالٍ في جهاز الإرسال حتى يسمع الطرف الآخر التنبيه. وسرعان ما تمت إضافة أجراس إلى المحطات للإشارة .

استفادت أنظمة الهاتف اللاحقة من مبدأ التبادل المستخدم بالفعل في شبكات التلغراف. كان كل هاتف متصلاً بمبادل هاتفي تم إنشاؤه لمدينة أو منطقة. للاتصال خارج منطقة التبادل هذه، تم تثبيت خطوط بين التبادلات. تم تصميم الشبكات بطريقة هرمية حتى امتدت إلى المدن والولايات والمسافات الدولية.

وقد أدخلت الأتمتة الاتصال النبضي بين الهاتف والمبادلة بحيث يمكن لكل مشترك الاتصال مباشرة بمشترك آخر متصل بنفس المبادلة، ولكن الاتصال لمسافات طويلة عبر مبادلات متعددة يتطلب التبديل اليدوي من قبل المشغلين. وفي وقت لاحق، مكنت إشارات العناوين الأكثر تطوراً، بما في ذلك أساليب الإشارات متعددة الترددات ، من إجراء مكالمات طويلة المسافة مباشرة من قبل المشتركين، وبلغت ذروتها في شبكة نظام الإشارات 7 (SS7) التي كانت تتحكم في المكالمات بين معظم المبادلات بحلول نهاية القرن العشرين.

كان نمو شبكة الهاتف العامة ممكنًا بفضل تقنيات هندسة حركة المرور عن بعد لتقديم جودة الخدمة (QoS) في الشبكة. وقد أسس عمل AK Erlang الأسس الرياضية للطرق المطلوبة لتحديد متطلبات السعة وتكوين المعدات وعدد الأفراد المطلوبين لتقديم مستوى معين من الخدمة.

في سبعينيات القرن العشرين، بدأت صناعة الاتصالات في تنفيذ خدمات البيانات الشبكية التي يتم تبديل حزمها باستخدام بروتوكول X.25 الذي يتم نقله عبر معظم المعدات من البداية إلى النهاية كما كان مستخدمًا بالفعل في شبكة الهاتف العامة. وقد أصبحت هذه الشبكات تُعرف باسم شبكات البيانات العامة أو شبكات البيانات العامة المبدلة.

في ثمانينيات القرن العشرين، بدأت الصناعة في التخطيط للخدمات الرقمية على افتراض أنها ستتبع نفس النمط الذي تتبعه خدمات الصوت، وصممت خدمات التبديل الدائري من البداية إلى النهاية، والمعروفة باسم شبكة الخدمات الرقمية المتكاملة ذات النطاق العريض (B-ISDN). وقد تجاوزت تقنية الإنترنت المبتكرة رؤية شبكة الخدمات الرقمية المتكاملة ذات النطاق العريض .

في مطلع القرن الحادي والعشرين، كانت أقدم أجزاء شبكة الهاتف لا تزال تستخدم تقنية النطاق الأساسي التناظري لتوصيل اتصال التردد الصوتي على مدى الميل الأخير للمستخدم النهائي. ومع ذلك، تم نشر التقنيات الرقمية مثل DSL و ISDN و FTTx ومودمات الكابلات بشكل تدريجي في هذا الجزء من الشبكة، في المقام الأول لتوفير الوصول إلى الإنترنت عالي السرعة.

اعتبارًا من عام 2023 ^[تحديث]، فإن المشغلين في جميع أنحاء العالم في عملية إيقاف دعم كل من الهاتف التناظري للميل الأخير وشبكة ISDN، والتحول بخدمة الصوت إلى Voice over IP عبر الوصول إلى الإنترنت إما عبر DSL أو مودم الكابلات أو الألياف إلى المباني ، مما يلغي تكلفة وتعقيد تشغيل بنيتين تحتيتين تكنولوجيتين منفصلتين لشبكة PSTN والوصول إلى الإنترنت.

لا ترتبط العديد من شبكات الهاتف الخاصة الكبيرة بشبكة الهاتف العامة (PSTN)، وذلك عادةً لأغراض عسكرية. وهناك أيضًا شبكات خاصة تديرها شركات كبيرة ترتبط بشبكة الهاتف العامة (PSTN) فقط من خلال بوابات محدودة ، مثل مركز تبادل فرعي خاص كبير (PBX).

كانت مهمة بناء الشبكات وبيع الخدمات للعملاء تقع على عاتق مشغلي الشبكة . وكانت أول شركة يتم تأسيسها لتقديم خدمات شبكة الهاتف العامة هي شركة بيل للهواتف في الولايات المتحدة.

في بعض البلدان، مع ذلك، كانت مهمة توفير شبكات الهاتف تقع على عاتق الحكومة حيث كان الاستثمار المطلوب كبيرًا جدًا وكان توفير خدمة الهاتف يصبح بشكل متزايد مرفقًا عامًا أساسيًا . على سبيل المثال، جمع مكتب البريد العام في المملكة المتحدة عددًا من الشركات الخاصة لتشكيل شركة مؤممة واحدة . في العقود الأخيرة، تم تفكيك هذه الاحتكارات الحكومية أو بيعها من خلال الخصخصة . ^{[3] [4] [5]}

تطورت بنية شبكة الهاتف العامة بمرور الوقت لدعم عدد متزايد من المشتركين وحجم المكالمات والوجهات والميزات والتقنيات. وقد تبنت دول أخرى المبادئ التي تم تطويرها في أمريكا الشمالية وأوروبا، مع إجراء تعديلات عليها لتناسب الأسواق المحلية.

كان المفهوم الرئيسي هو أن مراكز الهاتف مرتبة في تسلسلات هرمية، بحيث إذا تعذر التعامل مع مكالمة في مجموعة محلية، يتم تمريرها إلى مجموعة أعلى لتوجيهها إلى الأمام. وقد أدى هذا إلى تقليل عدد جذوع الاتصال المطلوبة بين المشغلين على مسافات طويلة، كما حافظ على فصل حركة المرور المحلية. لقد جلبت التقنيات الحديثة تبسيطات

تستخدم معظم مراكز الهاتف الآلية التحويل الرقمي بدلاً من التحويل الميكانيكي أو التناظري. كما أن الجذوع التي تربط المراكز رقمية أيضًا، وتسمى الدوائر أو القنوات. ومع ذلك، لا تزال الدوائر التناظرية ثنائية الأسلاك تُستخدم لتوصيل الميل الأخير من المركز بالهاتف في المنزل (وتسمى أيضًا الحلقة المحلية ). لنقل مكالمة هاتفية نموذجية من طرف متصل إلى طرف متصل به ، يتم رقمنة إشارة الصوت التناظرية بمعدل أخذ عينات 8 كيلو هرتز بدقة 8 بت باستخدام نوع خاص من تعديل شفرة النبضة غير الخطية المعروف باسم G.711 . ثم يتم نقل المكالمة من أحد الطرفين إلى الطرف الآخر عبر مراكز الهاتف. يتم تبديل المكالمة باستخدام بروتوكول إعداد المكالمة (عادةً ISUP ) بين مراكز الهاتف بموجب استراتيجية توجيه شاملة .

يتم نقل المكالمة عبر الشبكة الهاتفية العامة (PSTN) باستخدام قناة بسرعة 64 كيلوبت/ثانية ، صممتها في الأصل مختبرات بيل . الاسم الذي أُطلق على هذه القناة هو الإشارة الرقمية 0 (DS0). دائرة DS0 هي الحبيبات الأساسية للتبديل الدائري في مقسم الهاتف. تُعرف دائرة DS0 أيضًا باسم الفتحة الزمنية لأن إشارات DS0 يتم تجميعها في معدات الإرسال المتعدد بتقسيم الوقت (TDM) لتشكيل روابط اتصال ذات سعة أعلى.

تحمل دائرة الإشارة الرقمية 1 (DS1) 24 DS0 على خط T-carrier (T1) في أمريكا الشمالية أو اليابان ، أو 32 DS0 (30 للمكالمات بالإضافة إلى اثنتين للإطارات والإشارات) على خط E-carrier (E1) المستخدم في معظم البلدان الأخرى. في الشبكات الحديثة، يتم نقل وظيفة الإرسال المتعدد إلى أقرب مكان ممكن من المستخدم النهائي، وعادة ما تكون في خزائن على جانب الطريق في المناطق السكنية، أو في أماكن العمل الكبيرة.

يتم نقل هذه الدوائر المجمعة من المجمّع الأولي إلى التبادل عبر مجموعة من المعدات المعروفة بشكل جماعي باسم شبكة الوصول . تستخدم شبكة الوصول والنقل بين التبادلات النقل البصري المتزامن ، على سبيل المثال، تقنيات SONET وتسلسل رقمي متزامن (SDH)، على الرغم من أن بعض الأجزاء لا تزال تستخدم تقنية PDH الأقدم .

تحدد شبكة الوصول عددًا من نقاط المرجع. معظم هذه النقاط ذات أهمية خاصة لشبكة ISDN، ولكن هناك نقطة مرجعية واحدة، وهي نقطة المرجع V، ذات أهمية أكثر عمومية. وهي نقطة المرجع بين جهاز إرسال متعدد أساسي ومبادل. تم توحيد البروتوكولات عند نقطة المرجع هذه في مناطق ETSI باعتبارها واجهة V5 .

تم استخدام جودة الصوت في شبكات PSTN كمعيار لتطوير معيار TIA-TSB-116 لجمعية صناعة الاتصالات بشأن توصيات جودة الصوت للهواتف عبر IP، لتحديد مستويات مقبولة من زمن انتقال الصوت والصدا. ^[6]

في أغلب البلدان، تمتلك الحكومة هيئة تنظيمية مخصصة لتوفير خدمات الشبكة الهاتفية العامة. تنظم الهيئة المعايير الفنية والمتطلبات القانونية وتحدد مهام الخدمة، على سبيل المثال، لضمان عدم فرض رسوم زائدة على العملاء النهائيين مقابل الخدمات حيث قد توجد احتكارات. قد تنظم هذه الهيئات التنظيمية أيضًا الأسعار التي يتم فرضها بين المشغلين لنقل حركة المرور الخاصة بكل منهم .

في المملكة المتحدة، يتم إيقاف تشغيل POTS النحاسي وشبكة الهاتف العامة القائمة على ISDN لصالح الهاتف SIP ، مع تاريخ الانتهاء الأصلي في ديسمبر 2025، على الرغم من أنه تم تأجيل ذلك الآن إلى يناير 2027. انظر إيقاف تشغيل شبكة الهاتف العامة في المملكة المتحدة . ستستمر الهواتف الصوتية في اتباع معايير E.163 و E.164 ، كما هو الحال مع الهاتف المحمول الحالي، مع بقاء الواجهة للمستخدمين النهائيين كما هي.

كما أوقفت العديد من الدول الأوروبية الأخرى، بما في ذلك إستونيا وألمانيا وأيسلندا وهولندا وإسبانيا والبرتغال، شبكاتها الهاتفية العامة (PSTN) أو تخطط لإيقافها. ^{[7] [8] [9]}

وتشهد بلدان في قارات أخرى أيضًا تحولات مماثلة. ^[8]

• قائمة رموز الاتصال للدول
• شبكة صوتية تعتمد على المرافق المُدارة
• الاختراق
• خدمة الهاتف القديمة البسيطة (POTS)
• عبر صافي الخسارة