交換網路

Fully Connected Phone Network

Telephone Pole

Switch

Switch Antique

Trunk （幹線）

Switching Office Antique

Local Switch Hierarchy

Switch Hierarchy

PSTN

PSTN

電信網路次系統

PSTN

網路互連

U.S. PSTN

台灣 PSTN 互連

網路互連

Switch Evolution

呼叫與撥號 (Origination)

機械式自動交換機

轉盤式撥號盤

自動交換機

雙頻撥號鍵盤

DTMF 雙頻撥號

Switching Farbric

Electronic Switch Architecture

電信網路信號 (Signaling)

Common Channel Signaling (CCS7/SS7)

Routing

傳統 Routing

Call Set Up

Call Flow

Call Flow

Call Processing

Call Model and Finte State Machine

Feature

Private Branch Exchange (PBX)

PBX

Intelligent Network

Packet Switching

Concentration

Switch Software Development

Hole in Bridge

Untitled Document
Fully Connected Phone Network
One pair Six Phones 
 




 
Fri Mar 22 23:50:41 CST 2013 Untitled Document
Telephone Pole
 
Broadway and John Street, New York, 1890

Fri Mar 22 23:50:41 CST 2013 Untitled Document
Switch
Fri Mar 22 23:50:41 CST 2013 Untitled Document
Switch Antique
 
Fri Mar 22 23:50:41 CST 2013 Untitled Document
Trunk （幹線）
 
Subsystems
接取網路 (Access)
傳輸網路 (Transmission)
交換網路 (Switching)
Fri Mar 22 23:50:41 CST 2013 Untitled Document
Switching Office Antique
Fri Mar 22 23:50:41 CST 2013 Untitled Document
Local Switch Hierarchy
Fri Mar 22 23:50:41 CST 2013 Untitled Document
Switch Hierarchy
Fri Mar 22 23:50:41 CST 2013 Untitled Document
PSTN
Fri Mar 22 23:50:42 CST 2013 Untitled Document
PSTN
Fri Mar 22 23:50:42 CST 2013 Untitled Document
電信網路次系統
接取網路 (Access)
傳輸網路 (Transmission)
交換網路 (Switching)
 
電路式交換 (Circuit Switching)
   
為每一對通信雙方保留專有電路
   
low delay
   
適合 voice communications
 
封包式交換 (Packet Switching)
   
data 切成許多小封包
   
沒有保留專有電路
   
每個封包獨立傳遞
   
long and unpredictable delay
   
適合 data communications
Fri Mar 22 23:50:42 CST 2013 Untitled Document
PSTN
PSTN Public Switched Telephone Network
公眾電話網路
Fri Mar 22 23:50:42 CST 2013 Untitled Document
網路互連
 
國際電話連接實例 台灣的一個用戶撥打一通電話到美國
發話用戶撥 "005" 亞太電信公司的國際電信碼，再撥美國的國碼"1"， 最後撥美國的國內10碼電話號碼。
不同公司的電信網路如何互連?
互連架構 技術問題商業問題 法規問題
Fri Mar 22 23:50:42 CST 2013 Untitled Document
U.S. PSTN
LEX Local Exchange
LEC Local Exchange Carrier
IXC Interexchange Carrier
LATA Local Access and Transport Area
PoP Point of Present
PoI Point of Interconnect
 
LATA 內由 LEC 經營
 
inter-LATA 由 IXC 經營
 
每一個 LATA 有一個 PoP 與 IXC 介接
Fri Mar 22 23:50:42 CST 2013 Untitled Document
台灣 PSTN 互連
 
台灣的固網都是全區電信公司
 
各電信公司之間經由 POI (Point of Interconnect) 互連
 
市場主導者應在下列技術可行網路介接點提供網路互連服務
1. 市內交換機 2. 市內彙接交換機
3. 長途交換機 4.國際交換機
5. 專用彙接交換機 6. 信號轉送點 (STP)
(轉送局間信號及信息之網路節點)
7. 交換中心之交接點 8. 其他已有前例之網路介接點
Fri Mar 22 23:50:42 CST 2013 Untitled Document
網路互連
LEX Local Exchange
LEC Local Exchange Carrier
IXC Interexchange Carrier
PoP Point of Present
PoI Point of Interconnection
 
假設
撥號者的電話接在中華電信的用戶迴路上，連到中華電信的交換機
受話者的電話機是連在 SBC 這個 LEC 的用戶迴路上
AT&T 與亞太簽約做國際網路互連，兩者都是扮演IXC 的角色
國際海纜這段，可能是亞太自建，也可能是亞太向其他公司租用， 可視為亞太的自有設備。
國際電話連接實例 台灣的一個用戶撥打一通電話到美國
   
發話用戶撥 "005" 亞太電信公司的國際電信碼，再撥美國的國碼"1"， 最後撥美國的國內10碼電話號碼。
 
連接步驟
中華電信將這通電話經由網路互連連上亞太電信的網路上
亞太電信利用其國內長途網路將此通電話連上其國際電話交換機 (International Gateway)
再經由國際海纜(電纜或光纖)連上美國AT&T的國際電信交換機
AT&T 利用其長途網路將此通電話連到受話端附近 SBC 的交換機
最後SBC 再將這通電話連上受話者
 
各電信公司任務
Taiwan LEC Taiwan IXC 美國 IXC 美國 LEC
中華電信 亞太電信 AT&T SBC
電話費用的營收如何分配?
   
牽涉到複雜的網路協定，商業協定，及各國的電信法規
Fri Mar 22 23:50:42 CST 2013 Untitled Document
Switch Evolution
人工交換機
機械式自動交換機
電子自動交換機

Fri Mar 22 23:50:42 CST 2013 Untitled Document
呼叫與撥號 (Origination)
人工交換機
 
主叫者搖鈴，接線生回答，代為呼叫受話用戶
一個接線生的故事
機械式自動交換機
 
使用轉盤式撥號器，產生 electrical pulses, 驅動交換機的機械裝置，連接電路
電子自動交換機
 
使用音頻或轉盤式撥號器，產生信號，電腦則分析所撥號碼，並驅動交換電路。
現代的電信網路
   
現代的電信網路極為龐大，多數呼叫(call)的主叫方與被叫方不在同一交換機上
   
必須加上自動 routing 功能
   
功能需求日趨複雜
 
必須仰賴電子交換機
Fri Mar 22 23:50:42 CST 2013 Untitled Document
機械式自動交換機
Fri Mar 22 23:50:42 CST 2013 Untitled Document
轉盤式撥號盤
Fri Mar 22 23:50:42 CST 2013 Untitled Document
自動交換機
Fri Mar 22 23:50:43 CST 2013 Untitled Document
雙頻撥號鍵盤
  1209 1336 1477
697 1 2 3
770 4 5 6
852 7 8 9
941 * 0 #
 
按一個鍵，發出兩個音頻
 
交換機需有對應的濾波器篩選正確音頻，得知所撥號碼
 
音頻之間絕無倍頻關係
Fri Mar 22 23:50:43 CST 2013 Untitled Document
DTMF 雙頻撥號
Fri Mar 22 23:50:43 CST 2013 Untitled Document
Switching Farbric
Fri Mar 22 23:50:43 CST 2013 Untitled Document
Electronic Switch Architecture
Fri Mar 22 23:50:43 CST 2013 Untitled Document
電信網路信號 (Signaling)
On Hook Off Hook Dial Tone
Reorder Tone Dialed Number Ring Current
Ring back Tone Busy Tone Fast Busy Tone
Call Waiting Tone   Special Dial Tone
Fri Mar 22 23:50:43 CST 2013 Untitled Document
Common Channel Signaling (CCS7/SS7)
 
also called SS7

⊕ Traditional In-Band Signaling

 
Use the phone circuit to transfer signal
   
Waste resource

⊕ Common Channel Signalling (Out-of-Band Signaling)

 
Use dedicate and shared signaling network
   
Resource saving
Fri Mar 22 23:50:43 CST 2013 Untitled Document
Routing

Fri Mar 22 23:50:43 CST 2013 Untitled Document
傳統 Routing
Phone Number Dependent Routing
Fixed Routing Table
Switch S1 2938-xxxx
Switch Primary
Roue 		Alter.
Route
S1
2938-xxxx 		- -
S2
2939-xxxx 		T3 T1
S3
2343-xxxx 		T1 T3
     
Switch S2 2939-xxxx
Switch Primary
Roue 		Alter.
Route
S1
2938-xxxx 		T4 T2
S2
2939-xxxx 		- -
S3
2343-xxxx 		T2 T4
     
Switch S3 2343-xxxx
Switch Primary
Roue 		Alter.
Route
S1
2938-xxxx 		T1 T2
S2
2939-xxxx 		T2 T1
S3
2343-xxxx 		- -

Switch T1
Switch Prim.
Roue 		Alter.
Route
S1
2938
-xxxx 		S1 T3
S2
2939
-xxxx 		T2 T4
S3
2343
-xxxx 		S3 T2

 
Switch T2
Switch Prim.
Roue 		Alter.
Route
S1
2938
-xxxx 		T1 T3
S2
2939
-xxxx 		S2 T4
S3
2343
-xxxx 		S3 T1
 
Switch T3
Switch Prim.
Roue 		Alter.
Route
S1
2938
-xxxx 		S1 T1
S2
2939
-xxxx 		T4 T2
S3
2343
-xxxx 		T1 T2
 
Switch T4
Switch Prim.
Roue 		Alter.
Route
S1
2938
-xxxx 		T3 T1
S2
2939
-xxxx 		S2 T2
S3
2343
-xxxx 		T2 T1
 
Fri Mar 22 23:50:43 CST 2013 Untitled Document
Call Set Up
 
Circuit-Switching Network 在通話前，必須先建立通話路徑

Fri Mar 22 23:50:43 CST 2013 Untitled Document
Call Flow
 
電信網路使用 protocol 交換控制信號 建立通話路徑

Fri Mar 22 23:50:43 CST 2013 Untitled Document
Call Flow
Fri Mar 22 23:50:43 CST 2013 Untitled Document
Call Processing
Tasks Needed to be Performed

接收呼叫者之呼叫 (Collecting Digits)
分析所撥號碼 (Digit Analysis)
決定路徑 (Routing)
建立連線 (Call set up)
呼叫受話者 (Terminating)
連接雙方 (Make Connection)
計時計費 (Billing)
處理掛斷 (Hang-up)
特殊功能之處理 (Special Feature, Call Waiting, Call Forwarding, etc.)
 
Call Processing module response to user's request (signal) and decides next task to take
 
The process is modeled as a Finite State Machine
Fri Mar 22 23:50:44 CST 2013 Untitled Document
Call Model and Finte State Machine 

 Call Model Slides
Fri Mar 22 23:50:44 CST 2013 Untitled Document
Feature
來話代接 Call Pick-up 同一代接群組之分機，當其他分機響鈴時，只要在本身話機按【代接碼】即可執行代接功能。
呼叫前轉 Call Forwarding 離開座位時，可將所有呼叫該分機的來話振鈴轉到其他預先指定的分機上。
忙線前轉 Call Forwarding on Busy 分機忙線時，可將所有呼叫該分機的來話振鈴轉到其他預先指定的分機上。
內線預約 Call Back 若對方正忙線中，可撥【內線通話預約】碼，等對方有空即可與之通話。
外線預約 Outgoing Trunk Queuing 若外線佔滿，可以先按設定碼預約，自動捕捉外線。
保留及諮詢 Consultation Hold 分機可將來話保留，再恢復通話之功能。
保留及轉接 Hold and Transfer 分機可將來話保留，並轉接至其他分機。
多方會議 Controlled Conference 提供同時8方（含）以上撥入式電話會議功能，用戶透過內、外線啟動會議諮商；電話會議主席可事先約定電話會議撥入號碼、主旨、時間及組別密碼，屆時撥入此一電話號碼並經語音宣告導引並輸入密碼之後，即可進行8方（含）以上會議諮商功能。
自動尋線 Station Hunting 同單位分機可組尋線群，遇分機忙線中，系統將自動振鈴下一順位分機。
簡碼撥號 Speed Calling 系統可容納1000組（含）以上之記憶容量供一般複頻式話機使用。
末碼重播 Last Number Redial 當分機內外遇對方忙線時，可按一代碼即可自動重播，以節省時間。
保留音樂 Music on Hold 系統至少須能提供4種（含）以上之內建保留音樂或外接音樂或外接音樂源，供選擇使用。
服務等級 Class of Service 系統分機可區分為15種等級以上。
夜間電話 Night Connection 夜間外線可切換至指定之分機應答並可轉接。
詳細計費 SMDS 可記錄分機號碼、被叫號碼、日期、時間、
Fri Mar 22 23:50:44 CST 2013 Untitled Document
Private Branch Exchange (PBX)
 
企業或機關內部有許多電話，如果都從電信公司拉一條線，成本太高， 而且內部通話也要付電話費給電信公司。
 
企業或機關用戶可以自備小型交換機，內部通話就不需使用外線， 不需付費給電信公司，而且，外線數量也可大幅縮小。 因為每部電話機每天對外的通話可能不多。
Fri Mar 22 23:50:44 CST 2013 Untitled Document
PBX
Fri Mar 22 23:50:44 CST 2013 Untitled Document
Intelligent Network
傳統交換機在開發新功能之限制
 
為了提高可靠度，硬體設備昂貴，無法存放太多程式
 
新功能之建置，必須upgrade 所有交換機。
 
採用封閉式架構, 開發新功能耗時費力
Intelligent Network
 
智慧型網路使用中央資料庫 (SCP) 儲存 global data 及新功能之控制邏輯
 
交換機可透過特殊信號網路 (SS7) 取得 SCP 內之 data and logic
Fri Mar 22 23:50:44 CST 2013 Untitled Document
Packet Switching
 
不保留專屬電路
 
將資料切成封包，一個個送出，不循特定路徑，到達目的地後，再重組
Fri Mar 22 23:50:44 CST 2013 Untitled Document
Concentration
Fri Mar 22 23:50:44 CST 2013 Untitled Document
Switch Software Development
Expensive
Proprietary
Guaranteed QoS - 99.999% Reliability
Proprietary High Available System
Proprietary Software Development Environment (No Open API)
 
difficult to outsourcing
 
no way to use off-the-shelf products
Fri Mar 22 23:50:44 CST 2013 Untitled Document
Hole in Bridge
Fri Mar 22 23:50:44 CST 2013