공중전화교환망

Public switched telephone network

공중 교환 전화 네트워크(PSTN)는 전국, 지역 또는 지역 전화 사업자에 의해 운영되는 전세계 전화 네트워크의 집합체입니다.공중전화를 위한 인프라와 서비스를 제공합니다.PSTN은 전화선, 광섬유 케이블, 마이크로파 전송 링크, 셀룰러 네트워크, 통신 위성, 중앙 사무실, 네트워크 탠덤, 국제 게이트웨이와 같은 교환 센터에 의해 상호 연결된 해저 전화 케이블로 구성되어 전화 사용자들이 서로 통신할 수 있습니다.

원래 유선 아날로그 전화 시스템의 네트워크였던 PSTN은 코어 네트워크에서 거의 전적으로 디지털화되어 있으며 이동 및 무선 네트워크를 포함하고 있으며, 현재[when?] 모두 PSTN 트래픽을 전송하기 위해 인터넷 프로토콜을 사용하는 것으로 전환되고 있습니다.[1]

PSTN의 기술적 운영은 ITU-T에 의해 국제적으로 공표된 표준을 준수하며, 이 표준들은 주로 미국의 Bell System과 유럽 ITU 회원국들의 네트워크에 그 기원을 두고 있습니다.E.164 표준은 전화번호 형태의 단일 전역 주소 공간을 제공합니다.상호 연결된 네트워크와 글로벌 전화 번호 부여 계획의 결합은 전세계의 전화기들이 서로 연결될 수 있게 해줍니다.[2]

역사

전화기의 상업화는 발명 직후에 시작되었는데, 두 장소 사이에서 개인용으로 두 개의 악기가 짝을 이루어 작동되었습니다.여러 장소에서 사람들과 의사소통하기를 원하는 사용자들은 목적에 필요한 만큼의 전화기를 가지고 있었습니다.다른 사용자에게 전화 통화를 설정하고자 하는 의사를 알리는 것은 상대방이 경고를 들을 때까지 큰 소리로 휘파람을 불어서 송신기 안으로 들어감으로써 가능했습니다.벨은 곧 신호를 보내기 위해 방송국에 추가되었습니다.

나중에 전화 시스템은 전신망에 이미 사용된 교환 원리를 이용했습니다.각각의 전화는 마을이나 지역을 위해 설립된 전화 교환기에 연결되었습니다.이 교환 지역 외부의 통신을 위해 교환 간에 트렁크를 설치했습니다.네트워크는 도시와 주, 국제 거리에 걸쳐 있을 때까지 계층적인 방식으로 설계되었습니다.

자동화는 각 가입자가 동일한 거래소에 연결된 다른 가입자에게 직접 전화를 걸 수 있도록 전화와 거래소 사이에 펄스 다이얼을 도입했지만, 여러 거래소에 걸친 장거리 전화는 사업자의 수동 전환이 필요했습니다.나중에, 다중 주파수 시그널링 방법을 포함한 더 정교한 주소 시그널링은 가입자들에 의한 직접 다이얼 방식의 장거리 통화를 가능하게 했고, 20세기 말까지 대부분의 교환기들 간의 통화를 제어하는 시그널링 시스템 7 (SS7) 네트워크로 절정에 이르렀습니다.

PSTN의 성장은 네트워크에서 QoS(Quality of Service)를 제공하기 위한 텔레트래픽 엔지니어링 기술에 의해 가능해졌습니다.A. K. Erlang의 연구는 특정 수준의 서비스를 제공하는 데 필요한 장비의 용량 요구사항과 구성 및 인력의 수를 결정하는 데 필요한 방법의 수학적 기초를 확립했습니다.

1970년대에 통신 산업은 PSTN에서 이미 사용되고 있던 것처럼 엔드 투 엔드 장비의 대부분을 통해 전송되는 X.25 프로토콜을 사용하여 패킷 교환 네트워크 데이터 서비스를 구현하기 시작했습니다.

1980년대에 업계는 음성 서비스와 거의 동일한 패턴을 따를 것이라고 가정하고 디지털 서비스를 계획하기 시작했으며, 광대역 통합 서비스 디지털 네트워크(B-ISDN)로 알려진 엔드 투 엔드 회선 교환 서비스를 구상했습니다.B-ISDN 비전은 인터넷의 파괴적인 기술에 의해 추월당했습니다.

21세기 전환기에 전화 네트워크의 가장 오래된 부분들은 여전히 아날로그 기저대역 기술을 사용하여 최종 사용자에게 마지막 마일에 걸쳐 오디오-주파수 연결을 제공했습니다.그러나 DSL, ISDN, FTTX, 케이블 모뎀과 같은 디지털 기술은 네트워크의 이 부분에 점진적으로 배치되었는데, 주로 초고속 인터넷 접속을 제공하기 위한 것이었습니다.

2023년 현재 전 세계 사업자들은 라스트 마일 아날로그 전화와 ISDN에 대한 지원을 중단하고 DSL, 케이블 모뎀 또는 파이버 투 더 프레미스를 통해 제공되는 인터넷 액세스를 통해 Voice over IP로 음성 서비스를 전환하는 과정에 있습니다.PSTN과 인터넷 액세스를 위한 두 개의 개별 기술 인프라를 운영하는 데 드는 비용과 복잡성을 제거합니다.

여러 대규모 사설 전화망은 보통 군사적 목적으로 PSTN에 연결되지 않습니다.또한 PBX(Large Private Branch Exchange)와 같은 제한된 게이트웨이를 통해서만 PSTN에 연결되는 대기업이 운영하는 사설 네트워크도 있습니다.

연산자

네트워크를 구축하고 고객에게 서비스를 판매하는 일은 네트워크 운영자에게 맡겨졌습니다.PSTN 서비스를 제공하기 위해 설립된 최초의 회사는 미국의 벨 전화 회사였습니다.

그러나 일부 국가에서는 필요한 투자 규모가 매우 크고 전화 서비스의 제공이 점점 더 필수적인 공공 사업이 되어감에 따라 전화 네트워크를 제공하는 일이 정부에 넘어갔습니다.예를 들어, 영국의 우정총국은 하나의 국가화된 회사를 만들기 위해 많은 민간 회사들을 모았습니다.최근 수십 년 동안, 이러한 국가 독점은 민영화를 통해 해체되거나 매각되었습니다.[3][4][5]

테크놀러지

네트워크 토폴로지

참고 항목:IMT2000 3GPP - 셀룰러 네트워크에서의 라우팅
주 기사: PSTN 네트워크 토폴로지

PSTN의 아키텍처는 시간이 지남에 따라 점점 더 많은 가입자, 통화량, 수신처, 기능 및 기술을 지원하기 위해 발전했습니다.북미와 유럽에서 개발된 원칙들은 다른 나라들에 의해 채택되었고, 현지 시장에 적응했습니다.

핵심 개념은 전화 교환이 계층 구조로 배열되어 있어 로컬 클러스터에서 통화를 처리할 수 없는 경우 이후 라우팅을 위해 하나의 상위 계층으로 전달된다는 것이었습니다.이를 통해 장거리에 걸쳐 운영자 간에 필요한 연결 트렁크의 수가 줄었고, 로컬 트래픽을 분리할 수 있게 되었습니다.현대 기술은 단순화를 가져왔습니다.

디지털 채널

대부분의 자동화된 전화 교환기는 기계식 또는 아날로그식 교환기보다는 디지털 교환기를 사용합니다.교환기들을 연결하는 트렁크들은 또한 회로 또는 채널이라고 불리는 디지털입니다.그러나 아날로그 2-와이어 회로는 교환기에서 가정 내 전화기(로컬 루프라고도 함)까지의 마지막 마일을 연결하는 데 여전히 사용됩니다.일반적인 전화 통화를 발신자로부터 착신자에게 전달하기 위해, 아날로그 오디오 신호는 G.711로 알려진 특별한 타입의 비선형 펄스-코드 변조를 사용하여 8-비트 해상도로 8 kHz 샘플 레이트로 디지털화됩니다.그런 다음 통화는 전화 교환을 통해 한 쪽에서 다른 쪽으로 전송됩니다.통화는 전반적인 라우팅 전략 하에서 전화 교환 간의 통화 설정 프로토콜(일반적으로 ISUP)을 사용하여 전환됩니다.

통화는 원래 Bell Labs가 설계한 64 kbit/s 채널을 사용하여 PSTN을 통해 전송됩니다.이 채널에 부여된 이름은 디지털 신호 0(DS0)입니다.DS0 회로는 전화 교환기에서 회로 전환의 기본적인 세분화입니다.DS0는 TDM(Time-Division Multiplexing) 장비에 집적되어 더 높은 용량의 통신 링크를 형성하기 때문에 타임슬롯이라고도 합니다.

DS1(Digital Signal 1) 회로는 북미 또는 일본 T-캐리어(T1) 회선에 24개의 DS0 또는 대부분의 다른 국가에서 사용되는 E-캐리어(E1) 회선에 32개의 DS0(통화의 경우 30개 + 프레임 구성 및 시그널링의 경우 2개)를 전송합니다.현대 네트워크에서 멀티플렉싱 기능은 일반적으로 주택가의 노변 캐비닛 또는 대기업 구내로 최종 사용자에게 최대한 가깝게 이동됩니다.

이러한 집적 회로는 액세스 네트워크로 통칭되는 장비 세트를 통해 초기 멀티플렉서로부터 교환기로 전달됩니다.액세스 네트워크 및 교환 간 전송은 동기 광 전송 기술, 예를 들어 SONET 및 SDH(Synchronous Digital Hierarchy) 기술을 사용하지만 일부 부분은 여전히 이전 PDH 기술을 사용합니다.

액세스 네트워크는 여러 개의 참조 지점을 정의합니다.이들 대부분은 주로 ISDN에 관심이 있지만, 하나인 V 기준점은 보다 일반적인 관심이 있습니다.주 멀티플렉서와 교환기 사이의 기준점입니다.이 기준점의 프로토콜은 ETSI 영역에서 V5 인터페이스로 표준화되었습니다.

IP 표준에 미치는 영향

PSTN 네트워크에서의 음성 품질은 IP 전화에 대한 음성 품질 권고에 관한 Telecommunications Industry Association의 TIA-TSB-116 표준 개발을 위한 벤치마크로 사용되어 오디오 지연 및 에코의 허용 수준을 결정했습니다.[6]

규정

대부분의 국가에서 정부는 PSTN 서비스 제공을 전담하는 규제 기관을 보유하고 있습니다.기관은 기술 표준, 법적 요구 사항을 규제하며, 서비스 과제 설정은 예를 들어 최종 고객이 독점이 존재할 수 있는 서비스에 대해 과도한 비용을 부과하지 않도록 보장하는 것일 수 있습니다.이러한 규제 기관은 또한 서로의 트래픽을 운반하기 위해 사업자 간에 부과되는 가격을 규제할 수도 있습니다.

근속퇴직

영국에서, 구리 POTS와 ISDN 기반 PSTN은 SIP 전화를 위해 폐기되고 있으며, 완료일은 2025년 12월입니다.영국 PSTN 스위치 끄기를 참조하십시오.음성 전화는 최종 사용자에 대한 인터페이스를 그대로 유지하면서 현재의 모바일 전화와 마찬가지로 E.163 및 E.164 표준을 계속 따를 것입니다.

에스토니아, 독일, 네덜란드, 스페인 및 포르투갈을 포함한 여러 다른 유럽 국가들도 PSTN 네트워크를 은퇴했거나 은퇴할 예정입니다.[7][8]

다른 대륙의 국가들도 비슷한 변화를 보이고 있습니다.[8]

참고 항목

참고문헌

  1. ^ Kushnick, Bruce (7 January 2013). "What Are the Public Switched Telephone Networks, 'PSTN' and Why You Should Care?". HuffPost. Archived from the original on 13 December 2019. Retrieved 4 July 2020.
  2. ^ Werbach, Kevin D. (2013). "No Dialtone: The End of the Public Switched Telephone Network". SSRN Electronic Journal. doi:10.2139/ssrn.2241658. ISSN 1556-5068.
  3. ^ 정보 시트 및 일정표.민영화
  4. ^ 브리티시 텔레콤 민영화
  5. ^ Moon, Jeremy; Richardson, J.J.; Smart, Paul (1986). "The privatisation of British Telecom: A case study of the extended process of legislation". European Journal of Political Research. 14 (3): 339–355. doi:10.1111/j.1475-6765.1986.tb00839.x.
  6. ^ "TIA TSB-116". IHS Markit. Telecommunications Industry Association. Archived from the original on 8 July 2017. Retrieved 20 November 2011.
  7. ^ "Global Learnings For The PSTN Switch Off Yay". www.yay.com. Retrieved 4 October 2023.
  8. ^ a b "What the UK can learn from the rest of the world when it comes to the shift to IP". BT Business. Retrieved 4 October 2023.