Telefonie

Telefonia , în domeniul telecomunicațiilor , este transmiterea , la distanță și în timp real, a vocii prin intermediul unui sistem de telecomunicații adecvat. Este una dintre diversele aplicații sau servicii oferite de telecomunicații utilizatorilor.

Descriere

Tipuri de telefonie

Telefonia poate fi împărțită în:

Telefonia privată este împărțită în:

Acesta din urmă aparține radiotelefoniei sau telefoniei implementate prin intermediul undelor radio care pot fi împărțite în continuare în:

Un anumit tip de telefonie este telefonia video .

În ultimii ani, telefonia prin Internet s- a răspândit datorită tehnologiei VoIP care se bazează pe protocolul IP Internet.

Utilizări ale telefoniei

Telefonia este utilizată în primul rând pentru a comunica vocal între oameni. Acest tip de comunicație este implementat în majoritatea cazurilor printr-o rețea telefonică , adică un sistem de telecomunicații care implementează telefonia printr-un mecanism tipic de comutare a circuitului și, de obicei, capabil să ofere o legătură și transmisie full-duplex (adică bidirecțională) și contemporană între două puncte geografice. .

Cea mai cunoscută și cu siguranță cea mai utilizată rețea telefonică este rețeaua telefonică generală , cea mai mare rețea telefonică din lume, o rețea publică de telefonie care acoperă întreaga planetă și, prin urmare, permite oamenilor să comunice peste tot în lume. Dar rețelele de telefonie private , adesea interconectate cu rețeaua telefonică generală, sunt răspândite în întreaga lume, atât în mediul rezidențial, cât și în cel al afacerilor.

Sistem de telecomunicații

Sistemul de telecomunicații necesar pentru implementarea telefoniei este compus din următoarele elemente:

telefon ;
dispozitiv de sunet automat;
mediu de transmisie .

Telefonul este dispozitivul pe care oamenii trebuie să îl folosească pentru comunicarea sunetului live sau pentru a interacționa cu un dispozitiv sonor automat. Transformă sunetul în semnal electric și semnalul electric în sunet. De fapt, pentru a fi transmis la distanță, sunetul este transformat sau transdus într-un semnal electric.

Dispozitivul de sunet automat efectuează automat anumite funcții de sunet. De exemplu, robotul telefonic, un dispozitiv care se încadrează în această categorie, vă permite să lăsați un mesaj utilizatorului care nu poate sau nu vrea să răspundă la un apel.

Mediul de transmisie este mijlocul prin care se deplasează semnalele electrice reprezentând sunetul. Mediul de transmisie conectează apoi telefoanele între ele și, eventual, telefoanele și dispozitivele de sunet automate, dacă acestea sunt prezente.

Telefonia este utilizată în mod normal pentru a comunica cu persoane situate în mai mult de două puncte geografice diferite. Prin urmare, instalația de telecomunicații își asumă structura particulară a unei rețele de telecomunicații prin aceea că rețeaua de telecomunicații optimizează infrastructurile de telecomunicații necesare pentru astfel de comunicații. Alternativa, adică crearea unui sistem de telecomunicații separat pentru orice posibilă comunicare diferită între punctele geografice în cauză, ar implica de fapt un număr mai mare de infrastructuri de telecomunicații (scopul rețelelor de telecomunicații este de fapt optimizarea infrastructurilor de telecomunicații).

Dacă este implementată o rețea de telecomunicații, sistemul de telecomunicații are un al treilea element:

centrala telefonica .

Reprezintă așa-numitul nod al rețelei de telecomunicații: în centrala telefonică, semnalele electrice sunt direcționate către calea cea mai adecvată a rețelei de telecomunicații ( comutare ).

Codare și canal vocal

În detaliu, semnalul vocal, odată convertit într-un semnal electric, este transportat prin rețeaua de acces de către utilizator către primul centru de comutare prin protocolul PSTN , unde este apoi digitalizat și grupat ( multiplexat ) de mai multe ori pe canale de comunicație comune împreună. către alte semnale vocale aparținând altor utilizatori și în cele din urmă comutate sau direcționate în rețeaua de transport . În special, la prima centrală telefonică, procedura de digitalizare prevede că semnalul electric analogic este supus unei conversii analog-digitale și transformat într-o secvență de biți prin codificare PCM . În special, având semnalul de voce umană cu o lățime de bandă brută de aproximativ 4 kHz ( spectru de la 0 la 4 kHz), pentru teorema de eșantionare de Nyquist-Shannon va fi necesar să eșantionăm acest semnal cu o frecvență de eșantionare de cel puțin două ori față de frecvența maximă a semnalului, adică cu 8.000 de probe pe secundă. Deoarece fiecare eșantion în timp va fi cuantificat în ordine și codificat cu un șir numeric egal cu un octet (8 biți), pentru transportul eficient și fiabil al datelor vocale va fi necesar să existe un canal vocal cu o viteză de transmisie de cel puțin 8.000 de eșantioane / s. * 8 biți = 64 kbit / s, ceea ce reprezintă de fapt rata de biți tipică efectivă a canalului de telefonie.

Tipul de trafic referitor la canalul telefonic este, prin urmare, de tip CBR ( Constant Bit Rate ). Ulterior codificării PCM în canalele centrale de la diferiți utilizatori sunt TDM în mod multiplexat pe un canal de comunicație comun, adică cu o structură tipică a parcelei de durată totală egală cu 125 microsecunde și compusă în mod normal din 32 de sloturi de timp unde sunt atribuite mai multe canale ( 30 atribuibile traficului utilizatorului și 2 pentru sincronizare / semnalizare, un total de 2.048 kbit / s) și în cele din urmă redirecționate către primul comutator al rețelei, adică către rețeaua de transport și destinația finală.

Dacă ratele de biți mai mari decât cele obișnuite de 64 kbit / s sunt complet inutile și provoacă o pierdere a eficienței spectrale a sistemului, ratele de biți mai mici de 64 kbit / s implică, prin urmare, pierderea informațiilor și, prin urmare, reproducerea slabă a semnalului vocal la destinaţie; cu toate acestea, acestea sunt posibile și, de fapt, utilizate, fără pierderi de informații în transmisiile digitale care utilizează codecuri sau dispozitive de compresie a informațiilor prin aplicarea unor tehnici comune de codificare sursă , permițând astfel o economie a lățimii de bandă a transmisiei în favoarea unei eficiențe spectrale mai mari a sistemului de transmisie . Acest lucru este posibil, de exemplu, în tehnologia VOIP , deoarece este de fapt exploatat în accesul radio în rețelele celulare .

De asemenea, este adesea posibil să se opereze așa-numita suprimare a tăcerii sau reducerea timpilor morți de inactivitate a canalului de voce prin scăderea în continuare a ratei de biți a emisiilor: această tehnică permite reducerea cu până la 40% a ratei de emisie.

Sincronizare

Cadrul TDM în virtutea multiplexării TDM trebuie sincronizat constant sau intervalele de timp trebuie aliniate cu sincronizarea dispozitivului de extracție a slotului de recepție și invers. Pentru a obține această condiție, adică pentru a evita nealinierile, este necesar să adăugați informații suplimentare în cadrul TDM, numite informații de sincronizare, într-un anumit interval de timp dedicat fix, care, prin urmare, nu va transporta date utile ale utilizatorului, dar va efectua cele menționate anterior. funcționalitate de sincronizare. În special, rețeaua va deduce pierderea sincronizării în cazul în care semnalul asociat slotului relevant nu este conform cu cel așteptat prestabilit (precis nealiniat) și în acest caz va intra în faza de căutare a alinierii / sincronizării cadrelor până la verificarea condiției menționate anterior. ..

Raport

O altă serie de funcții pe care trebuie să le suporte rețeaua telefonică sunt funcțiile de semnalizare , adică toate acele operațiuni necesare pentru stabilirea apelului telefonic înainte ca acesta să fie deservit chiar de rețea și pentru eliminarea finală: aceste funcții pot fi împărțite pe rând în semnalizare. între utilizator și panoul de control și semnalizarea între panourile de control. Când receptorul telefonic este deconectat, este trimis un semnal de la terminal care informează unitatea de control că intenționează să stabilească un apel. Panoul de control verifică disponibilitatea resurselor de rețea necesare și răspunde expeditorului cu un semnal gratuit dacă rețeaua se declară disponibilă în acel moment pentru a deservi clientul cu resursele sale sau ca linie ocupată dacă rețeaua este temporar indisponibilă pentru deservire. client pentru orice congestie sau defecțiuni. În acest moment, dacă utilizatorul este abilitat să apeleze, tastați numărul de telefon al utilizatorului destinatar pentru a apela prin semnalele de toner ale tastaturii telefonice asociate în mod unic cu numerele selectate pe care unitatea de control este capabilă să le recunoască fără neînțelegeri, așteaptă stabilirea a circuitului fizic dedicat de-a lungul nodurilor rețelei până la destinatar prin protocolul ST7 așa cum este cerut de comutarea circuitului și apoi redirecționarea semnalului de apel prin intermediul unui semnal acustic special către destinatar care va răspunde în cele din urmă stabilind astfel vocea comunicarea cu expeditorul. Comunicarea și resursele dedicate acesteia sunt întrerupte sau doborâte odată cu terminarea apelului de către apelant atunci când receptorul telefonului închide. Toate informațiile de semnalizare de la schimb la schimb sunt transportate în cadrul TDM telefonic într-un anumit interval de timp dedicat acestuia.

Rețea telefonică

Rețeaua de telecomunicații utilizată pentru implementarea telefoniei se numește rețea de telefonie .

În ultimii ani, odată cu nașterea VoIP , au început să fie utilizate rețelele de calculatoare bazate pe protocolul IP , adică rețelele dedicate inițial schimbului de date non-vocale, pentru a implementa însăși telefonia, adesea folosită și pentru multe alte servicii în plus către acel telefon (în primul rând rețeaua Internet ) cu avantajul, prin urmare, de a utiliza o singură rețea de telecomunicații pentru servicii multiple.

În prezent există o afirmare progresivă a VoIP. Din ce în ce mai multe rețele de telecomunicații special concepute pentru telefonie sunt înlocuite de rețele de calculatoare utilizate adesea pentru multe alte servicii în plus față de telefon, și cel mai probabil viitorul telefoniei este în VoIP, pe lângă posibilitatea utilizării aceleiași rețele de telecomunicații. servicii multiple, comutarea pachetelor utilizate în rețelele de calculatoare permite rețele de telecomunicații mai eficiente decât cele bazate pe comutarea circuitelor utilizate inițial pentru telefonie.

La nivel de utilizator, situația actuală vede VoIP cot la cot cu tehnologiile tradiționale legate de comutarea circuitelor cu un procent de utilizare foarte limitat comparativ cu acesta din urmă, chiar dacă este în continuă creștere. VoIP, pe de altă parte, este utilizat pe scară largă de operatorii de telefonie care dețin rețeaua telefonică generală în principalele secțiuni naționale și internaționale ale acestei rețele. Pentru un apel telefonic la distanță medie sau lungă pe rețeaua telefonică generală, prin urmare, există și astăzi o mare probabilitate ca VoIP să fie utilizat pentru o mare parte a acestei rețele.

Rețea de telefonie publică și rețea de telefonie privată

Există atât rețele telefonice private, concepute pentru a deservi un grup restrâns de utilizatori, cât și rețele publice de telefonie, create în schimb pentru a deservi întreaga populație și, prin urmare, în continuă expansiune. Rețelele publice de telefonie, inițial neconectate între ele, sunt acum toate conectate între ele și constituie ceea ce se numește rețeaua telefonică generală , cea mai mare rețea telefonică existentă, răspândită pe întregul glob și capabilă să comunice oameni din toate națiunile din lume. Adesea, însă, chiar și rețelele de telefonie private sunt conectate la rețeaua telefonică generală la grupul de utilizatori pentru care au fost concepute pentru a comunica și cu restul lumii prin intermediul rețelei telefonice generale.

Rețea de telefonie fixă și rețea de telefonie mobilă

O rețea telefonică se distinge apoi în rețeaua telefonică fixă dacă implică utilizarea telefoanelor conectate la rețeaua telefonică prin intermediul unui cablu de telecomunicații (în mod normal așa-numita pereche răsucită telefonică , dar și alte tipuri de cabluri de telecomunicații) și în rețea de telefonie mobilă dacă implică în schimb utilizarea telefoanelor conectate la rețeaua telefonică prin intermediul unei legături radio .