Proiect cofinanţat din Fondul Social European în cadrul pos dru 2007-2013

TEMA 2: REŢELE TELEFONICE PUBLICE PSTN

Fişa suport 2: Reţeaua de telefonie publică (PSTN)

Competenţe:

• 
  Analizează arhitecturi şi topologii de reţele
  

REŢEAUA DE TELEFONIE PUBLICĂ (PSTN)

PSTN (Public Switching Telecommunication Network) este o reţea de circuite comutate, utilizată iniţial pentru comunicaţii vocale şi care are peste 800 milioane de abonaţi de telefonie fixă. La început a fost o reţea de linii cu fire conductoare, destinată în exclusivitate telefoniei analogice, dar de-a lungul timpului s-a transformat întro reţea în cea mai mare parte digitală, care deserveşte atât telefonie fixă (analogică sau digitală) cât şi telefonie mobilă celulară. Canalul digital de bază în reţeaua PSTN are debitul de 64 kb/s şi corespunde canalului vocal de circa 4 KHz (300 Hz – 3400 Hz). Corespunzător, vechea metodă de multiplexare cu partajare în frecvenţă a fost înlocuită cu multiplexarea cu partajare în timp. În figura I.8 este reprezentat simplificat modul de utilizare a reţelei de tip PSTN.



Fig.I.8 ROLUL REŢELEI PSTN

Mai bine de 100 de ani reţeaua PSTN a asigurat transportul semnalelor vocale. Cu ajutorul unor interfeţe specializate, plasate în zona de acces, vechea reţea PSTN poate să realizeze transportul semnalelor digitale provenite de la un PC, un telefon celular, sau un Fax. Pentru transportul semnalelor digitale, reţeaua PSTN modernizată, foloseşte transmisii de tip PDH şi în tot mai multe situaţii transmisii de tip SDH.

Caracteristicile cele mai importante ale reţelei PSTN:

• 
  Atribuirea resurselor necesare pentru transportul mesajelor se face permanent pe toată durata comunicaţiei
  
• 
  Comunicaţia este bidirecţională, fiind optimizată pentru banda vocală de la 300 Hz la 3400 Hz
  
• 
  Transmisia informaţiilor numerice se poate realiza cu ajutorul unui modem
  
• 
  Mediul de transmisie este divers: perechi de cupru, fibre optice, legături radio.
  

În figura I.9 este reprezentat modul de utilizare al reţelei PSTN atât de telefonia mobilă, cât şi de un abonat dintro societate cu centrală PABX.


Antenă

staţie

celulară


Fig. I.9 MODURI DE UTILIZARE A REŢELEI PSTN

Transmisia în banda vocală.




Transmisia în banda frecvenţelor vocale se face pe liniile metalice bifilare aeriene, sau din cablurile urbane. Transmisiile multiplexate sunt transmisii de înaltă frecvenţă şi se pot realiza pe linii aeriene, pe linii din cabluri (simetrice sau nesimetrice), pe linii radio (legături prin radioreleu, legături prin sateliţi de comunicaţie) şi prin utilizarea fibrelor optice. În cazul transmisiilor multiplexate în frecvenţă, legăturile bilaterale se fac de cele mai multe ori pe 4 fire. Excepţie face transmisia multiplexată pe linia aeriană, când sunt utilizate numai 2 fire. În acest caz, cele 2 sensuri ale unei convorbiri folosesc benzi diferite de frecvenţă.

O linie de transmisie pentru telecomunicaţii este caracterizată în primul rând de banda de frecvenţe pe care poate să o transmită, sau prin numărul canalelor de transmisie.

Benzile de frecvenţă ale celor mai importante linii de transmisie sunt următoarele:

• 
  0….150 KHz pentru linia aeriană
  
• 
  0….550 KHz pentru liniie metalice simetrice din cabluri
  
• 
  0….60 KHz pentru liniile simetrice pupinizate din cabluri
  
• 
  0….60 MHz pentru liniile coaxiale
  

Banda frecvenţelor care pot fi transmise pe linia aeriană este limitată în primul rând de zgomotul produs de staţiile de radioemisie pe unde lungi, şi în al doilea rând de parametrii liniei.

Primele transmisii s-au făcut în banda frecvenţelor vocale. Este cea mai simplă transmisie. Pentru legătura de la abonat la centrală se foloseşte linia metalică cu 2 fire (linia aeriană sau linia torsadată din cabluri). Pentru legături la distanţe mari s-au practicat transmisii în banda vocală pe 4 fire (două perechi din cablu), motivaţia fiind evitarea apariţiei unor oscilaţii posibile.

O legătură telefonică între 2 abonaţi se poate realiza din mai multe linii de transmisie, conectate prin intermediul centralelor telefonice interurbane. Atenuarea maximă a unei linii de transmisie în banda vocală (măsurată la 800 Hz), nu trebuie să depăşească 10 dB. Această condiţie determină lungimile maxime ale liniilor metalice folosite la transmisia fără amplificare în banda vocală:

• 
  250 Km pentru linia aeriană cu fire din cupru cu diametrul de 3 mm;
  
• 
  60 Km pentru linia aeriană cu fire din oţel cu diametrul de 3 mm;
  
• 
  15 Km pentru linia nepupinizată din cablu cu fire din cupru de 0,9 mm;
  
• 
  25 Km pentru linia nepupinizată din cablu cu fire din cupru de 1,4 mm;
  
• 
  50 Km pentru linia pupinizată din cablu cu fire din cupru de 0,9 mm.
  

Realizarea circuitelor telefonice de frecvenţă vocală presupune utilizarea liniilor aeriene cu fire din cupru dur, din bronz, sau din oţel şi a liniilor pupinizate sau nu din cabluri. Liniile aeriene au o atenuare relativ mai mică, dar costul conductoarelor este mai mare, necesitatea unei rezistenţe mecanice impunând secţiuni mult mai mari. Un alt dezavantaj al liniilor aeriene provine de la numărul limitat al transmisiilor telefonice de frecvenţă vocală care se pot realiza pe un traseu aerian. Datorită înălţimii stâlpilor şi distanţei dintre fire ( 20 cm), nu s-au putut realiza simultan mai mult de 30 transmisii. Un număr mai mare de transmisii în banda vocală se pot realiza prin folosirea liniilor simetrice din cablul pupinizat, sau nepupinizat.

Perechile de conductoare ale liniilor metalice de transmisie în banda vocală sunt conectate în centrala telefonică printr-un transformator de linie.

Funcţiile transformatorului de linie:

• 
  adaptarea dintre impedanţa caracteristică a liniei metalice şi impedanţa echipamentului din centrală;
  
• 
  separarea galvanică a liniei faţă de echipament, necesară pentru protecţia echipamentului faţă de tensiunile induse în linie;
  
• 
  adaptarea de la o linie aeriană la o linie din cablu urban şi apoi de la linia din cablu la echipamentul din centrală (cazurile când liniile aeriene nu pot fi instalate în localităţi).
  

Se poate concluziona că transmisia în banda vocală se face de cele mai multe ori pe 2 fire (excepţia provenind de la transmisia în bandă vocală la distanţe mari), iar transmisia multiplexată (în înaltă frecvenţă) se face în majoritatea cazurilor pe 4 fire (excepţia provenind de la transmisia multiplexată pe o pereche aerienă).

Sugestii metodologice pentru fixarea cunoştinţelor

• 
  Identificaţi caracteristicile de bază ale reţelei PSTN
  
• 
  Identificaţi elementele care condiţionează transmisia telefonică în banda de bază
  

Sugestii metodologice

UNDE PREDĂM? Conţinutul poate fi predat într-o sală care are videoproiector sau flipchart.

CUM PREDĂM?

• 
  Se recomandă utilizarea mijloacelor multimedia pentru activităţile de predare şi fixare a noilor cunoştinţe.
  
• 
  Organizare clasă
  

Clasa poate fi organizată frontal sau pe grupe de 3-4 elevi.

• 
  Metode de predare
  
  • 
    Expunere
    
  • 
    Conversaţie
    
  • 
    Problematizarea (de exemplu:De ce este utilizată vechea reţea PSTN?)
    
  • 
    Descoperirea (de exemplu: Identificarea elementelor care condiţionează transmisia în banda vocală)
    
• 
  Mijloace de predare
  

Materiale suport:

• 
  O prezentare multimedia care să cuprindă următoarele noţiuni:
  

• 
  Definiţii, noţiuni teoretice;
  
• 
  Imagini de exemplificare a utilizării reţelelor PSTN
  

• 
  Activităţi interactive, de genul urmator:

  Activităţi de asociere între termeni de specialitate şi semnificaţia acestora

  Activităţi de tip rebus cu noţiunile învăţate
  

• 
  Fişe de lucru
  

Materiale de evaluare:

• 
  Probe orale şi scrise