شبكة الهاتف العامة - PSTN

ما هي شبكة الهاتف العامة – PSTN؟

شبكة الهاتف العامة (The public switched telephone network): تعني شبكة الهاتف التقليدية وهي تقوم بتبديل الدارات وهذا هو النظام الذي كان مستخدماً بشكل عام منذ أواخر القرن التاسع عشر، وهي شبكة اتصالات تسمح للمشتركين في مواقع مختلفة بالتواصل عن طريق الصوت وكثيراً ما يستخدم مصطلح خدمة الهاتف القديم العادي (POTS).

زودت هذه المنصة القديمة الشركات والأسر على حد سواء بوسائل موثوقة للتواصل مع أي شخص حول العالم لأجيال باستخدام الأسلاك النحاسية تحت الأرض، يستخدم مصطلح شبكة الهاتف العامة المبدلة بشكل أساسي للخطوط الأرضية العامة مع نقل الكلام عبر الخطوط الأرضية التماثلية التقليدية بشكل تناظري وتنقل شبكة (ISDN) معلومات الكلام رقمياً.

تاريخ شبكة الهاتف العامة – PSTN:

بدأ تاريخ (PSTN) في عام 1875م عندما أنشأ الأمريكي ألكسندر بيل شركة (Bell Telephone Company)، وبعد عام حصل على براءة اختراع للتحسين الأول في التلغراف والذي كان أول نقل صوتي عبر الأسلاك، استخدم الإرسال الأول دائرة رنين ممّا يعني أنّه لا يمكنك طلب الأرقام وتم توصيل سلكين ماديين بين جهازين في البداية كان على مستخدمي الهاتف إطلاق صافرة في الهاتف لجذب انتباه مستخدم آخر وبعد فترة وجيزة قدم الإسكندر جرس الاتصال لتسهيل عملية الإشارة.

بمرور الوقت تطور هذا التصميم البسيط والرائد من إرسال أحادي الاتجاه إلى مهمة صوتية ثنائية التوجيه ممّا يعني في الأساس أنّ كلا المستخدمين يمكنهما التحدث لكن هذا جعل الأمر أكثر صعوبة ولم تكن متطلبات وجود كابل مادي بين كل موقع يريد المستخدم الاتصال به قابلة للتطوير ولم يكن وضع كبل مادي بين كل أسرة تتطلب هاتفاً فعالاً، جاء بيل لتطوير طريقة أخرى يمكن أن تربط أي هاتف بآخر دون اتصال مباشر وكان هذا يسمى التبديل.

باستخدام مفتاح الهاتف يحتاج المستخدمون فقط إلى الاتصال بمكتب مركزي والذي سينسق المكالمات المتصلة إلى الوجهة النهائية وهذا يعني أنّ لوحات المفاتيح في مكاتب المشغل كانت ضخمة وتحتوي لوحات التبديل على مقبس توصيل ثنائي السنون لكل زوج من الأسلاك يدخل إلى التبادل وكان المشغلون الأوائل من الفتيان المراهقين ولكنهم كانوا يميلون إلى الفوضى لذا بدأت شركات الهاتف بدلاً من ذلك في توظيف شابات لتقديم صورة أكثر تحضراً للعملاء.

ميزات شبكة الهاتف العامة – PSTN:

• يمكن توصيل المشتركين عن طريق إدخال أرقام الهواتف.
  
• تُستخدم الاتصالات الحالية بشكل أساسي لنقل معلومات الكلام.
  
• بعد قطع الاتصال يتم إغلاق الاتصال وتصبح الموارد المستخدمة متاحة للمشتركين الآخرين.
  

آلية عمل شبكة الهاتف العامة – PSTN:

تُعد شبكة الهاتف العامة (PSTN) كمجموعة من شبكات الهاتف المستخدمة في جميع أنحاء العالم بمّا في ذلك خطوط الهاتف وكابلات الألياف الضوئية ومراكز التبديل والشبكات الخلوية، فضلاً عن الأقمار الصناعية وأنظمة الكابلات تساعد هذه الهواتف على التواصل مع بعضها البعض، وببساطة عندما تطلب رقم هاتف تنتقل مكالمتك عبر الشبكة لتصل إلى وجهتها ويتم توصيل هاتفين.

• يحول جهاز الهاتف الخاص بك الموجات الصوتية إلى إشارات كهربائية ثم يتم إرسال هذه الإشارات إلى طرف عبر كابل.
  
• يجمع الجهاز الإشارات الكهربائية وينقلها إلى المكتب المركزي (CO).
  
• يقوم المكتب المركزي بتوجيه المكالمات في شكل إشارات كهربائية عبر كابل الألياف البصرية ثم تنقل قناة الألياف الضوئية هذه الإشارات في شكل نبضات ضوئية إلى وجهتها النهائية.
  
• يتم توجيه مكالمتك إلى مكتب ترادفي أي مركز إقليمي مسؤول عن نقل المكالمات إلى المكاتب المركزية البعيدة أو مكتب مركزي للمكالمات المحلية.
  
• عندما تصل مكالمتك إلى المكتب الصحيح يتم تحويل الإشارة مرة أخرى إلى إشارة كهربائية ثم يتم توجيهها إلى محطة طرفية.
  
• تقوم المحطة بتوجيه المكالمة إلى رقم الهاتف المناسب وعند تلقي المكالمة يقوم جهاز الهاتف بتحويل الإشارات الكهربائية إلى موجات صوتية.
  

قد يبدو هذا معقداً، لكن مكالمتك تستغرق بضع ثوان للوصول إلى وجهتها ويتم تسهيل هذه العملية باستخدام كبلات الألياف الضوئية وشبكة عالمية من مراكز التحويل.

شبكة الهاتف العامة المحولة هي مجموعة عالمية من شبكات الهاتف العامة المترابطة الصوتية الموجهة وتضم (PTSN) جميع شبكات الهاتف المبدلة حول العالم التي يتم تشغيلها بواسطة شركات اتصالات محلية أو وطنية أو دولية وتوفر هذه الشبكات البنية التحتية والخدمات للاتصالات العامة، هذا هو النظام الذي كان مستخدماً بشكل عام منذ أواخر القرن التاسع عشر وإنّها عبارة عن تجميع لشبكات الهاتف بتبديل الدارات والتي تطورت منذ أيام ألكسندر جراهام بيل.

اليوم أصبحت رقمية بالكامل وتُعرف الهواتف نفسها بعدة أسماء، مثل الخطوط الأرضية أو خدمة الهاتف القديم العادي (POTS) أو هواتف الخطوط الثابتة.

مكونات شبكة الهاتف العامة:

1. خطوط الهاتف.
   
2. كابلات الألياف الضوئية.
   
3. مراكز التبديل.
   
4. الشبكات الخلوية.
   
5. الأقمار الصناعية.
   
6. أنظمة الكابلات.
   يتيح (PSTN) للمستخدمين إجراء مكالمات هاتفية أرضية مع بعضهم البعض ويتكون (PSTN) من محولات في نقاط مركزية على شبكة تعمل كعُقد لتمكين الاتصال بين نقطتين على الشبكة ويتم إجراء مكالمة بعد توجيهها عبر محولات متعددة كما يمكن أن تنتقل الإشارات الصوتية، بعد ذلك عبر خطوط الهاتف المتصلة ويُستخدم خط الهاتف (PSTN) مع أجهزة مودم شبكة الطلب الهاتفي التقليدية لتوصيل الكمبيوتر بالإنترنت.
   تدعم اتصالات الإنترنت الهاتفي حتى (56 كيلوبت في الثانية) وفي الأيام الأولى للإنترنت، كانت هذه هي الطريقة الرئيسية للوصول إلى الإنترنت في المنزل ولكنها عفا عليها الزمن مع إدخال خدمات الإنترنت ذات النطاق العريض.
   

شروط PSTN:

لفهم كيفية عمل PSTN تحتاج أولاً إلى التعرف على مصطلحات PSTN المهمة وهذه الشروط:

1. تبديل الدائرة – Circuit switching:

لكي ينتقل الصوت من نقطة إلى أخرى يجب تحويله إلى إشارات صوتية، تنتقل هذه الإشارات من خلال الأسلاك النحاسية، ومع ذلك للإرسال إلى الوجهة بنجاح يحتاجون إلى مفتاح مخصص وتبديل الدائرة هو عمل يقوم به المشغلون بتوصيل الأسلاك في لوحة مشتركة من أجل إنشاء اتصال بين الطرفين حيث يفعلون ذلك عن طريق توصيل أسلاك المتصل والمتلقي في نفس السلك أي الجذع، وعند إجراء المكالمات تنشئ المفاتيح دائرة بين هاتفين وتحافظ على الاتصال طوال مدة المكالمة.

2. المكتب المركزي – Central office:

يتكون المكتب المركزي (CO) أو التبادل المحلي من بورصة واحدة أو أكثر، وقد يحتوي على ما يصل إلى (10000 سطر)، يربط مكتب مركزي مشتركيه بخط (PSTN) وتتصل جميع الهواتف داخل منطقة ما بمبادل محلي يقع في المنطقة، وعند إجراء مكالمة محلية يتم إرسال المكالمة إلى التبادل المحلي ثم يتم توجيهها إلى المورد ولأنّ هذه مكالمة محلية فإنّ المكالمة لا تترك التبادل المحلي كالاتصال بشركة تقع في المبنى التالي أو الكتلة من المبنى الخاص بك.

3. المكتب الترادفي – Tandem office:

يغطي المكتب الترادفي أو شبكة الوصلات منطقة جغرافية أكبر ويستضيف تبادلات محلية متعددة وعند إجراء مكالمة محلية لشخص ما في ضاحية قريبة أو منطقة قريبة من نفس المدينة تنتقل المكالمة إلى التبادل المحلي الخاص بك ثم إلى المكتب الترادفي الذي سيوجهها بعد ذلك إلى التبادل المحلي لموقع المتلقي كالاتصال بنشاط تجاري يقع في الضاحية التالية ولكن داخل نفس المدينة.

4. مكتب رسوم (Toll office):

مكتب رسوم المرور (Toll office): هو المسؤول عن التبديل الوطني لمسافات طويلة وتتصل جميع المكاتب الترادفية بمكتب رسوم، وعندما تتصل بمكتب أو مقيم في مدينة أخرى يتم تحويل المكالمة عبر مكتب رسوم المرور، وكان هذا شائعاً قبل سحب نظام الجرس كالاتصال بنشاط تجاري يقع في مدينة أو ولاية أخرى داخل نفس البلد.

5. البوابة الدولية – International Gateway:

البوابة الدولية مسؤولة عن التحويل الدولي وهذا يجعل المكالمات الدولية والمكالمات بعيدة المدى ممكنة كالاتصال دولياً.

خدمة PSTN للأعمال:

عند إعداد نظام (PSTN) لنشاط تجاري سيُطلب منك الحصول على خط لكل موظف حيث تجد شركة صغيرة تضم أقل من 10 موظفين أنّ إعداد الهاتف هذا مناسب، ومع ذلك بمجرد زيادة حجم عملك ستحتاج إلى المزيد من الخطوط التي تؤدي إلى مزيد من التكاليف، وتتقاضى خدمات الهاتف (PSTN) حوالي (20 إلى 30 دولاراً أمريكياً في الشهر) ولا يأخذ هذا في الاعتبار تكاليف الإعداد والصيانة والخطوط الإضافية والهواتف وميزات الاتصال.

قد تجد الشركات الكبيرة التي تضم أكثر من (40 موظفاً) نظام تبادل فرع خاص (PBX) أكثر ملاءمة ويحول نظام (PBX) عملك إلى مكتب مركزي كما أنّه يجعل ميزات مثل تحويل المكالمات والمؤتمرات و(IVR) والبريد الصوتي يمكن الوصول إليها، يتم توجيه المكالمات الخارجية إلى المقسم المحلي وتوجه المكالمات الداخلية عبر (PBX) الخاص بالموظف.

خصائص PSTN:

• يُعرف أيضًا باسم خدمة الهاتف القديم العادي (POTS).
  
• يمكن أن تكون الشبكات الفردية مملوكة للحكومة الوطنية أو الحكومة الإقليمية أو مشغلي الهاتف الخاصين.
  
• هدفها الرئيسي هو نقل الصوت البشري في شكل يمكن التعرف عليه.
  
• إنه تجميع لشبكات تبديل الدارات في العالم.
  
• كانت شبكة تناظرية بالكامل مزودة بكابلات ومفاتيح نحاسية.
  
• في الوقت الحاضر، يتم رقمنة معظم شبكات (PSTN) وتتألف من مجموعة متنوعة من أجهزة الاتصال.
  
• تتألف الشبكات الهاتفية العمومية التبديلية الحالية من خطوط الهاتف النحاسية وكابلات الألياف الضوئية وأقمار الاتصالات ووصلات الإرسال بالموجات الدقيقة وخطوط الهاتف تحت سطح البحر وكما أنّه مرتبط بالشبكات الخلوية.
  
• يتم التوصيل البيني بين الأجزاء المختلفة لنظام الهاتف عن طريق تبديل المراكز وهذا يسمح للعديد من شبكات الهاتف والخلوية بالتواصل مع بعضها البعض.
  
• ترتبط أنظمة الهاتف الحالية ارتباطًا وثيقاً بشبكات واسعة النطاق (WAN) وتستخدم في اتصالات البيانات والصوت.
  
• يتبع تشغيل شبكات (PSTN) معايير قطاع تقييس الاتصالات.