1.2 Структура телефонної мережі

При бажанні можна створити просту телефонну мережу, проклавши лінії зв'язку між телефонними апаратами всіх абонентів, які бажають спілкуватися між собою. Проте кількість дротів, яка потрібно для такої мережі, буде величезною. Цікаво, що перші телефонні системи точно слідували цьому методу. Коли телефонних апаратів було небагато, кількість дротів виявлялася прийнятною.

Але коли телефон перестав бути рідкістю, такий підхід став неекономічним. Тому сьогоднішня телефонна індустрія використовує комутовану мережу (switched network), в якій кожен телефонний апарат за допомогою лінії зв'язку з'єднується з централізованим комутатором (телефонною станцією). Цей комутатор забезпечує зв'язок, доступний тільки на період часу з'єднання двох сторін. Як тільки розмова (передача сигналу) завершується, зв'язок розривається. Така комутована мережа дозволяє її абонентам користуватися устаткуванням спільно, і таким чином понизити витрати мережі. Часто інженери зв'язку визначають кількість потрібного устаткування виходячи тільки з міркувань зниження витрат. Насправді, основним принципом розробки мережі є забезпечення якісного рівня обслуговування при якнайменших витратах. Робота комутованої мережі розрахована на те, що в один і той же час не розмовлятимуть відразу всі її користувачі.

Пряме з'єднання від кожного телефонного апарату з місцевою телефонною станцією називається абонентним шлейфом або абонентною лінією (localloop), яка в найпростішому випадку є двохдротяною лінією. Звичайно кожен абонент має виділену лінію, яка служить для з'єднання його телефонного апарату з мережею. При колективному з'єднанні абонентна лінія зв'язку використовується спільно декількома абонентами (у ранніх мережах колективне з'єднання восьми абонентів було звичною справою).

Більшість телефонних мереж вимагають, щоб кожна телефонна станція забезпечувала з'єднання між лініями будь-яких двох абонентів, які до неї підключені. Оскільки клієнти однієї телефонної станції зв'язані між собою, більшість телефонних з'єднань – це з'єднання двох ліній усередині одного комутатора. Проте можливість з'єднатися повинні мати будь-які два абоненти, а це вимагає наявності з'єднання між телефонними станціями, щоб клієнти різних станцій могли бути з'єднані між собою. З'єднання різних телефонних станцій називаються магістральними лініями зв'язку (trunks).

Якщо пункти А і В зв'язують 10 магістральних ліній, то між абонентами пункту А і пункту В одночасно можливі тільки 10 розмов. Але як тільки одна розмова завершується, магістральна лінія звільнюється для обслуговування наступного дзвінка. Таким чином, абоненти можуть використовувати одні і ті ж магістральні лінії по черзі. Розрахунком потрібної кількості магістралей між телефонними станціями здійснюють інженери зв'язку.

1.3 Абонентна лінія

Абонентна лінія — це з'єднання між абонентом і центральною АТС (тобто мережею). Оскільки лінія зв'язку є засобом доступу абонента до мережі, то звичайно вона є виділеною для одного користувача (колективні лінії зустрічаються рідко). У принципі, коли споживач збирається зробити дзвінок, абонентна лінія завжди доступна.

Як абонентна лінія виступає пара звитих між собою дротів. Це дозволяє постачальнику мережних послуг, тобто провайдеру (provider) або оператору місцевої телефонної мережі (LEC — Local Exchange Carrier) забезпечувати прийнятну якість передачі при низьких витратах. Для передачі сигналу використовується одна і та ж електрична лінія в обох напрямах (обидва дроти використовуються для передачі сигналу мови від телефонного апарату до комутатора АТС і назад від комутатора до телефонного апарату). Взагалі, це не складає проблеми в системах, що працюють з мовою, оскільки звичайно в кожен момент часу розмовляє тільки одна людина (тобто мовні системи є напівдуплексними), і в будь-якому випадку, розмовляючий рідко може одночасно слухати. Проте робота з цифровими даними має на увазі двосторонню передачу (тобто системи роботи з даними є повнодуплексними або просто дуплексними). Це вимагає використовування спеціальних методів, щоб забезпечити можливість прийому і передачі даних одночасно через дві місцеві лінії зв'язку. Це питання – лише одна з проблем, з якими можна зіткнутися при спробі передачі цифрових даних по мережі, яка була створена для передачі мови.