1

Grazziela NICULESCU Lucian IOAN

TEHNICI ŞI SISTEME DE COMUTAŢIE

©MATREX ROM C.P. 16 -162 77500 - BUCUREŞTI tel. 01.4113617, fax 01.4114280 e-mail: matrix@fx.ro

MATRIX ROM Bucureşti 2000

2

CUVÂNT ÎNAINTE

Rod al unei activităţi îndelungate a celor doi autori în Catedra de

Telecomunicaţii a Facultăţii de Electronică şi Telecomunicaţii din cadrul

Universităţii POLITEHNICA din Bucureşti, lucrarea de faţă tratează într-o

manieră unitară, fundamentată şi ilustrată cu numeroase aplicaţii, problematica

largă a comutaţiei în reţelele de telecomunicaţii.

Primul capitol cuprinde noţiuni generale referitoare la reţelele de

telecomunicaţii, scopul fiind cel al evidenţierii funcţiilor fundamentale cu care sunt

înzestrate (comutaţie, comandă şi semnalizare) şi conturării contextului în care

acestea activează.

Expunerea referitoare la funcţia de comutaţie ia în considerare atât comutaţia

de circuite (capitolele 2-5), cât şi comutaţia de pachete (capitolele 11 şi 12).

Prezentarea generală a funcţiei de comandă din capitolul 6 este completată cu

noţiuni elementare de software pentru comutaţie, capitolul 7.

Capitolele 8 şi 9 sunt dedicate interfeţelor analogice şi numerice prin care

sistemul de comutaţie comunică cu exteriorul, iar capitolul 10 prezintă aspectele

teoretice ale funcţiei de semnalizare, anexele 1-4 conţinând date suplimentare.

Vederea de ansamblu asupra tuturor problemelor expuse pe parcursul

lucrării se focalizează în capitolul final, 13, în care sunt descrise câteva arhitecturi

concrete de sisteme de comutaţie, inclusiv cele folosite în reţeaua naţională de

telecomunicaţii.

Ţinând seama de importanţa tematicii abordate, de calităţile deosebite ale

prezentării, cât şi de experienţa didactică şi de cercetare ştiinţifică a autorilor în

domeniul tehnicilor şi sistemelor de comutaţie recomand călduros această lucrare

studenţilor, doctoranzilor şi tuturor specialiştilor interesaţi.

prof. dr. ing. Adelaida MATEESCU

3

PREFAŢĂ

O nouă revoluţie este în curs de desfăşurare în lume, cunoscută sub

denumirea de "eră informaţională". Prin natura sa, această revoluţie este globală şi

afectează modul în care trăiesc şi lucrează oamenii oriunde în lume, chiar în

locurile cele mai izolate.

La baza acestei revoluţii se găsesc comunicaţiile sub toate formele, în

prezent, marea majoritate a activităţilor umane, deopotrivă din sfera vieţii politice,

sociale şi economice, depind de folosirea informaţiilor, care, îmbrăcând o varietate

de forme, includ vorbire, materiale scrise şi/sau tipărite, imagini şi date de

calculator. Toate aceste informaţii sunt prelucrate, memorate şi transportate pentru

a putea fi puse la dispoziţia unuia sau mai multor utilizatori, într-un anumit

moment sau la cerere în mod repetat. De-a lungul anilor, au fost imaginate şi

dezvoltate în acest scop diverse tehnologii. Unul dintre cele mai importante

mijloace de a transporta rapid o mare cantitate de informaţii este conversia lor în

semnale electrice şi transmiterea acestora la distanţă, adică telecomunicaţii.

Accesul sub toate formele la telecomunicaţii este un instrument indispensabil

pentru dezvoltarea economică a oricărei regiuni a lumii şi pentru ameliorarea

condiţiilor de existenţă a populaţiei oricărei ţări. Astăzi, în condiţiile lumii

moderne, accesul la serviciile de telecomunicaţii trebuie să devină rapid un drept

fundamental pentru fiecare persoană, efectuarea serviciului realizându-se contra

unei taxe convenabile atât pentru furnizorul şi operatorul de serviciu dar şi pentru

utilizator.

Reţeaua de telecomunicaţii este un sistem global de echipamente şi

mijloace de comunicare la distanţă între utilizatori diferiţi, care schimbă între ei

informaţii de orice natură, emise în orice formă utilizabilă: materiale scrise sau

tipărite, imagini fixe sau mobile, cuvinte, muzică, semnale de control al unor

mecanisme, date. Transmisiunile sunt făcute prin intermediul unor echipamente

electromagnetice, electronice sau combinaţii ale acestora şi folosesc ca suport fizic

4

conductori metalici, fibre optice sau unde radio. Participanţii într-un proces de

comunicaţie sunt foarte diferiţi, din punctul de vedere al modului de implicare

directă în comunicare sau din cel al tipului de comunicare la care ei au acces. De

exemplu, într-o comunicaţie telefonică persoanele implicate sunt precis identificate

şi, pe toată durata comunicaţiei, schimbă între ele cuvinte (semnale vocale), însă,

într-o comunicaţiile de tip difuziune (radiodifuziune sau televiziune) sursa de

programe emite unidirecţional semnale, fără ca din partea posibililor destinatari să

existe vreo garanţie sau vreo obligaţie de recepţie a acestor informaţii.

Lucrarea de faţă acoperă problematica largă a comutaţiei, care este

componentul inteligent al reţelei de telecomunicaţii, prezentând într-o organizare

didactică elementele fundamentale ale tehnicilor şi sistemelor de comutaţie. în

esenţă, tehnicile de comutaţie se pot clasifica în două categorii: comutaţia fără

diviziune în timp şi comutaţia cu diviziune în timp. Prima categorie este

reprezentată de comutaţia, în speţă, analogică, care alocă conexiunilor deservite

grupuri disjuncte de elemente de comutaţie (puncte de conexiune, link-uri,

joncţiuni, comutatoare etc.). A doua categorie are ca principală însuşire utilizarea

în comun a unui element de comutaţie de către mai multe conexiuni simultane şi

cuprinde comutaţia cu diviziune în timp fără întârziere, concretizată în

comutatoarele numerice spaţiale, S, comutaţia cu diviziune în timp cu întârziere

fixă, reprezentată de comutatoarele numerice temporale, T, şi comutaţia cu

diviziune în timp cu întârziere variabilă, caracteristică tuturor sistemelor de

comutaţie prin pachete.

Luând în considerare această clasificare şi ţinând cont de modul tradiţional

de elaborare a unei lucrări destinate descrierii tehnicilor şi sistemelor numerice de

comutaţie, cartea de faţă a fost organizată în 13 capitole şi 6 anexe.

În capitolul 1 sunt prezentate principalele elemente referitoare la reţeaua de

telecomunicaţii la nivelul său actual de dezvoltare, precizându-se funcţiile,

structura şi modul de organizare al acestui sistem complex compus din

echipamente şi circuite diverse, aparţinând sistemelor de comutaţie şi transmisie.

5

Centrul de comutaţie, care constituie atât sursa cât şi destinaţia traficului

vehiculat de-a lungul reţelei, este descris în capitolul 2. Sunt precizate care sunt

blocurile sale funcţionale, cu rolul fiecăruia în prelucrarea unui apel. Se face de

asemenea o enumerare evolutivă a tipurilor de echipamente de comutaţie

cunoscute şi folosite în decursul timpului, de la apariţia în 1878 a primei centrale

telefonice manuale până în zilele noastre, în care variantele electronice numerice se

impun prin deosebitele lor performanţe şi facilităţi.

Capitolul 3 descrie reţelele spaţiale de comutaţie, încercând să familiarizeze

cititorul cu modul de organizare şi funcţionare a acestora, precum şi cu metodele

de evaluare a performanţelor ce le caracterizează.

Comutatoarele numerice elementare sunt descrise în capitolul 4, iar

structurile reţelelor de conexiune realizate cu ajutorul lor constituie conţinutul

capitolului 5.

Următoarele două capitole, 6 şi 7, sunt dedicate prezentării principalelor

aspecte legate de comanda în sistemele de comutaţie şi de software-ul aferent.

Echipamentele de interconectare a sistemelor de comutaţie cu mediul

exterior, reprezentate prin interfeţe analogice şi numerice, constituie subiectul

capitolelor 8 şi 9. Capitolul 10 este alocat prezentării funcţiei de semnalizare, pe

linia abonatului şi între centrele, cu referiri directe la sistemele R2 şi nr.7.

Problemelor privind comutaţia de pachete le sunt dedicate două capitole:

capitolul 11 pentru comutaţia "clasică" de pachete şi capitolul 12 pentru comutaţia

"rapidă" de pachete, ATM.

În capitolul 13 sunt exemplificate arhitecturi concrete de sisteme de

comutaţie, accentuându-se asupra celor folosite în reţeaua naţională.

Lucrarea se adresează studenţilor secţiilor de Comunicaţii din Facultăţile de

Electronică şi Telecomunicaţii din ţară, specialiştilor din cadrul reţelei naţionale,

precum şi tuturor celor care sunt interesaţi de problematica abordată.

Autorii septembrie, 1999

6

CUPRINS 1 REŢEAUA DE TELECOMUNICAŢII

1.1 Dezvoltarea telecomunicaţiilor 1.2 Structura şi funcţiile reţelei 1.3 Reglementări - standarde 1.4 Modelul de referinţă OSI 1.5 Planuri de numerotare

1.5.1 Numerotare-adresare - rutare 1.5.2 Sisteme de numerotare

1.5.2.1 Sistemul deschis de numerotare 1.5.2.2 Sistemul închis de numerotare

1.5.3 Standarde de numerotare 1.5.3.1 Numerotarea telefonică (E.163) 1.5.3.2 Numerotarea în reţele de date (X. 121)

2 CENTRUL DE COMUTAŢIE

2.1 Locul şi rolul comutaţiei în reţeaua de telecomunicaţii 2.2 Categorii de apel

2.2.1 Categorii determinate de locul sursei şi destinaţiei 2.2.2 Categorii determinate de rezultatul prelucrării

2.3 Moduri de transfer 2.3.1 Comutaţia de circuite 2.3.2 Comutaţia de pachete

2.4 Arhitectura generală a unei centrale 2.5 Faze de apel 2.6 Funcţii asigurate de centrală 2.7 Evoluţia sistemelor de comutaţie

2.7.1 Comutaţia manuală 2.7.2 Sistemul pas-cu-pas (Strowger) 2.7.3 Sisteme cu comandă prin registru 2.7.4 Sisteme crossbar 2.7.5 Comutaţia electronică

3 REŢELE DE CONEXIUNE CU COMUTAŢIE SPAŢIALĂ

3.1 Structura funcţională a reţelei de conexiune 3.2 Reţele cu două etaje 3.3 Reţele cu 3 etaje 3.4 Reţele cu număr sporit de etaje 3.5 Structuri Clos 3.6 Selecţia conjugată - alegerea drumului

7

3.7 Evaluarea probabilităţii de blocare internă 3.7.1 Metoda Lee - Le Gali 3.7.2 Metoda Jacobaeus 3.7.3 Compararea modelelor de evaluare

4 COMUTAŢIA TEMPORALĂ

4.1 Principiul comutaţiei temporale 4.2 Comutaţia temporală analogică

4.2.1 Varianta cu componente pasive 4.2.2 Varianta cu componente active

4.3 Comutaţia temporală numerică 4.3.1 Organizarea multiplexului MIC primar-32 căi 4.3.2 Comutatoare numerice temporale

4.3.2.1 Comutatorul numeric temporal comandat la ieşire 4.3.2.2 Comutatorul numeric temporal comandat la intrare 4.3.2.3 Concluzii

4.3.3 Comutatoare numerice spaţiale 4.3.3.1 Principiul comutaţiei numerice spaţiale 4.3.3.2 Comutator numeric spaţial controlat pe ieşire 4.3.3.3 Comutator numeric spaţial controlat pe intrare

4.3.4 Comutatorul numeric temporal extins 4.3.5 Structuri analogice echivalente

5 REŢELE NUMERICE DE CONEXIUNE

5.1 Consideraţii generale 5.2 Structuri cu două etaje

5.2.1 Structura TS 5.2.2 Structura ST 5.2.3 Structura TT

5.3 Structuri cu 3 etaje 5.3.1 Structura TST 5.3.2 Structura STS 5.3.3 Structuri cu comutatoare temporale extinse

5.3.3.1 Structura (ST)S(ST) 5.3.3.2 Structura T3

5.4 Structuri cu mai mult de trei etaje 5.4.1 Reţele TST 5.4.2 Reţea TS3T - sistem EWSD 5.4.3 Reţea TS4T - sistem ESS Nr.4

5.5 Alegerea drumului prin reţelele numerice de conexiune 5.5.1 Algoritmul de alegere a drumului

8

5.5.2 Reţele cu două etaje 5.5.2.1 Reţea TT cu comandă pe intrare şi pe ieşire 5.5.2.2 Reţea TT cu dublă comandă repliată

5.5.3 Reţele cu trei etaje

6 COMANDA ÎN SISTEMELE NUMERICE DE COMUTAŢIE

6.1 Consideraţii generale 6.1.1 Funcţii de comutaţie 6.1.2 Funcţii de exploatare şi întreţinere

6.2 Comanda electronică 6.3 Comanda şi controlul comutaţiei

6.3.1 Funcţii de comandă şi control pentru comutaţie 6.3.2 Reţeaua de acces la comanda comutaţiei

6.4 Prelucrarea apelurilor 6.4.1 Funcţiile de prelucrare a apelurilor 6.4.2 Accesul la funcţiile de prelucrare apeluri

6.5 Comanda distribuită 6.6 Planificarea comenzii 6.7 Comanda cu program înregistrat 6.8 Redundanţa comenzii 6.9 Suportul funcţiilor de operare, administrare şi întreţinere

7 SOFTWARE PENTRU SISTEME DE COMUTAŢIE

7.1 Cerinţe în proiectarea software-ului de comutaţie 7.2 Suportul software-ului de comutaţie

7.2.1 Viteza procesorului 7.2.2 Organizarea memoriei 7.2.3 Conceperea codului şi programului

7.3 Software clasic de comutaţie 7.3.1 Programul generic

7.3.1.1 Prelucrarea apelurilor 7.3.1.2 Funcţii de întreţinere şi administrare

7.3.2 Organizarea bazei de date 7.3.3 Software de comutaţie telefonică

7.3.3.1 Arhitectura software 7.3.3.2 înlănţuirea programelor 7.3.3.3 Deficienţele software-uiui de comutaţie telefonică

7.4 Software-ul modern de comutaţie 7.4.1 Elemente de inginerie software

7.4.1.1 Structura software-ului 7.4.1.2 Metodologia de dezvoltare

9

7.4.1.3 Mijloace de dezvoltare 7.4.2 Procesarea distribuită 7.4.3 Model optim de arhitectură software

7.4.3.1 Structura modelului 7.4.3.2 Interfaţa cu periferia 7.4.3.3 Procesorul de semnalizări 7.4.3.4 Procesorul de servicii 7.4.3.5 Procesorul de activităţi 7.4.3.6 Administratorul bazei de date

8 INTERFEŢE ANALOGICE

8.1 Funcţiile şi condiţiile de funcţionare ale interfeţelor analogice 8.1.1 Interfaţa analogică de linie a abonatului 8.1.2 Postul telefonic 8.1.3 Interfeţe analogice de joncţiune 8.1.4 Caracteristicile transmisiei 8.1.5 Protecţia la suprasarcini 8.1.6 Proiectarea buclei de abonat (liniei de acces) 8.1.7 Testarea 8.1.8 BORSCHT

8.2 Modulaţia numerică a semnalelor analogice 8.2.1 Tehnici de modulaţie numerică pentru semnalul telefonic 8.2.2 Modulaţia impulsurilor în cod 8.2.3 Tehnici de modulaţie cu debit redus

8.3 Realizarea interfeţelor analogice de abonat 8.3.1 Circuitul de interfaţă cu linia de abonat, SLIC 8.3.2 Controlul ecoului 8.3.3 Filtrul şi codec-ul 8.3.4 Protecţia ia supratensiuni 8.3.5 Redundanţa

9 INTERFEŢE NUMERICE

9.1 Moduri de transmisie. Ierarhii numerice 9.2 Coduri de linie 9.3 Sincronizarea

9.3.1 Refacerea sincronizării de cadru 9.3.2 înregistrarea elastică

9.4 Interfeţe numerice pentru accesul primar 9.5 Interfeţe numerice pentru acces de bază 9.6 Prelucrări numerice

9.6.1 Prelucrarea numerică a semnalelor analogice 9.6.1.1 Sumarea numerică

10

9.6.1.2 Atenuare numerică 9.6.1.3 Generarea tonalităţilor 9.6.1.4 Detecţia DTMF

9.6.2 Tehnici numerice de întreţinere

10 SEMNALIZAREA

10.1 Prelucrarea informaţiilor 10.1.1 Consultarea tabelelor şi traducerea informaţiilor 10.1.2 Taxarea

10.2 Semnalizarea telefonică 10.2.1 Semnalizarea de abonat 10.2.2 Semnalizarea între centrale

10.3 Semnalizarea pe canal asociat - Sistemul R2 10.3.1 Semnalizarea de linie 10.3.2 Semnalizarea de registru 10.3.3 Echipamente necesare semnalizării

10.3.3.1 Condiţii impuse transmiţătoarelor 10.3.3.2 Condiţii impuse receptoarelor

10.4 Semnalizarea pe canal semafor - Sistem nr.7 10.4.1 Caracteristici - avantaje

10.4.1.1 Caracteristicile esenţiale ale semnalizării pe canal semafor 10.4.1.2 Avantaje aduse abonaţilor 10.4.1.3 Avantaje aduse operatorilor reţelei

10.4.2 Gestiunea reţelei semafor 10.4.3 Structura funcţională a sistemului nr.7 10.4.4 Formatul cadrelor semafor

10.4.4.1 Cadre semafor de mesaj (CSM) 10.4.4.2 Cadre semafor de stare (CSS) 10.4.4.3 Cadre semafor de umplere (CSU)

10.4.5 Corecţia erorilor 10.4.5.1 Metoda de bază 10.4.5.2 Metoda retransmisiei ciclice preventive

10.4.6 Orientarea mesajelor de semnalizare

11 COMUTAŢIA DE PACHETE

11.1 Modul de transfer cu comutaţie de pachete 11.2 Algoritmi de rutare

11.2.1 Introducere în teoria grafurilor 11.2.2 Algoritmul Kruskal pentru arborele minim 11.2.3 Algoritmi pentru drumul cel mai scurt

11.2.3.1 Algoritmul Bellman-Ford-Moore

11

11.2.3.2 Algoritmul Dijkstra 11.3 Îndrumare locală

11.3.1 Algoritmul „cartofului fierbinte” 11.3.2 Algoritmul de autoînvăţare „backward learning” 11.3.3 Algoritmul "inundării" 11.3.4 Algoritmul de rutare "delta"

11.4 Îndrumare distribuită 11.4.1 Algoritmul de "rutare optimală" 11.4.2 Algoritmul vectorilor de distanţe 11.4.3 Rutarea multiplă (multicale) 11.4.4 Rutarea bazată pe flux 11.4.5 Rutarea ierarhică 11.4.6 Rutarea prin difuziune 11.4.7 Rutarea multicast 11.4.8 Rutarea pentru comunicaţii cu mobile

11.5 Rutarea centralizată 11.6 Algoritmi pentru controlul congestiei

11.6.1 Prealocarea memoriilor 11.6.2 Distrugerea pachetelor 11.6.3 Limitarea numărului de pachete 11.6.4 Controlul fluxului 11.6.5 Controlul traficului cu "pachete de strangulare"

11.7 Caracteristicile pachetelor 11.8 Interfaţa de acces la reţea

12 COMUTAŢIA RAPIDĂ DE PACHETE

12.1 Evoluţia către reţele de bandă largă 12.2 Caracteristicile modului de transfer asincron 12.3 Modelul stratificat ATM 12.4 Servicii în reţele ATM 12.5 Celula ATM 12.6 Principii de bază ale comutaţiei ATM 12.7 Comutatorul ATM

12.7.1 Modelul teoretic general 12.7.2 Comutatorul cu şiruri la ieşire 12.7.3 Comutatorul Knockout 12.7.4 Comutatorul cu şiruri la intrare 12.7.5 Comutatorul cu şiruri centrale

12.7.5.1 Comutatorul Starlite 12.7.5.2 Analiza performanţelor

12.7.6 Compararea diferitelor variante cu şiruri 12.8 Reţele banian

12

13 ARHITECTURI CONCRETE

13.1 Sistemul E10

13.2 Sistemul Nr.4 ESS

13.3 Sistemul AXE 10

13.4 Sistemul EWSD

13.5 Sistemul 12

13.6 Sistemul LINEA UT

13.7 Sistemul SL-10

13.8 Sistemul STAREX-IMS

13.9 Perspective

ANEXE

Anexa 1 - Semnalizări pe linia abonatului

A1.1 Codificare DTMF

A1.2 Tonalităţi folosite în sistemele naţionale de semnalizare

A1.2.1 Tonalităţi pentru informaţii generale

A1.2.2 Tonalităţi pentru informaţii suplimentare

Anexa 2 - Timpi de propagare

Anexa 3 - Semnificaţia semnalelor R2 de registru

Anexa 4 - Automate extinse, cu număr finit de stări

Anexa 5 - Elemente de trafic

A5.1 Definiţie, unităţi de măsurare

A5.2 Sisteme de servire cu aşteptare. Modelare matematică

A5.3 Multiplexare statistică

Anexa 6 - Aplicaţii diverse

INDEX

BIBLIOGRAFIE

13

1. REŢEAUA DE TELECOMUNICAŢII

1.1 Dezvoltarea telecomunicaţiilor

O nouă revoluţie este în curs de desfăşurare în lume, cunoscută ca "era

informaţională". Prin natura sa, această revoluţie este globală şi ea va afecta modul

în care trăiesc şi lucrează oamenii oriunde în lume, chiar în locurile cele mai

izolate.

La baza acestei revoluţii se găsesc comunicaţiile sub toate formele. În

prezent, marea majoritate a activităţilor umane, deopotrivă din sfera vieţii politice,

sociale şi economice, depind de folosirea informaţiilor, care, îmbrăcând o varietate

de forme, includ vorbire, materiale scrise şi/sau tipărite, imagini şi date de

calculator. Toate aceste informaţii sunt prelucrate, memorate şi transportate pentru

a putea fi puse la dispoziţia unuia sau mai multor utilizatori, într-un anumit

moment sau la cerere în mod repetat. De-a lungul anilor, au fost imaginate şi

dezvoltate în acest scop diverse tehnologii. Unul dintre cele mai importante

mijloace de a transporta rapid o mare cantitate de informaţii este conversia lor în

semnale electrice şi transmiterea acestora la distanţă, adică telecomunicaţii.

Accesul sub toate formele la telecomunicaţii este un instrument

indispensabil pentru dezvoltarea economică a oricărei regiuni a lumii şi pentru

ameliorarea condiţiilor de existenţă a populaţiei oricărei ţări. Astăzi, în condiţiile

lumii moderne, accesul la serviciile de telecomunicaţii trebuie să devină rapid un

drept fundamental pentru fiecare individ. Aceasta nu înseamnă doar posibilitatea

cuiva de a avea acces la informaţie în timp util şi de a comunica cu oricine. Pentru

cei din regiunile izolate şi puţin dezvoltate, telecomunicaţiile reprezintă şi mijlocul

de exemplu de a-şi îngriji sănătatea prin intermediul telemedicinii sau de a-şi

îmbunătăţi educaţia cu ajutorul învăţământului la distanţă, adică într-un cuvânt de

a-şi ridica nivelul de trai şi de civilizaţie.

14

În consecinţă, în vremurile noastre, telecomunicaţiile sunt definite ca un

sistem complex care permite oamenilor sau "maşinilor" să comunice la distanţă.

"Maşină" este numele generic al oricărui echipament sau al oricărei instalaţii

capabile să emită, să recepţioneze şi să prelucreze informaţii. Comunicarea implică

existenţa unui amplu sistem, în care conlucrează un mare număr de echipamente,

de tipuri diferite, ce sunt guvernate de legi proprii de funcţionare şi de protocoale

stricte de colaborare.

Reţeaua de telecomunicaţii este acest sistem global de echipamente şi

mijloace de comunicare la distanţă între utilizatori diferiţi, care schimbă între ei

informaţii de orice natură şi emise în orice formă utilizabilă: materiale scrise sau

tipărite, imagini fixe sau mobile, cuvinte, muzică, semnale de control al unor

mecanisme, date. Transmisiile sunt făcute prin intermediul unor echipamente

electromagnetice, electronice sau combinaţii ale acestora şi folosesc ca suport fizic

conductori metalici, fibre optice sau atmosfera terestră.

Participanţii într-un proces de comunicaţie sunt foarte diferiţi, din punctul de

vedere al modului de implicare directă în comunicare sau din cel al tipului de

comunicare la care au acces. De exemplu, persoanele implicate într-o comunicaţie

telefonică sunt precis identificate şi ele schimbă bidirecţional semnale vocale

(cuvinte) pe toată durata comunicaţiei, în schimb, în comunicaţiile de tip difuziune

(radiodifuziune sau televiziune) sursa de programe emite unidirecţional semnale,

fără ca din partea posibililor destinatari să existe vreo garanţie sau vreo obligaţie de

recepţie a acestor informaţii.

În mod tradiţional, telecomunicaţiile sunt divizate în două mari subdomenii

tehnice: transmisiunile şi comutaţia, fiecare având la rândul lor câteva

componente specifice, aşa cum sunt ele prezentate schematic în figura 1.1.

Comunicaţiile prin semnale electrice au apărut în 1837 prin inventarea în

mod independent de către Wheatstone şi Morse a telegrafului: un sistem ce constă

în principal din legături punct-la-punct, pe care, la un moment anumit de timp, se

trimit informaţii într-un singur sens.

15

Figura 1.1 Subsisteme de telecomunicaţii

Comunicaţia telefonică are ca dată oficială de naştere ziua de 10 martie

1876, când Alexander Graham Bell a experimentat public la Boston invenţia sa:

folosind două transductoare reversibile electro-acustice conectate pe o linie cu

conductori de cupru de mare diametru, a dat posibilitatea la doi interlocutori aflaţi

la distanţă să comunice între ei prin viu grai. A avut loc la acea dată prima

convorbire telefonică, ce a constat în realizarea unui schimb bidirecţional de

informaţii verbale (cuvinte) codificate electric, între terminale (aparate telefonice)

conectate pe aceeaşi linie. Imediat după momentul amintit, a apărut necesitatea

comutării legăturilor telefonice, pentru extinderea folosirii lor.

Se marchează ca dată oficială de naştere a comutaţiei ziua de 28 februarie

1878, când la New-Haven, Connecticut - SUA, a intrat în serviciul public prima

centrală telefonică cu 21 de posturi, deservite manual.

Progrese ulterioare, în ceea ce privesc tehnicile de comutaţie şi de

transmisie, mijloacele de transmisie şi componentele electronice folosite, printre

care pot fi citate bobina Pupin, amplificatoarele cu tuburi electronice, selectoare

decadice, rotative sau cu bare încrucişate, reacţia negativă, circuitele cu

tranzistoare, cablurile submarine, transmisiile radioelectrice cu unde decametrice,

fasciculele hertziene, sateliţii de telecomunicaţii (lista elementelor de progres fiind

total incompletă), au permis ca să putem comunica astăzi la antipozi, rapid, în

16

condiţii perfecte de calitate şi fără nici o dificultate, ca şi când am vorbi cu vecinii

noştri cei mai apropiaţi.

Ca un mare vizionar în domeniul telecomunicaţiilor, Bell scria imediat după

prezentarea telefonului: "Se poate imagina ca un cablu cu fire de telefon să se

instaleze subteran sau să se suspende la înălţime şi legat fiind la o locuinţă

particulară, reşedinţă importantă, magazin, fabrică etc., să le unească pe toate

printr-un cablu principal la o centrală de oficiu unde firele pot fi conectate după

dorinţă, stabilind direct comunicaţii între oricare două locuri din oraş. Un

asemenea plan, de altfel imposibil în prezent, va fi folosit, sunt sigur de aceasta,

pentru introducerea telefonului în viaţa publică. Nu numai aşa, şi eu cred asta cu

tărie, că în viitor, cablurile vor lega centralele Companiei de Telefoane din oraşe

diferite şi un om dintr-o parte a ţării va putea comunica prin viu grai cu altul de la

o mare distanţă". Cât de clar şi de corect a imaginat Bell structura unei ample

reţele telefonice naţionale, într-o formă similară cu cele care există în prezent.

Termenul introdus de el, acela de "centrală de oficiu" (central oftice) este şi

astăzi folosit în mod frecvent pentru a desemna o centrală telefonică. Însă ceea ce

nu a putut imagina Bell la sfârşitul secolului trecut, este nivelul actual de

dezvoltare al reţelei internaţionale de telecomunicaţii, în ceea ce priveşte numărul

utilizatorilor şi ai ţărilor participante, volumul traficului purtat, precum şi numărul

diversitatea serviciilor pe care reţeaua le asigură în prezent şi cu atât mai puţin al

celor viitoare, la care încă nu ne-am gândit.

Dacă telegrafia şi telefonia sunt considerate servicii de bază ale reţelei de

telecomunicaţii, datorită faptului că au apărut primele în domeniul comunicaţiilor

pe fir, lista serviciilor actuale şi a celor preconizate a fi satisfăcute în anul 2000

este deosebit de cuprinzătoare (figura 1.2).

Perfecţionarea tehnicilor şi echipamentelor de comutaţie numerică şi

generalizarea folosirii lor constituie astăzi mediul propice pentru creşterea

numărului serviciilor oferite utilizatorilor şi diversificarea lor accentuată. Multe

dintre acestea sunt complemente naturale ale serviciului telefonic de bază, putând

17

fi adăugate acestuia; de exemplu: numerotaţia prescurtată, teleconferinţă, reapelul

automat, apelul în aşteptare, facturarea detaliată.

Altele se referă la telematică, o asociere fericită între telecomunicaţii şi

informatică, asociere ce este posibilă numai datorită prezenţei pe de o parte a

calculatoarelor electronice în blocurile de comandă ale centralelor telefonice, adică

a comenzii lor prin program înregistrat, şi pe de altă parte a generalizării

numerizării semnalelor folosite atât în comutaţie cât şi în transmisie.

Figura 1.2 Telecomunicaţiile în perspectiva anului 2000

Transmisia de date pe reţeaua telefonică, cu ajutorul modem-urilor, a permis

de asemenea dezvoltarea serviciului videotext şi a telecopiei. Comutaţia de pachete

a favorizat dezvoltarea aplicaţiilor teleinformaticii, iniţial cu debite mici: acces la

baze de date, telefacturări, mesagerie etc. Cele mai recente servicii sunt cele

aparţinând video-comunicaţiilor, numite chiar comunicaţii de bandă largă:

televiziune stereo de înaltă fidelitate, video-conferinţa, telecopia color, videofonie

mobilă etc.

Odată cu apariţia, dezvoltarea şi diversificarea noilor servicii a avut loc şi

transformarea clasicei reţele telefonie proiectată pentru transmiterea semnalelor

analogice vocale într-o Reţea Numerică cu Integrarea Serviciilor, RNIS (ISDN în

18

terminologia engleză - Integrated Services Digital Network), adaptată pentru

transmisii numerice. Iniţial, prin introducerea comutaţiei numerice în serviciul

public, RNIS a fost concepută ca o extensie a reţelei telefonice clasice (RNIS de

bandă îngustă), folosindu-se canalul numeric la 64 kbit/s şi liniile existente ale -

abonaţilor, cu conductori de cupru. Dezvoltările ulterioare, vizând video -

comunicaţiile şi racordarea terminalelor cu fibră optică, conduc spre B-RNIS (reţea

de bandă largă). Strategiile de dezvoltare sunt departe de a fi precizate deoarece pe

de o parte cererea pentru noile servicii este necunoscută, iar pe de alta este încă

incert raportul de forţe între operatorii serviciilor, industria informatică şi

constructorii de terminale.

Majoritatea reţelelor de telecomunicaţii aflate în prezent în serviciu au

proprietatea de a fi reţele specializate, acest fapt datorându-se mai ales limitărilor

tehnologice care au condus la conceperea reţelelor cu destinaţie precisă. Au apărut

astfel:

reţele telex - care transportă mesaje prin intermediul unor caractere codate

pe 5 biţi (codul Baudot); viteza de transmisie este foarte scăzută (sub 300 bit/s),

fiind limitată în special de calitatea mediului de transmisie;

reţelele telefonice clasice - care oferă ca principal serviciu convorbirea în

doi; având o lărgime de bandă scăzută (aproximativ 4 kHz) acestea pot suporta

transmisia de date la viteze reduse (şi aceasta cu ajutorul MODEM-

urilor);

reţelele publice de comutaţie de pachete - care transportă date în

conformitate cu protocolul X.25;

reţele de comunicaţii (cu) mobile - a căror evoluţie este controlată de

standardul GSM (Global System for Mobile Communications), dar şi de extensia

acestuia: PCN (Personal Communications Network). Aceste reţele suportă atât

semnale vocale cât şi date şi oferă conexiuni cu reţelele fixe învecinate;

reţelele Private pentru Radio mobile, PMR - destinate serviciilor de

urgenţă, unităţilor publice ce deţin parcuri auto etc.;

19

reţelele de televiziune - conectate prin legături radio sau prin cabluri

coaxiale.

reţelele private de calculatoare - numite LAN-uri (Local Area Network).

Din această categorie cele mai cunoscute sunt reţelele de tip: Ethernet, Token Bus

şi Token Ring.

Fiind proiectate pentru aplicaţii particulare, oricare dintre aceste tipuri de

reţele nu poate acoperi întreaga gamă de servicii. Astfel, de exemplu la reţelele de

televiziune prin cablu, în general, nu se pot conecta terminale telefonice, iar prin

centralele telefonice nu se pot comuta semnale video. Aceeaşi deficienţă o întâlnim

şi în reţelele de comutaţie de pachete unde, datorită întârzierilor prea mari şi a

jitter-elor ce le însoţesc, nu se pot realiza comunicaţii în timp real.

Confruntate, pe de o parte, cu apariţia noilor tipuri de servicii şi, pe de alta,

cu continua creştere a cererilor de servicii, aceste reţele îşi dezvăluie în prezent

dezavantaje majore, cum sunt următoarele:

Dependenţa de serviciu: sunt proiectate pentru a satisface un anumit tip de

serviciu. Dar ele pot în cazuri restrânse să se adapteze şi altor servicii, prin

utilizarea unor echipamente suplimentare. Este cazul reţelei publice de centrale

telefonice, care poate transporta şi date, dar la viteze scăzute şi utilizând MODEM-

uri.

Inflexibilitate: evoluţia algoritmilor de codare a semnalelor audio şi video,

susţinute de progresele în tehnologia VLSI (Very Large Scale Integration)

influenţează debitul binar cerut de un anumit tip de serviciu.

Adaptarea reţelelor în discuţie la noile caracteristici impuse de servicii vechi

sau noi este dificilă. De exemplu, semnalele vocale pot fi deja codate la rate de 32

kbit/sec (ADPCM - Adaptiv Differential PCM), de 16 kbit/sec (DM -Delta

Modulation), de 13 kbit/sec (în reţelele mobile) şi de 8 kbit/sec (tehnica

algoritmilor predictivi - adaptivi). Pentru acestea, actualele sisteme de transmisie şi

de comutaţie ce oferă 64 Kbit/sec pentru un canal vocal trebuie adaptate sau vor

utiliza ineficient resursele interne.

20

Ineficienţă (extrinsecă): luând în considerare întregul ansamblu de reţele,

resursele ce-i aparţin sunt utilizate ineficient. De exemplu, perioadele de vârf în

reţeaua telefonică sunt cuprinse între orele 8 şi 17, pe când reţeaua de televiziune

este utilizată la vârf în orele de seară. Cum partajarea resurselor este imposibilă,

fiecare reţea trebuie dimensionată pentru vârful de trafic al serviciului ce-l

deserveşte.

În prezent, urmare a progreselor tehnice şi tehnologice, acest mod de

proiectare a reţelelor a fost abandonat. Astfel, noile realizări în domeniu se bazează

pe conceptul de reţea unică independentă de serviciu numit B-ISDN (Broadband -

Integrated Services Digital Networks). El evită dezavantajele prezentate anterior,

oferind: flexibilitate la modificări de caracteristici ale serviciilor deja existente sau

la incorporarea de noi servicii, eficienţă în utilizarea în comun a resurselor de către

toate serviciile şi economie, cheltuielile de proiectare, producere, operare şi

întreţinere a unei unice reţele fiind mai mici decât în situaţia mai multor tipuri de

reţele specializate.

Datorită investiţiilor masive ce sunt implicate, trecerea de la o reţea globală

eterogenă la una omogenă se va face treptat. Un posibil scenariu al acestei viitoare

evoluţii este oferit în figura 1.3.

În general, abonaţii rezidenţiali şi cei din sectorul economic vor utiliza,

iniţial, servicii distincte. Apoi abonaţilor rezidenţiali li se vor oferi noi servicii

video de bandă îngustă, înainte ca tehnicile digitale să introducă procesarea digitală

în terminalul video şi transmisia digitală a informaţiei video până la utilizator.

Simultan, în reţeaua telefonică se vor introduce treptat echipamente ISDN, inclusiv

videofoane de viteză joasă. Următorul pas va fi distribuţia digitală generalizată a

semnalelor TV, rezultând în final reţeaua IBCN (Integrated Broadband

Comunication Network = B-ISDN). Pentru abonaţii din sectorul economic, prima

etapă a integrării o va constitui trecerea la N-ISDN (Narrow ISDN) pentru toate

serviciile de debit binar scăzut, incluzând semnale vocale, date, facsimile şi

videofon de viteză joasă. Liniile digitale ce vor fi dezvoltate vor conduce la

21

integrarea tuturor serviciilor interactive de mare viteză. Reţeaua finală va suporta

toate tipurile de servicii, interactive, distributive şi de orice altă natură.

Figura 1.3 Integrarea serviciilor interactive şi distribuite

Caracteristica principală a noilor servicii oferite de reţelele de bandă largă

este aceea de a utiliza simultan mai multe suporturi de transmisie a informaţiei.

Aceste media sunt legate, pe de-o parte, de operatorul uman prin organele sale de

percepţie externă (auzul, văzul în special şi pipăitul în mai mică măsură), iar pe de

22

altă parte, de maşini, pentru care informaţia se prezintă sub formă de date. Aceste

transferuri de informaţie provin din activităţile de comunicare cu sine (prin note

personale înscrise într-un memorator sau agendă), comunicarea cu altcineva (prin

legături punct la punct, punct-multipunct, unilaterale, bilaterale, multipunct tip

teleconferinţă) sau comunicarea om-maşină (desfăşurată local sau distant prin

intermediul limbajelor de programare).

Pentru a oferi un cadru cât mai propice desfăşurării acestor comunicaţii,

noile reţele de telecomunicaţii pun la dispoziţia utilizatorilor diverse servicii ce se

adresează atât mediului profesional, cât şi publicului larg. Dintre acestea, sunt

enumerate în continuare cele mai semnificative servicii:

Videofonia este o comunicare audio-vizuală de tip "punct la punct", cu

formatul recomandat prin avizul Q.CIF (144 de linii a câte 176 pixeli).

Videoconferinţa este o comunicare de tip "multipunct", care utilizează

microcalculatoare multimedia (tehnica multitasking permite ca ferestrele deschise

ale sesiunii de lucru să conţină atât imaginile interlocutorilor cât şi aplicaţiile în

curs de desfăşurare). Prin intermediul ei, se pot realiza activităţi colective în

condiţiile diminuării deplasărilor de la locul de muncă.

Teleînvăţământul este o comunicare, în general "punct-multipunct", prin

care procesul instructiv-educativ se desfăşoară prin intermediul reţelei de

telecomunicaţii. Dacă materialul de însuşit a fost în prealabil sistematizat şi stocat

într-un fişier text, iar apoi preluat de cel interesat în a-l studia, vorbim despre un

teleînvăţământ individual. Dacă materialul este expus simultan în diferite incinte,

mai mult sau mai puţin apropiate în spaţiu, de însuşi cadrul didactic, vorbim despre

un teleînvăţământ cu predare colectivă. El poate fi bidirecţional, dacă auditoriul

are posibilitatea tehnică de a interveni sau unidirecţional, în caz contrar. A treia

variantă posibilă este cea a teleînvăţământului individual interactiv, în acest caz,

prin legături audio-vizuale bidirecţionale, profesorul poate să controleze şi să

îndrume procesul de însuşire de către elev a materialului propus, iar elevul să ceară

lămuriri suplimentare ori de câte ori acestea îi sunt necesare.

23

Din punct de vedere tehnic, pentru videofonia pe staţii de lucru din reţele

locale se pot utiliza codec-uri ce lucrează la un debit de 1,5 Mbit/sec, iar pentru

aplicaţiile ce impun o înaltă definiţie a imaginii (armată, medicină, etc.) debitul

necesar este de 34 Mbit/sec. Cheltuielile relativ ridicate, cerute de achiziţionarea

unor instalaţii ce permit astfel de servicii (în special ultimele două soluţii) sunt

compensate de avantajele oferite, cum ar fi:

- reducerea eforturilor de organizare a acestui gen de activitate (care necesită

în varianta "clasică" închirieri de spaţii, angajări suplimentare de personal

didactic, pierderi de timp şi cheltuieli generate de transportul persoanelor,

cazarea lor etc.).

- personalizarea procesului de învăţământ, generată de un contact mult mai

direct între elev şi profesor, ce conduce la creşterea randamentului individual de

acumulare de cunoştinţe precum şi a capacităţii de a le utiliza în procesele de

gândire ulterioare.

- activităţile de confirmare a rezultatelor teoretice devin mult mai puţin

costisitoare deoarece lucrările practice sunt simulate pe calculator. Cu ajutorul

acestora, experienţele pot fi repetate fără a se consuma materiale, în plus, vitezele

proceselor pot fi modificate după necesităţi pentru a veni în sprijinul înţelegerii lor.

Cinematograful viitorului este o aplicaţie pur profesională ce şi-a propus

(de exemplu proiectul Pacific Bell) să conecteze studiourile, arhivele şi sălile de

proiecţie printr-o reţea complexă de comutatoare ATM legate prin fibre optice.

Filmele produse în studiouri vor fi codate numeric (ia un debit de 45 Mbit/sec) şi

stocate în arhive. De aici, ele vor fi distribuite printr-o comutaţie multidestinatar

către sălile de proiecţie.

Calculul cooperant (paralel) presupune distribuirea unei activităţi de

complexitate sporită (cum este de exemplu calculul matriceal) unui ansamblu de

sisteme informaţionale. Această conlucrare sporeşte puterea de calcul disponibilă

şi îmbunătăţeşte gradul de utilizare a maşinilor puternice (ele pot fi închiriate în

afara programului normal de lucru, de către utilizatori externi). Arhitectura

24

utilizată frecvent în stabilirea unei cooperări este de tipul client-server. Acest gen

de configurare necesită debite medii (între sute de Kbit/sec şi câţiva Mbit/sec) şi

timpi de tranzit limitaţi de păstrarea sincronismului între procese. Reţelele de

bandă largă, prin performanţele lor, vor permite astfel de cooperări între maşini

situate la mari distanţe.

Difuzarea directă a imaginilor preluate de la satelit este o aplicaţie militară

prin care acest gen de informaţie este transmisă către centrele de prelucrare

numerică ce o distribuie apoi bazelor militare interesate. Utilizarea unei reţele

numerice de bandă largă va evita căile înmagazinării pe suporturi magnetice ce

sunt colportate prin poşta terestră sau aeriană.

Teleprogramarea sistemelor de luptă este tot o aplicaţie militară. Ea

presupune că ordinatorul de ghidare încorporat în sistem primeşte datele ţintei

printr-o legătură de bandă largă. Se înlocuieşte astfel metoda "clasică" în care

datele sunt transferate în "module de transferare a parametrilor" la centrul de

comandă şi apoi transportate pe căi convenţionale (terestre, aeriene, maritime) în

unităţile operaţionale unde se face încărcarea locală a ordinatoarelor de ghidare.

Televiziunea la cerere permite abonatului ca, eventual printr-o cale de bandă

îngustă, să selecţioneze emisiunile preferate. Sistemul poate fi dezvoltat astfel încât

utilizatorului să i se ofere posibilitatea de a "naviga" interactiv prin rubricile

acestuia şi de a-şi alege una din camerele de luat vederi prin care se face

înregistrarea.

Asistenţa rutieră va fi oferită conducătorilor de autovehicule prin

intermediul unui echipament mai mult sau mai puţin specializat. Acesta, pe baza

informaţiilor culese din reţeaua locală străbătută, îl va informa (eventual prin

sinteză numerică de voce) despre condiţiile de trafic, starea drumurilor,

disponibilitatea parcărilor, fenomenele meteorologice, atracţiile turistice, etc.

Aparatul va putea fi înzestrat şi cu funcţii inteligente cum ar fi selectarea rutei

optime de urmat în condiţiile informaţiilor culese din reţea.

25

Televânzări - cumpărările vor mijloci într-un mod rapid şi eficient

contactele dintre cumpărători şi vânzători. Clienţii vor putea consulta cataloagele

multimedia de la diverse magazine şi vor comanda produsele dorite. Acestea li se

vor livra ulterior printr-un serviciu corespunzător. Se reduc astfel cheltuielile legate

de închirierea de spaţii comerciale, numărul mare de personal angajat, deplasările

de la un magazin la altul etc.

Telechirurgia este o aplicaţie prin care intervenţiile chirurgicale se vor

controla de la distanţă prin intermediul unor roboţi specializaţi. Ea constituie

obiectul de studiu ai proiectului Master ce are ca principale sarcini: validarea

interfeţei om-maşină, metodele de pregătire a noilor chirurgi etc.

Teleasistenţa medicală permite atât accesul la informaţii medicale, cât şi

consultaţii medicale la distanţă. Pentru ca telediagnosticul să fie cât mai corect,

conexiunea mod videofonic utilizată trebuie să fie de calitate.

Telesupravegherea este necesară atunci când se doreşte ca, dintr-un punct

de control, să se urmărească activităţile ce se desfăşoară în mai multe locuri.

Teleserviciul este o aplicaţie prin care anumiţi angajaţi nu mai sunt obligaţi

ca, pentru a-şi desfăşura serviciul, să se găsească în incinta întreprinderii.

Prin intermediul unor terminale multimedia ei se "conectează" la locul de muncă

prin reţeaua de bandă largă.

Recunoaşterea vocii va oferi posibilitatea unui dialog direct (din punctul

nostru de vedere) între om şi maşină. Pentru a oferi un caracter confidenţial acestor

comunicaţii, serviciul va trebui să fie înzestrat cu capacitatea de identificare audio

(şi nu numai) a interlocutorului.

Sinteza vocală după text are scopul de a degreva ochiul de sarcina atât de

obositoare a cititului. Luarea la cunoştinţă a unui material va fi transferată auzului,

mult mai eficient pentru această sarcină.

Urmarea firească a abundenţei de servicii ce se adresează diverselor organe

de percepţie umane o constituie terminalele multimedia. Ele presupun integrarea

într-un singur echipament a unui ansamblu de funcţii de comunicaţie ce în prezent

26

sunt îndeplinite, în majoritatea cazurilor, de aparate specializate: televizorul,

radioul, casetofonul, compact discul, microcalculatorul, telefonul etc.

Pe lângă gradul de integrare a serviciilor, terminalele multimedia mai sunt

caracterizate de:

- autonomie, exprimată prin intermediul portabilităţii şi a independenţei

faţă de infrastructura la care este conectat (exemple limită: ordinatorul de

birou şi telefonul celular portativ);

- dimensiuni, date de: volum, greutate, formă;

- preţ: stabileşte graniţa dintre aplicaţiile profesionale şi cele domestice.

Realizările din acest domeniu, aflate în fază experimentală sau comercială,

sunt deja numeroase. Dintre acestea, pot fi enumerate următoarele:

terminalul telefonic cu afişaj: permite o utilizare mult mai intuitivă a

aparatului;

terminalul videofonic: realizează o comunicare audio-vizuală;

echipament de teleconferinţă: oferă un mediu de comunicare audiovizuală

simultană între mai multe persoane fără a fi necesară întrunirea lor fizică;

staţia de lucru multimedia: reprezintă un sistem informaţional complex care

gestionează simultan mai multe procese ce au ca obiect: sunetul, imaginea (fixă sau

dinamică), fişiere locale sau distante, etc.;

terminal pentru domiciliu: este conceput pentru a îndeplinii funcţiile de:

receptor de la satelit sau din cablu al emisiunilor TV, monitor, teletext; este

înzestrat cu interfeţe pentru servicii suplimentare precum: interconectarea cu

microcalculatorul, interconectarea cu CD-ROM, jocuri etc.

În concluzie, se poate aprecia că prezentul este martorul maturizării unui

ansamblu de tehnici şi tehnologii care a condus la o schimbare fundamentală în

concepţia reţelelor de telecomunicaţii.

Oferind soluţii cu performanţe deosebite în condiţii financiare avantajoase,

devine posibilă aplicarea pe scară largă a acestor tehnici şi tehnologii, în aceste

condiţii, societatea omenească are posibilitatea de a intra în era informaţională, ale

27

cărei porţi sunt deja întredeschise. Acest salt evolutiv va antrena inevitabil

schimbări profunde în toate sectoarele: economic, social, politic şi cultural.

l .2 Structura şi funcţiile reţelei

În cadrul domeniului de telecomunicaţii sunt implicaţi mai mulţi participanţi

şi anume: utilizatori, operatori publici, furnizori de servicii, fabricanţi de

echipamente şi componente (hardware şi software), investitori, guvernanţi. Cum

utilizatorii de telecomunicaţii trebuie să plătească serviciile pentru a acoperi

costurile furnizorilor şi operatorilor, pentru achiziţie, instalare şi întreţinere, ei sunt

numiţi în mod curent abonaţi sau clienţi.

Reţeaua de telecomunicaţii, ca sistem global, participă activ la realizarea

schimbului informaţional ce este propriu unei comunicaţii, prin diversele sale

componente şi pe toată durata acesteia. În cele ce urmează, sunt prezentate

componentele tehnice ale reţelei, în ordinea în care ele se înlănţuie pe traseul între

corespondenţii unei comunicaţii. Se are în vedere că reţeaua actuală este instruită

pe suportul reţelei telefonice clasice şi în consecinţă serviciul telefonic este

considerat cu prioritate.

Fără a face vreo eroare, se poate considera că utilizatorii principali ai reţelei

sunt abonaţii telefonici. Ei reprezintă de fapt persoane fizice sau juridice care,

fiind conectate la reţea, pot beneficia pe baza unui abonament de serviciul

telefonic. Orice abonat care doreşte să stabilească o legătură telefonică iniţiază un

apel, care este oferit reţelei spre prelucrare. Abonatul care oferă apelul este abonat

chemător, adică sursă de apel. Apelul este totdeauna adresat unui alt abonat,

abonatul chemat, ce reprezintă de fapt destinaţia apelului. Dacă la sfârşitul

prelucrării apelului este atinsă destinaţia, atunci schimbul informaţional are loc, iar

apelul este satisfăcut. Apelul există deci în reţea pe toată durata sa de viaţă, care

cuprinde un interval de timp necesar stabilirii tuturor conexiunilor şi un altul

28

pentru schimbul efectiv de informaţii între cei doi corespondenţi.

Considerând, într-o perioadă de observaţie, toţi clienţii prezenţi în reţea, împreună

cu duratele de viaţă pentru apelurile lor, putem aprecia de fapt sarcina

(încărcarea) reţelei sau traficul oferit de clienţi (vezi anexa 5).

Figura 1.4 Ciclul traficului în reţeaua de telecomunicaţii

Traficul are un dublu statut în reţeaua de telecomunicaţii: este "produsul"

reţelei pentru că este oferit de abonaţi, dar este şi "materia primă" prelucrată în

resursele sale, pentru că este destinat abonaţilor şi trebuie îndrumat spre aceştia.

Utilizatorii reţelei nu sunt specializaţi pentru a avea o anumită poziţie într-un apel,

putând fi după caz chemători sau chemaţi, înseamnă că de fapt traficul parcurge în

reţea un ciclu (de viaţă): apelul este oferit de către abonatul chemător (un terminal

al reţelei), este prelucrat de resursele reţelei, fiind îndrumat spre abonatul chemat

(alt terminal al reţelei), ca apoi, să se încheie la sfârşitul schimbului de informaţii

efectuat între cei doi corespondenţi (figura 1.4).

Dacă ne referim doar la abonaţii telefonici, prelucrarea oricărui apel se face

în timp real, traficul neputând să fie stocat. Pentru alte servicii netelefonice se

acceptă însă o memorare a informaţiilor în diverse noduri ale reţelei, în cazul

indisponibilităţii resurselor pe rutele de interes în momentul prezentării.

Transmiterea informaţiilor spre destinaţii se va face pe măsura disponibilizării

resurselor, apărând astfel o anumită întârziere faţă de momentul emiterii lor de

29

către sursă; normele de calitate a serviciului impun însă anumite limite maximei

pentru aceste întârzieri.

Figura 1.5 Configuraţii de reţea: (a) plasă, (b) bus, (c) inel, (d) stea, (e) arbore.

Dacă o comunicaţie implică n utilizatori, atunci ar trebui să se prevadă o

structură de reţea care să-i lege pe fiecare cu toţi ceilalţi, ca în figura 1.5(a); s-ar

obţine astfel o reţea plasă, numită şi reţea cu interconectare totală.

Figura 1.6 Reţea cu comutaţie distribuită la terminale

30

Iniţial, primele reţele telefonice s-au construit cu interconectare totală,

funcţia de comutaţie fiind distribuită terminalelor, aşa cum este prezentat în figura

1.6. Prin comutaţie se definesc toate operaţiile de stabilire, la cerere, a legăturii

între două terminale diferite dintr-un grup.

Organizarea reţelei în maniera ilustrată în figura 1.6 conduce la realizarea

unui sistem cu comutaţie la terminal.

Acesta se regăseşte, în prezent, în aplicaţiile cu număr restrâns de utilizatori,

atunci când se doreşte un grad sporit de confidenţialitate şi de siguranţă în

funcţionare (cum sunt de exemplu reţelele inter-guvernamentale).

Într-o asemenea structură, pentru a interconecta n terminale, sunt necesare

un număr de (n - 1)⋅n puncte de conexiune şi un număr de ( )12/1 −⋅= nnN linii de

legătură, ce reprezintă atât mediile de comunicaţie, cât şi echipamentele de

transmisie aferente. Dacă n »1, atunci N este aproximativ proporţional cu n2. Acest

aranjament este utilizabil doar în cazuri speciale şi numai dacă n este mic şi liniile

sunt scurte, altfel el devine mult prea costisitor şi impracticabil.

APLICAŢIA 1.1

Să se calculeze valoarea totală a investiţiilor necesare realizării unui sistem

cu comutaţie la terminal, care să interconecteze 10 abonaţi, aflaţi la o distanţă

medie de 10 km unul de celălalt. Cât devine nivelul investiţiilor pentru 1000 de

abonaţi cu o linie medie de 3 km lungime? Se presupune că:

- liniile de legătură au un cost care este direct proporţional cu distanţa,

constanta de proporţionalitate fiind cL = 0,4 u.v/km (u, v = unitate valorică);

- o pereche transmiţător-receptor costă cTR = 100 u.v;

- costul unui comutator local este direct proporţional cu numărul de puncte

de conexiune, al căror preţ este cpcx = 20 u.v;

- un terminal telefonic costă ct = 15 u.v.

Pentru ca orice staţie utilizatoare dintr-un grup n să poată fi conectată cu

oricare alta într-un mod economic, soluţia ar fi realizarea unor structuri de reţea de

31

tip bus, figura 1.5(b), sau de tip inel, figura 1.5(c), prin legarea tuturor

utilizatorilor pe o linie comună. Asemenea structuri nu sunt însă convenabile

pentru nevoile telefoniei, deoarece ele pot asigura doar o singură legătură la un

moment dat, indiferent care este mărimea grupului de utilizatori racordaţi.

Structurile bus sau cele în inel sunt folosite cu succes în comunicaţiile de date, pe

distanţe scurte: reţele locale de date LAN. Avantajul în asemenea cazuri este că

informaţiile pot fi transmise pe circuitul comun la o rată mai mare decât cea oferită

de terminalele individuale. Dacă, în momentul în care un terminal doreşte să

transmită informaţii, linia comună este ocupată de către un alt client, atunci

mesajele sale sunt memorate, până la disponibilizarea liniei, şi transmise apoi cu o

viteză caracteristică liniei.

Cerinţele specifice comunicaţiei telefonice impun ca, la cerere, să se asigure

circuite bidirecţionale între oricare pereche de abonaţi dintr-un grup şi în mod

simultan pentru mai multe perechi. În consecinţă, fiecare abonat este legat printr-

un circuit propriu, linia abonatului, la un echipament central de comutaţie, care

este de fapt centrala telefonică. Centrala are rolul şi capacitatea necesară de a

conecta între ele liniile abonaţilor conform solicitărilor exprimate şi numai pe

durata strict necesară schimbului de informaţii (convorbire telefonică).

Configuraţia reţelei este în acest caz ca în figura 1.5(d) şi este denumită reţea în

stea (radială sau nodală). Numărul liniilor este acum N = n, pentru că reprezintă

chiar numărul liniilor de abonat, adică mult redus faţă de structura tip plasă, în

plus, toate operaţiile de comutaţie sunt executate acum în mod centralizat în cadrul

centralei, care fiind arhitectural şi funcţional nodul structurii este instalată, de

obicei, în centrul geografic al teritoriului deservit. În consecinţă se obţine

reducerea funcţiilor pentru terminalul utilizatorului şi scăderea costului acestuia.

Se poate imagina că echipamentul centralei are forma simplificată prezentată

în figura 1.7, care permite realizarea simultană a n/2 = 3 conexiuni, prin

intermediul unui număr L = 3 linii de legături interne (cordoane de convorbire,

link-uri). Pentru stabilirea unei legături între două terminalei oarecare, este

32

necesar să se acţioneze asupra punctelor de conexiunea corespunzătoare lor şi care

aparţin aceluiaşi cordon. Rezultă că echipamentul de comutaţie dispune de n x L =

n2/2 puncte de conexiune. Însă experienţa practică a dovedit că numărul mediu de

conexiuni solicitate simultan nu depăşeşte 0,2 ⋅ n nici chiar în perioadele de cerere

maximă, în consecinţă, ar fi posibilă reducerea punctelor de conexiune din câmpul

de comutaţie. Însă în acest caz există riscul apariţiei fenomenului de blocare, atunci

când cererea reală de conexiuni simultane depăşeşte prevederea iniţială. Dacă s-ar

stabili în general că numărul cordoanelor de convorbire este L = 0,2⋅n, atunci

numărul punctelor de conexiune necesar ar fi N = 0,2⋅n2, ceea ce constituie o

reducere cu aproximativ 60% faţă de cazul precedent, dar structura ar prezenta cu

siguranţă o anumită probabilitate de blocare.

Figura 1.7 Exemplu de comutaţie centralizată fără blocare

Pe măsură ce aria geografică acoperită de o reţea cu structură în stea creşte

împreună cu numărul abonaţilor distribuiţi în zonă, se obţine şi o sporire

corespunzătoare a costului total al reţelei. Cum de regulă centrala se dispune în

centrul de greutate al zonei deservite de ea, stabilit în raport cu numărul abonaţilor,

se poate minimiza lungimea medie a liniei de abonat şi implicit costul acesteia.

Rentabilizarea unei reţele cu nod central, ce utilizează linii lungi, se

realizează adoptând, de la caz la caz, variantele prezentate în figura 1.8. Aceste

fante sunt:

33

Figura 1.8 Variante de conectare a terminalelor la nodul central: T - terminal, CD

- concentrator distant, MUX/DMUX - muitiplexor/demultiplexor

- cuplarea a două terminale, prin conectarea lor în paralel la o unică linie de

legătură cu nodul central, în acest caz terminalele nu pot dispune simultan de

serviciul telefonic, ceea ce reprezintă o reducere substanţială a calităţii serviciului

la abonat.

- multiplexarea căilor (canalelor) în frecvenţă, prin sistem de curenţi

purtători, sau în timp, prin întreţesere de eşantioane, ceea ce a făcut posibilă

reducerea costului de instalare a liniilor lungi şi creşterea eficienţei în utilizarea

cablurilor deja existente. Calitatea serviciului nu este influenţată, toţi abonaţii

multiplexaţi putând simultan apela prin centrala proprie de racordare. Creşte gradul

de utilizare al cablurilor de legătură cu centrala (existând mai mulţi abonaţi pe o

linie), dar prin adăugare de echipamente suplimentare (multiplexoare şi

comutatoare), ceea ce produce o creştere a costurilor de instalare şi întreţinere.

- concentrarea mai multor abonaţi distanţi şi aflaţi într-o zonă de mare

densitate într-o subunitate de comutaţie distantă, care este legată la unitatea

centrală printr-un număr de circuite mai mic decât numărul abonaţilor distanţi.

Şi în acest caz, calitatea servirii abonaţilor este diminuată faţă de situaţia

conectării lor directe la centrală, dar soluţia reprezintă un compromis între calitate

şi eficienţă, în situaţiile în care cererile de instalări de noi posturi depăşesc

posibilităţile existente ale cablurilor urbane. Un sistem care foloseşte pe scară largă

34

unităţi de comutaţie distantă se numeşte sistem cu comutaţie distribuită. Avantajul

principal al comutaţiei distribuite este de natură economică. Dacă terminalele

prezintă un grad de utilizare înalt sau dacă numărul terminalelor conectate la un

trunchi de servire este redus, atunci descentralizarea comutaţiei nu se recomandă.

În schimb, în cazul unor suprafeţe geografice întinse, un compromis între

comutaţie şi transmisie este de dorit; el se realizează prin împărţirea suprafeţei de

acoperit în sectoare deservite de entităţi de comutaţie locale, interconectate prin

linii de transmisiuni, joncţiuni. Astfel media lungimii liniei de abonat, deci şi

costul global al reţelei de abonat, scade odată cu creşterea numărului de centrale.

Figura 1.9 Variaţia costului reţelei urbane cu numărul centralelor

Se defineşte reţeaua de abonat ca fiind ansamblul tuturor liniilor care îi

leagă pe abonaţi de centralele lor (centrale de abonat sau centrale de oficiu urban).

Nu trebuie însă neglijat faptul că odată cu creşterea numărului de centrale, apare pe

ansamblul reţelei şi o creştere a costului echipamentului de comutaţie. Trebuie

observată în acest sens variaţia cu numărul centralelor de oficiu din teritoriu a

tuturor elementelor de cost aferente unei reţele urbane (figura 1.9).

Dacă o zonă este servită de câteva centrale, abonaţilor nu li se limitează

accesul între ei, conexiunile putând să se facă între oricare pereche de abonaţi din

zonă, indiferent la care centrale sunt racordaţi fiecare. Această posibilitate există

deoarece sunt prevăzute circuite între centrale, numite circuite de joncţiune

(joncţiuni); ele formează o reţea de joncţiuni.

35

Dacă asemenea joncţiuni sunt prevăzute între toate centralele, atunci reţeaua

de joncţiuni are structură plasă (cu interconectare totală), ca în figura 1.5(a). Cum

costul joncţiunilor este ridicat, nu este economică această variantă. Este mai

convenabil ca anumite legături între centrale să nu se facă direct, ci prin

intermediul unui alt centru de comutaţie, numit centru de tranzit sau centru

tandem. În consecinţă, reţeaua de joncţiuni capătă o configuraţie în stea (radială

sau nodală), ca în figura 1.5(d). Un centru de tranzit comută în mod exclusiv doar

joncţiuni ale altor centrale, care pot fi de abonat sau de tranzit, deci nu există

abonaţi racordaţi direct la el.

În practică, joncţiunile directe între două centrale locale (urbane, cu abonaţi)

se dovedesc economice atunci când există un interes sporit de comunicare între

abonaţii lor, materializat printr-un mare volum de trafic, sau când distanţa dintre

centrale este mică, ceea ce conduce la obţinerea unor costuri mici de transmisie, în

toate celelalte situaţii este mai ieftină îndrumarea traficului prin centrul de tranzit.

Figura 1.10 Structură mixtă a reţelei de joncţiuni

Înseamnă că reţeaua de joncţiuni a unei zone cu multe centrale se prezintă

într-o configuraţie mixtă, ca în figura 1.10, adică: o configuraţie stea pentru că

toate centrele locale sunt legate radial la centre tandem (unele la T1 şi altele la T2)

şi o configuraţie plasă pentru că anumite centre locale sunt direct legate între ele (o

plasă cu A, B, C şi D şi un fascicul direct între E şi F). În acest fel se realizează şi o

ierarhizare între centrele de comutaţie folosite în reţea: nivelul inferior care

36

asigură comutarea liniilor de legătură cu terminalele reţelei (centrala telefonică de

racordare - abonaţii proprii) şi nivelul superior care asigură comutarea joncţiunilor

(centrale de tranzit - centrale locale).

Structura mixtă a reţelei ierarhizate permite realizarea automată a unei rutări

(îndrumări) alternative, AAR (Automatic Alternative Routing): dacă centrala de

origine nu depistează un circuit direct liber către centrala de destinaţie, atunci în

mod automat apelul este îndrumat spre centrul ierarhic superior (de tranzit).

Indisponibilitatea circuitelor directe poate fi cauzată de o întrerupere fizică

(deranjament) sau de starea lor de ocupare în apeluri anterioare şi care sunt în curs

de desfăşurare. Înseamnă că practic se poate recurge la o structură ca cea

reprezentată în figura 1.11:

- pe rutele directe între centrele locale se vor instala un număr relativ mic de

joncţiuni, care se vor folosi în regim de utilizare maximă (maxim 10% pierderi de

trafic);

- tronsoanele de joncţiuni spre centrele de tranzit vor prelua vârfurile de

trafic oferit pe rutele directe şi respinse de joncţiunile acestora (trafic de revărsare)

asigurând îndrumarea lor spre destinaţiile cuvenite, cu un procent mic de pierderi

(maxim 1%).

În timp ce joncţiunile directe sunt folosite exclusiv de centrele de comutaţie

aflate la extremităţile lor, adică pot fi considerate ca resurse individuale pentru

aceste centrale, joncţiunile de la/spre centrele tandem sunt resurse comune folosite

pentru îndrumarea apelurilor oferite/destinate tuturor centrelor locale din zonă.

Ruta de îndrumare via centrul de tranzit este o cale finală pentru orice destinaţie,

chiar unică pentru unele destinaţii (de exemplu pentru centrala B din figura 1.11).

Trebuie precizat că în schema din figura 1.11 este marcat sensul de scurgere doar

pentru fluxurile de trafic oferite de centrala A şi destinate tuturor celorlalte

centrale.

37

Figura 1.11 Rutare alternativă în reţea ierarhizată

Abonaţii doresc de regulă să comunice şi cu persoane din alte localităţi din

ţara lor sau chiar din alte ţări. Pentru a permite realizarea unor asemene conexiuni,

diferitele zone geografice sunt interconectate prin circuite de lungă distanţă, care

constituie reţeaua interurbană de joncţiuni, numită şi reţea de trunchiuri (trunk

network sau toll network), pentru conexiunile dintre oraşele aceleiaşi ţări, şi

respectiv reţeaua internaţională, pentru conexiunile între state diferite. În unele

oraşe mari, acolo unde volumele de trafic de intercomunicaţie relative la

destinaţiile externe au valori importante există centre de tranzit distincte pentru

relaţiile urbane şi pentru cele interurbane.

Pentru reţelele naţionale, suficient de mari sau cu posibilităţi evidente de

extensie, CCITT a recomandat o structură ierarhizată, cu 3 niveluri de centre de

tranzit. Configuraţia este de tip stea la nivelurile inferioare (2 şi 3) şi de tip plasă la

nivelul superior (1).

România a adoptat o asemenea structură pentru reţeaua telefonică naţională

publică comutată, RTPC; în consecinţă ea se prezintă ca în figura 1.12 şi conţine:

38

reţea urbană (locală) - conectează în mod direct abonaţii la centralele lor

proprii (numite în terminologia românească centrale de oficiu urban sau centrale

telefonice de abonaţi). Pentru această reţea se mai foloseşte şi denumirea de reţea

de distribuţie a abonaţilor sau reţea de acces al abonaţilor.

Figura 1.12 Reţea ierarhizată de joncţiuni conform recomandărilor CCITT

reţea de joncţiuni urbane - conectează centralele urbane între ele sau cu

centrele urbane de tranzit.

reţea de joncţiuni interurbane - conectează între ele centralele de tranzit.

Din punct de vedere administrativ în România există următoarele categorii de

centre de tranzit:

centre de grup - CG - funcţionează ca centre de tranzit primar şi sunt

instalate în marea majoritate a oraşelor tării; la ele se leagă în mod direct centrele

urbane pentru relaţii de comunicare interurbană;

39

centre de distribuţie - CD - structurate ca centre de tranzit secundar

la care sunt conectate centre de grup şi anumite centre urbane, aflate în imediata

lor apropiere; ele există şi funcţionează în toate oraşele care sunt capitale de judeţ.

centre de zonă - CZ - în 8 oraşe mari ale tării, legate toate între ele şi

de asemenea cu centrul de tranzit internaţional. La fiecare centru de zonă (de

tranzit terţiar) sunt racordate radial anumite centre secundare, conform geografiei

locale şi al interesului de comunicaţie între acestea.

Deasupra acestei ierarhii naţionale se află reţeaua internaţională, în cadrul

căreia cele 3 niveluri ierarhice se repetă, CT1 fiind un centru de tranzit

internaţional de cel mai înalt nivel. În această ierarhie, România apare printr-un

CT2 instalat în Bucureşti.

Trebuie precizat că pe lângă reţeaua telefonică publică, anumiţi abonaţi au şi

linii interne de comunicaţie, folosite ca extensii ale reţelei publice. Acestea aparţin

unor centrale particulare, PABX (Private Automatic Branch Exchange), cu utilizare

proprie în incinta unei întreprinderi, reşedinţă, hotel, universitate etc. dar conectată

prin una sau mai multe joncţiuni la o centrală publică. În mod similar, pentru

comunicaţiile de date, o LAN este conectată la reţeaua publică pentru a putea avea

acces cu altele asemenea ei.

Din această scurtă prezentare concluzia care se desprinde este că reţeaua de

telecomunicaţii conţine:

Terminale - aflate în dotarea utilizatorilor şi având structuri şi funcţii

adecvate serviciilor oferite de reţea şi la care ele au acces;

Centre de comutaţie - care asigură comutarea între toate categoriile de linii

ce sunt conectate la ele (de abonaţi şi/sau de joncţiuni urbane, interurbane sau

internaţionale) şi care sunt numite în mod generic noduri ale reţelei. Ele constituie

partea inteligentă a reţelei de telecomunicaţii, deoarece prin logica lor internă şi

folosind conţinutul informaţiilor oferite de sursele de apeluri sunt capabile să ia

decizii de îndrumare a apelurilor spre destinaţiile lor.

40

Circuite (fizice) de legături folosite pentru transmiterea semnalelor electrice

între terminale şi noduri sau numai între noduri. Aceste circuite sunt:

- linii de abonat - care leagă terminalele abonaţilor la centrele proprii de

racordare şi care constituie reţeaua de acces (reţea de abonat)

- joncţiuni (numite şi trunchiuri") - care leagă nodurile între ele (conform

structurii reţelei) şi care formează reţeaua de intercomunicaţii (reţeaua de

joncţiuni).

Toate acestea constituie împreună mediile de transmisie, realizate fizic prin

linii bifilare cu conductori de cupru, cabluri torsadate, cabluri coaxiale, fibră

optică, canale radio etc. Reţeaua de acces şi reţeaua de joncţiuni pot fi grupate în

ceea ce se numeşte în mod curent reţeaua propriu-zisă, care reprezintă

componentul cel mai larg şi mai greu de întreţinut al reţelei de telecomunicaţii,

datorită multitudinii circuitelor sale şi al lungimii acestora, precum şi al diversităţii

manierelor de transmisie.

Centre de transmisiuni care asigură: separarea căilor de transmisie pe

direcţii, prelucrarea semnalelor într-o formă adecvată mediului de transmisie,

transmiterea lor conform standardelor în vigoare, recepţia şi refacerea semnalelor

pentru a putea fi utilizate de abonat în condiţii de calitate satisfăcătoare.

Comutaţia este activitatea prin care, pe baza selecţiei traseelor din reţelele

de telecomunicaţii, mesajele sunt direcţionale şi apoi transmise către staţiile sau

terminalele utilizatorilor specificaţi. Pentru ca această activitate să se poată

desfăşura de-a lungul întregii reţele, în condiţii perfecte de funcţionare şi de

calitate a serviciilor, este necesară existenţa unei activităţi complementare de

schimbare de mesaje de comandă şi control între noduri şi terminale/noduri,

numită semnalizare. Semnalizarea are loc în mod obligatoriu pentru a pregăti

conexiunile propriu-zise, dar se referă în egală măsură şi la supravegherea

conexiunilor deja realizate, pentru menţinerea lor corespunzător necesităţilor.

În concluzie trebuie observat că în cadrul sistemului global al reţelei de

telecomunicaţii funcţionează într-o cooperare perfectă:

41

sisteme de comutaţie,

sisteme de transmisiuni,

sisteme de semnalizare,

îndeplinind împreună funcţiile reţelei, care în principal sunt următoarele:

A. interconectarea abonaţilor, cu asigurarea suportului de comunicare şi a

transmiterii semnalelor de convorbire;

B. semnalizarea între abonaţi şi centrala proprie de racordare şi între toate

centrele de comutaţie implicate în acelaşi apel, în vederea pregătirii, realizării,

menţinerii şi în final a eliberării conexiunilor;

C. exploatarea reţelei, ceea ce presupune un schimb de informaţii şi de

comenzi referitoare la superviziunea nodurilor şi a arterelor de transmisiuni,

colectarea datelor şi observaţiilor de trafic etc., în vederea asigurării unei bune

funcţionări a reţelei în ansamblul ei.

Structurile şi principiile de funcţionare ale sistemelor componente ale reţelei

au evoluat de-a lungul anilor, pe măsura progreselor componentelor şi tehnicilor

electronice, în lucrarea de faţă sunt prezentate tehnicile şi sistemele de comutaţie la

nivelul lor actual.

l .3 Reglementări - standarde

Desfăşurarea unei activităţi normale în cadrul reţelei internaţionale este

condiţionată de cooperarea tuturor ţărilor implicate în ceea ce priveşte proiectarea,

instalarea şi operarea instalaţiilor. De-a lungul anilor toate acestea nu au fost

posibile decât printr-o standardizare minuţios elaborată de către organisme

internaţionale. Încă din 1865 a luat fiinţă Uniunea Internaţională de

Telecomunicaţii, ITU (International Telecommunication Union), pentru a

reglementa accesul publicului la serviciul telegrafic internaţional. Dezvoltarea

serviciilor de telecomunicaţii a avut ca efect şi amplificarea activităţii ITU, prin

42

crearea unor comitete şi conferinţe de standardizare. Începând cu 1956

funcţionează două formaţiuni principale de lucru:

1. Pentru sectorul de comunicaţii pe fir: Comitetul Consultativ Internaţional

Telegrafie şi Telefonie, CCITT, care are ca obiectiv elaborarea de studii pentru

probleme tehnice, metode de operare şi stabilire de tarife pentru telefonie,

telegrafie şi comunicaţii de date;

2. Pentru sectorul de radiocomunicaţii: Comitetul Consultativ Internaţional

Radiocomunicaţii, CCIR, dedicat studiilor tehnice şi operative relative la

comunicaţiile radio, inclusiv cele punct-la-punct, la serviciile radio-mobile şi la

radiodifuziune. CCIR activează de asemenea în directă legătură cu Consiliul

Internaţional de Alocare a Frecvenţelor, IFRB (International Frequency

Registration Board), care reglementează asignarea frecvenţelor de emisie, astfel

încât să se prevină interferenţele între diferiţi utilizatori.

În 1993 are loc o reorganizare a ITU, care se prezintă acum cu un secretariat

general şi cu trei sectoare: ITU-T (telecomunicaţii), ITU-R (radiocomunicaţii) şi

ITU-D (dezvoltare). Funcţionarea se face prin largi grupe operative de studiu, care

ale căror recomandări sunt raportate periodic în sesiuni plenare, dar şi publicate

permanent, căpătând astfel un caracter de reglementare autorizată.

ITU-T a modificat strategia de elaborare a standardelor, în sensul că un

standard finalizat este imediat publicat în ediţie specială, spre deosebire de vechea

strategie CCITT care prevedea elaborarea ciclică, la 4 ani, a tuturor standardelor.

Noul stil de lucru are efecte importante asupra accelerării activităţii de informare a

membrilor ITU, a reducerii costurilor şi a diminuării procedurilor birocratice.

Teoretic cele trei organisme sectoriale elaborează recomandări pentru

comunicaţiile internaţionale. Dar un apel internaţional (o conexiune) implică şi

tronsoane din reţelele naţionale participante la comunicaţia respectivă (neapărat din

ţara de origine şi din cea de destinaţie). În consecinţă, standardele naţionale trebuie

să ţină seama de recomandările internaţionale şi să se adapteze acestora. O secţiune

naţională de reţea slab întreţinută sau defectuos dimensionată are implicaţii

43

dăunătoare asupra întregii comunicaţii internaţionale manifestate prin timp mare de

aşteptare înaintea stabilirii legăturii, erori de semnalizare, chiar imposibilitate de

stabilire a conexiunilor, audibilitate scăzută în timpul convorbirii etc.

În paralel cu ITU mai funcţionează în domeniul telecomunicaţiilor

următoarele organizaţii (regionale) de standardizare:

ISO - International Standards Organization,

ETSI - European Telecommunications Standards Institute,

IEEE - Institute of Electrical and Electronic Engineers,

ANSI - American National Standards Institute,

AFNOR - Association Francaise de Normalisation,

DIN - Deutsches Institut fur Normung,

BSI - British Standards Institution.

Activitatea acestora constituie un suport regional deosebit de util pe linia

reglementărilor internaţionale, oferind competenţa şi experienţa specialiştilor

locali, precum şi posibilitatea considerării unor numeroase condiţii naţionale

specifice.

1.4 Modelul de referinţă OSI

Complexitatea proiectării şi funcţionări oricărui sistem poate fi redusă

simţitor prin separarea acestuia în componente distincte, interoperaţionale, cărora li

se distribuie, în mod judicios, funcţiile ansamblului. Pornind de la acest prrincipiu,

ISO a propus modelul de referinţă OSI (Open Systems Interconnection),

pentru interconectarea sistemelor deschise (figura 1.13).

Fiecare sistem, fiind organizat pe niveluri, necesită un număr minim de

interfeţe de acces pentru propria lui funcţionare dar şi pentru conlucrarea cu alte

sisteme similare lui. De exemplu, nivelul n din sistemul k nu trebuie să cunoască

decât interfeţele de nivel n + 1 şi n-1 din propriul sistem, precum şi interfeţele

44

identice, de nivel n, din sistemele vecine k + 1 şi k - 1. Înseamnă că într-un sistem

global cu N straturi şi K sisteme, trebuie să fie definite doar N + K-1 protocoale: N

protocoale orizontale de nivel şi K-1 protocoale inter-sistem. Protocolul este

ansamblul regulilor pe care un proces trebuie să le respecte pentru o comunicare

printr-o interfaţă.

Figura 1.13 Structura stratificata OSI

Figura 1.14 Niveluri OSI

Arhitectura normalizată OSI conţine 7 niveluri (figura 1.14), dintre care 3

sunt niveluri de bază şi 4 sunt niveluri înalte, având următoarele funcţii principale:

45

1. Nivelul fizic - realizează interfaţa dintre sistem şi mediul de transmisie,

asigurând transmiterea, recepţia şi refacerea simbolurilor binare (releu de

simboluri). La acest nivel, unitatea informaţională de bază este bitul.

2. Nivelul legătură de date - asigură gestionarea cadrelor: detectarea şi

corectarea erorilor cu privire la denaturarea, pierderea sau duplicarea cadrelor

informaţionale.

3. Nivelul reţea - asigură dirijarea pachetelor între sursă şi destinaţie

rezolvând probleme de blocare a rutelor, fiabilitate a conexiunilor prin reţea

stabilire, menţinere şi eliberare a conexiunilor. Pentru optimizarea utilizării

resurselor de transmitere, setul de funcţii se poate suplimenta cu: multiplexarea de

pachete, controlul erorilor şi controlul de flux. Toate acestea ajută reducerea

pierderii pachetelor prin blocarea rutelor de transmisiuni.

4. Nivelul transport - controlul transportului informaţiilor "cap-la-cap" de-a

lungul reţelei. Prin operaţiunile de control se verifică dacă pachetele utilizatorilor

conectaţi la reţea au ajuns corect la destinaţie şi dacă mesajele au fost refăcute

integral din pachetele lor componente.

5. Nivelul sesiune - asigurarea cadrului necesar desfăşurării aplicaţiilor

repartizate mai multor sisteme, ocupându-se de activităţi precum: iniţializare

sincronizare, eliberare a conexiunii referitoare la sesiune.

6. Nivelul prezentare - "traducerea" (reprezentarea) informaţiei în

„limbajul” (sintaxa) utilizat de sisteme la nivel de aplicaţie. Această operaţie este

necesară deoarece modul de reprezentare a informaţiei poate să difere de la un tip

de sistem teleinformaţional la altul (de exemplu şirurile de caractere se pot

reprezenta în cod ASCII sau EBCDIC). Pe lângă reprezentare, acest nivel poate

îndeplini şi alte sarcini precum: compresia-decompresia datelor (pentru creşteri

eficienţei transmisiei), criptografierea (pentru confidenţialitate) etc.

7. Nivelul aplicaţie - achiziţia, prelucrarea, stocarea şi orice altă operaţie

care se axează, în special, pe latura semantică a informaţiei şi care este necesară

desfăşurării activităţilor distribuite, în care este antrenat sistemul. Prin intermediul

46

acestui nivel, utilizatorul are acces la aplicaţii ca: transferul de fişiere FTP (File

Transfer Protocol), poşta electronică (e-mail), terminal virtual etc.

În cadrul modelului OSI, activităţile se desfăşoară ierarhizat, fiecare nivel

oferind servicii nivelului superior. Pentru a permite descrierea funcţionării unei

astfel de organizări, modelul OSI este însoţit de un set de noţiuni, şi anume:

a) Entitatea este un element activ ce aparţine unui singur nivel. Ea poate fi

de natură logică (software), materială (hardware) sau mixtă. Numele entităţii

derivă din denumirea nivelului de care ea aparţine (entitate de aplicaţie, entitate de

prezentare etc.).

Entităţi din sisteme diferite, dar aflate pe acelaşi nivel şi care cooperează la

realizarea unei activităţi se numesc entităţi perechi. Comunicarea între acestea se

realizează pe bază de protocoale specializate pentru fiecare nivel în parte.

Entităţile aflate pe niveluri vecine în cadrul aceluiaşi sistem şi care

colaborează în vederea îndeplinirii unei activităţi se numesc entităţi vecine.

O entitate de serviciu poate oferi mai multe servicii (aşa numitele

operaţiuni elementare).

b) Sensul servirii este acelaşi pentru oricare pereche de nivele vecine, astfel

încât un nivel n, dacă desfăşoară un serviciu pentru nivelul n + 1 se numeşte

furnizor de serviciu, iar dacă foloseşte serviciile oferite de nivelul n - 1, se

numeşte utilizator de serviciu.

c) Serviciile sunt accesibile prin intermediul punctelor de acces la serviciu,

SAP (Service Acces Point). Fiecare SAP are o adresă unică. Dacă de exemplu

aplicăm noţiunea la un sistem telefonic, atunci SAP-urile corespund prizelor de

racordare a aparatelor telefonice, iar adresele SAP-urilor sunt numerele de telefon

ale acelor prize.

d) Servirea propriu-zisă se realizează printr-un schimb de informaţii între

entităţi vecine de nivel n + 1 şi n. Acest "dialog" se desfăşoară prin intermediul

unei interfeţe (conform figurii 1.15) şi respectă un anumit set de reguli (protocol

de interfaţă n + 1 → n). Notaţiile din figura 1.15 au următoarele semnificaţii:

47

Figura 1.15 Interconectarea a două unităţi vecine prin intermediul interfeţei

- SDU - Service Data Unit - conţine informaţia de transferat la entitatea

pereche de nivel n +1;

- ICI - Interface Control Information - conţine informaţii de control al

interfeţei prin care nivelurile îşi supraveghează reciproc acţiunile;

- IDU - Interface Data Unit - reprezintă o unitate de date a protocolului de

interfaţă n + 1→n;

- n-PDU - n-Protocol Data Unit - reprezintă o unitate de date a protocolului

de nivel n. Ea poate conţine, în câmpul SDU, informaţii de control necesare

desfăşurării protocolului sau date provenite de la nivelul superior. Deosebirea

dintre acestea se face pe baza informaţiei suplimentare, aflate în antetul H

(Header).

e) Pentru a controla un serviciu, entităţile dispun de un ansamblu de

primitive (operaţii) repartizate în mai multe clase. Modelul OSI foloseşte patru

clase de primitive, ale căror semnificaţii sunt date în tabelul 1.1.

f) Serviciile în care entităţile folosesc doar primitive de tipul REQUEST şi

INDICATION se numesc servicii fără confirmare. Serviciile în care se folosesc

toate tipurile de primitive se numesc servicii cu confirmare.

48

Tabelul 1.1 Semnificaţia primitivelor din modelul OSI

Primitiva Semnificaţia REQUEST O entitate de nivel n +1 cere unei entităţi vecine, de nivel n, un

serviciu pentru a realiza o activitate4 în cooperare cu o entitate pereche

INDICATION O entitate de nivel n semnalizează entităţii de nivel n + 1 un eveniment cauzat de entitatea pereche

RESPONSE O entitate de nivel n + 1 cere entităţii vecine, de nivel n, un serviciu pentru a răspunde la evenimentul cauzat de entitatea pereche

CONFIRM O entitate de nivel n semnalizează entităţii de nivel N + 1 răspunsul de confirmare al entităţii pereche

APLICAŢIA 1.2

Se consideră un model doar cu două niveluri în care s-au definit următoarele

primitive:

1) CONNECT.request - cerere de stabilire a unei conexiuni;

2) CONNECT.indication - semnalizare la partea chemată;

3) CONNECT.response - răspunsul de acceptare a conexiunii de către partea

chemată;

4) CONNECT.confirm - semnalizează la chemător răspunsul chematului.

5) DATA.request - cerere de trimitere a datelor;

6) DATA.indication - semnalizează sosirea datelor;

7) DISCONNECT.request - cerere de eliberare a conexiunii;

8) DISCONNECT.indication - semnalizare a cererii de eliberare.

Să se descrie, printr-o diagramă de timp, succesiunea evenimentelor ce

corespunde unei activităţi iniţiate de sistemul A şi:

i) acceptată de sistemul B, în care se realizează doar două transferuri de date

în ambele direcţii şi care este apoi sistat de sistemul A;

ii) respinsă de sistemul B.

49

Figura 1.17 Exemplu de evoluţie în timp a unei conexiuni acceptate

Indicaţie: vezi figura 1.17 (pentru simplificarea diagramei, aceasta nu conţine

denumirea explicită a primitivelor, ci doar numărul de ordine precizat în enunţ).

Modelul OSI este acceptat astăzi pe ansamblul reţelei de telecomunicaţii,

fiind folosit cu anumite modificări în structurile reţelelor ISDN şi B-ISDN.

Stratificarea pe cele 7 niveluri funcţionale este caracteristică tuturor sistemelor

reţelei, interconectarea acestora realizându-se ca în schema din figura 1.18.

Figura 1.18 Interconectarea a două unităţi vecine prin intermediul interfeţei

50

Se observă că există protocoale specifice fiecărui nivel şi că ele pot fi

grupate în:

• protocoale de transport: nivelurile 1 - 4,

• protocoale superioare: nivelurile 5-7,

sau în:

• protocoale de acces la reţea: niveluri 1-3,

• protocoale "cap-la-cap": niveluri 4 - 7.

Deoarece implementarea şi dezvoltarea generală a reţelelor de

telecomunicaţii, şi în particular a sistemelor de comutaţie (subiectul principal al

acestui material), au urmat o concepţie unitară, controlată de organismele

internaţionale de standardizare (CCITT şi apoi ITU), prezentarea şi analiza lor se

face de obicei pe baza conceptelor tradiţionale ale acestui domeniu. Din acest

motiv, prezentarea materialului în lucrarea de faţă se va baza, cu precădere, pe

acestea, fără însă a evita utilizarea modelului OSI, ori de câte ori va fi cazul.

1. 5 Planuri de numerotare

În momentul în care un abonat doreşte să apeleze un altul, el trebuie să

comunice centralei sale de racordare adresa chematului. Aceasta este fixată prin

planul de numerotare (pe scurt numerotare) stabilit de către operatorul reţelei.

Obiectivul principal al planului de numerotare este de a aloca un număr unic

fiecărui abonat conectat la reţea, astfel încât abonatul să poată fi identificat şi

localizat fără ambiguitate. Acest număr poartă numele de număr de apel, număr

de telefon sau număr al abonatului (subscriber number, numéro d'appel), fiind

propriu unui anumit abonat; pentru centrul de comutaţie el reprezintă comanda de

selecţie a unui apel. Pentru serviciul telefonic numerele de apel sunt în prezent

formate dintr-o secvenţă de cifre zecimale, dar unele reţele naţionale (de exemplu

SUA şi Marea Britanie) au folosit şi litere în structurarea adreselor telefonice. În

51

cazul altor servicii (cum este de exemplul poşta electronică) adresele abonaţilor

sunt formate din cifre, litere şi chiar caractere grafice.

Dezvoltarea actuală a telecomunicaţiilor şi introducerea liberalizării si

competiţiei au făcut ca importanţa numerotării să crească şi să fie pe deplin

recunoscută, trebuind să poată fi uşor de folosit de către orice utilizator al

diverselor servicii, să aibă un pronunţat caracter de stabilitate şi să nu conducă la

complicarea protocoalelor de comunicaţii între nodurile reţelei.

1.5.1 Numerotare - adresare - rutare

Numerotarea este foarte importantă pentru trei motive:

a) disponibilitatea numerelor şi flexibilitatea aranjamentelor de numerotare

poate avea efecte semnificative în competiţia dintre operatorii de reţea;

b) numerele pot avea valoare comercială sau socială, iar consecinţele

economice şi sociale ale schimbării unui număr pot fi considerabile;

c) structura şi conţinutul informaţional al numărului sunt factori de utilitate

generală în serviciile de telecomunicaţii ("număr" este exprimarea simplificată

folosită în locul "numărului de apel").

Cei mai mulţi oameni gândesc că numărul lor de telefon este un lucru care îi

reprezintă ca "persoană" fizică. De fapt, în cazul reţelei fixe numărul îl raportează

în mod direct sau indirect la linia lor conectată la o centrală, iar în cazul reţelei

mobile (radiocomunicaţii celulare) numărul se referă la echipamentul terminal

mobil. Relaţia directă sau indirectă între un număr şi linia abonatului într-o reţea

fixă depinde de tipul centralei la care abonatul este conectat.

În prezent, în marea majoritate a ţărilor, centralele folosite în reţele dispun

de blocuri de comandă care realizează memorarea numărului transmis de chemător

şi traducerea lui, după o logică internă, într-o "adresă" de destinaţie. Între

numărul abonatului şi această adresă există o legătură implicită, dar adresa nu este

52

şi nu trebuie în mod obligatoriu să fie cunoscută de abonat. Ea este un cod de

selecţie, adică o informaţie internă, pe care centrala o foloseşte pentru nevoile sale

de serviciu, pentru a accesa destinatarul fizic al apelului. Înseamnă că de fapt

cifrele numărului de apel sunt folosite în mod indirect în selectarea destinaţiei

apelului şi a drumului de acces până la destinatar.

În schimb, în vechile centrale pas-cu-pas (sistem Strowger) există o relaţie

directă între numărul abonatului, comanda selecţiei şi adresa liniei de destinaţie. În

situaţia acelor arhaice reţele, dotate cu asemenea echipamente de comutaţie, se

realiza de fapt o selecţie directă a chematului, fiecare rang de cifră din numărul de

apel avea un corespondent într-un anumit etaj de selecţie, iar valoarea cifrei

comanda în mod direct funcţionarea unui selector din acel etaj.

Trebuie precizat că, din punct de vedere teoretic şi practic, este necesară o

discuţie clară între numerotare, adresare şi rutare, datorită mai ales mediului OSI în

care se dezvoltă reţelele actuale.

În acest context, următoarele întrebări trebuie să-şi găsească răspunsurile:

Cine este utilizatorul destinatar (persoană / proces) ? Identificarea

destinatarului (end-user)

Unde este destinatarul ? Adresa destinatarului

Cum îndrumă reţeaua un mesaj până la destinaţie ? Informaţia de

rutare

În ceea ce priveşte identificarea utilizatorului destinatar, ea trebuie să fie

unică şi independentă de localizarea lui în teritoriu sau de serviciul folosit de el.

Adresa destinatorului este o referire geografică sau este legată de o reţea anume.

Dacă un utilizator este conectat în mai multe tipuri de reţele, atunci el va avea mai

multe adrese diferite, raportate fiecare unui anumit serviciu, accesat prin reţeaua

corespunzătoare: de exemplu una pentru telefon, alta pentru fax şi o a treia pentru

e-mail. Însă adresa nu indică în mod explicit maniera în care se ajunge la destinatar

de-a lungul reţelei. Pentru aceasta este nevoie de o informaţie specială de rutare,

53

conţinută în adresă în mod explicit (adrese fizice de noduri sau terminale) sau

implicit (adrese logice).

1.5.2 Sisteme de numerotare

În practica reţelelor de telecomunicaţii se cunosc două sisteme de

numerotare: sistemul deschis şi sistemul închis.

1.5.2.1 Sistemul deschis de numerotare

Acest sistem a fost caracteristic reţelelor echipate doar cu centrale pas-cu-

pas (fără registre) şi corespunzător lui, numerele de apel nu aveau o lungime fixă în

perimetrul aceleiaşi reţele.

Numărul de cifre transmise în aceste situaţii de un abonat chemător depindea

de numărul etajelor de comutaţie folosite în atingerea chematului. Înseamnă că,

aceeaşi destinaţie putea fi chemată prin numere de apel diferite, depinzând de

localizarea geografică a chemătorului, adică de traseul urmat de apel de-a lungul

reţelei.

În consecinţă, abonaţii trebuiau să cunoască bine topografia reţelei, pentru a

composta un număr suficient de cifre şi de o anumită calitate, pentru a avea

certitudinea că apelul lor este corect îndrumat şi servit. Abonaţii trebuiau să fie

instruiţi în acest sens şi în mod permanent pe măsură ce reţeaua se modifica sau se

dezvolta, ceea ce reprezintă o dificultate majoră în utilizarea sistemului.

1.5.2.2 Sistemul închis de numerotare

Este caracteristic reţelelor "evoluate" şi echipate cu centrale cu "comandă

prin registru". Aceste centrale sunt capabile să memoreze numărul de apel, să-l

prelucreze şi să-l traducă prin logica internă proprie într-un mod convenabil pentru

identificarea chematului şi a rutei până la el. În acest caz, numărul de apel are o

54

lungime fixă în perimetrul unei reţele, iar calitatea cifrelor componente este

independentă de modul de funcţionare al echipamentelor din centrale şi de

structura şi dimensiunile reţelei. Un asemenea plan de numerotare rămâne stabil

lungi perioade de timp, chiar dacă se succed mai multe etape de dezvoltare ale

reţelei pentru care a fost întocmit.

1.5.3 Standarde de numerotare

Recomandările ITU-T definesc un cadru internaţional pentru numerotare,

care asigură compatibilitatea aranjamentelor naţionale de numerotare.

1.5.3.1 Numerotarea telefonică (E.163)

Recomandarea E.163 precizează că pentru o comunicaţie internaţională un

abonat chemător trebuie să înceapă numerotarea cu transmiterea prefixului

internaţional, P1P2, acesta reprezentând solicitarea sa de acces la reţeaua

internaţională automată. Prefixul este o combinaţie de 2 cifre: fie "00" conform

recomandării CCITT, fie orice altă combinaţie stabilită de operatorul naţional, de

exemplu "01" în Anglia. Prefixul este o informaţie care nu poate fi folosită la

identificarea chematului sau a rutei spre acesta, rămânând în centrala care a acordat

sau a refuzat accesul solicitat. Acordarea accesului se execută în raport cu

categoria abonatului chemător.

Cu siguranţă că vi s-a întâmplat ca, intenţionând să obţineţi o legătură

internaţională, să auziţi în receptor tonalitatea de ocupat sau mesajul "acces interzis

la acest serviciu", chiar înainte de a termina de format numărul de apel dorit.

Aceasta s-a petrecut tocmai pentru că aţi apelat de la un post telefonic de categorie

necorespunzătoare serviciului solicitat (post de domiciliu cu restricţie la

internaţional sau post public urban). Centrala proprie, comparând categoria

chemătorului cu tipul serviciului, precizat şi solicitat prin "prefix", nu a acordat în

55

acele cazuri accesul la internaţional şi v-a informat rapid prin transmiterea

semnalizării respective (ton de ocupat sau mesaj înregistrat).

Numerotarea, începută cu prefixul internaţional, continuă cu numărul

internaţional semnificativ, NIS, cu o lungime maximă de 12 cifre şi cuprinzând:

I1I2I3 - indicativul naţional ţării de destinaţie (codul de ţară). Acesta este

stabilit după criterii geografice şi are o lungime de 1 - 3 cifre, fiind invers

proporţională cu mărimea reţelei naţionale respective. Se precizează de exemplu

următoarele indicative naţionale: SUA şi Canada - 1, Franţa - 33, Anglia - 44,

România - 40, Bulgaria - 359, Hong Kong - 852. Numărul cifrelor din indicativul

naţional este egal de fapt cu rangul centrului de tranzit al fiecărei ţări. Reamintim

că România are un CT2 în ierarhia internaţională; în consecinţă indicativul nostru

naţional are 2 cifre.

NNS - numărul naţional semnificativ, cu atât mai lung cu cât este mai

scurt indicativul, de ţară. Trebuie observat că România poate extinde numerotaţia

naţională la 10 cifre (deocamdată folosim doar 8), deoarece consumă numai 2 cifre

în indicativul naţional. Aceasta înseamnă că, din punctul de vedere al numerotaţiei,

avem suficiente condiţii pentru creşterea numărului de abonaţi în cadrul reţelei

naţionale.

Figura 1.19 Numerotarea în reţeaua telefonică publică comutată (E.163)

În concluzie, aşa cum rezultă şi din figura 1.19, secvenţa de cifre într-un

număr de apel internaţional este de tipul:

56

NIA = (P1P2)(NIS) = (P1P2)(I1I2I3)(NNS) (1.1)

adică, de exemplu, un abonat din Bucureşti este apelat din străinătate prin

comanda: (00) (40) (1 610 02 91); parantezele nu fac parte din numerotaţie, ci sunt

folosite în această prezentare doar în scop didactic, pentru o mai mare claritate,

separând astfel grupele de cifre care au fost definite anterior.

România respectă recomandările ITU-T în ceea ce priveşte structura

numerotării naţionale, ceea ce face ca, pentru un apel interurban automat, un

abonat să tasteze următoarea secvenţă de cifre:

NNA = (P3) (NNS) = (P3) (I4I5 )(ABC) (MSZU) (1.2)

în care se regăsesc segmente analoge acelora din numerotaţia internaţională, adică:

P3 - prefix interurban, care reprezintă solicitarea de acces la serviciul

automat interurban; s-a adoptat pentru prefix cifra "0";

NNS - număr naţional semnificativ, ce este folosit la identificarea

abonatului chemat în cadrul reţelei naţionale. Trebuie observat că prefixul

interurban nu este inclus în NNS, adică un abonat internaţional nu trebuie să-l

introducă în număr după codul de ţară;

I4I5- indicativul interurban (codul de oficiu interurban al centrului de

tranzit) al oraşului de destinaţie. Acest cod este stabilit de operatorul naţional, după

criterii geografice, de ierarhizare a reţelei şi de taxare a comunicaţiilor. De

exemplu, în prezent sunt valabile următoarele indicative: Bucureşti - 1, Cluj - 64,

Craiova - 51, laşi - 32, Braşov - 68 (aceleaşi indicative interurbane sunt valabile şi

pentru o bună parte din localităţile judeţelor ale căror capitale au fost alese în

exemplificare);

ABC - codul de oficiu urban (codul centralei urbane - indicativul oficiului

urban) de destinaţie, ce caracterizează centrala urbană în care este racordat

abonatul chemat. De exemplu, pentru Bucureşti grupurile de cifre 413, 211, 610,

746, 348 sunt folosite ca indicative urbane, definind în mod cert centrale telefonice

de abonat din anumite zone ale oraşului. Evident că în alte oraşe ale ţarii, cu mai

57

puţine centrale de abonaţi în reţeaua urbană proprie, pentru identificarea centralelor

sunt necesare mai puţine cifre, respectiv codul urban este de tip A sau AB.

MSZU - adresa abonatului în centrala proprie, precizând Mia, Suta, Zece şi

Unitatea din numărul de apel al abonatului.

Din cele precizate anterior, se observă că există cifre dedicate pentru scopuri

precise, conform recomandărilor organismelor internaţionale sau reglementărilor

naţionale. Aceste cifre nu pot fi folosite ca "primă cifră" într-un număr de apel

urban, ceea ce diminuează posibilităţile reale de numerotare pentru o lungime

precizată a numărului de apel. De exemplu, în România nici un număr urban nu

poate începe cu "0" (cifră dedicată prefixului interurban), dar nici cu "9", care este

cifra dedicată "serviciilor speciale" cu numerotaţie prescurtată:

921 - deranjamente,

958 - ora exactă,

971 - comandă internaţională etc.

Înseamnă că deşi avem la dispoziţie 10 cifre pentru numerotarea naţională,

nu pot fi create 1010 numere diferite, dar, chiar şi cu aceste restricţii rămân

suficiente disponibilităţi de numerotare pentru nevoile reţelei telefonice fixe, ceea

ce ar permite instalarea de noi posturi telefonice.

De asemenea, trebuie precizat că planul de numerotare prezentat respectă

caracteristica "lungime fixă a numerelor de apel", deşi poate la prima vedere nu

pare că se realizează acest lucru. Dar această restricţie de lungime trebuie raportată

totdeauna la o anumită întindere a reţelei. De exemplu, orice abonat al reţelei fixe

din Bucureşti este apelat printr-un număr de apel de 7 cifre, indiferent din ce punct

al oraşului a fost iniţiat apelul. Pentru orice alt oraş al ţării, numerotarea locală se

face cu doar 6 cifre. Dacă însă ne raportăm la ansamblul reţelei naţionale, adică

schimbăm perimetrul reţelei, atunci orice abonat este numerotat prin 8 cifre, dintre

care primele 1/2 cifre reprezintă indicativul interurban al oraşului în care se află

conectat abonatul chemat, care este destinatarul apelului în cauză.

58

Pentru "era" şi reţelele ISDN, recomandarea E.163 este extinsă şi modificată

prin conţinutul recomandării E.164, care, printre altele, prevede că lungimea

numărului de apel poate fi de maxim 15 cifre şi care introduce în codul naţional şi

un cod de trunchi. Condiţii speciale de numerotare pentru ISDN sunt în detaliu

prezentate în recomandările E.165 şi E.166, dar ele nu intră în intenţiile acestei

lucrări.

1.5.3.2 Numerotarea în reţele de date (X.121)

Recomandarea X.121 limitează lungimea numerelor de apel în reţelele de

date la 14 cifre, dintre care 1 - 3 cifre reprezintă codul naţional de date (figura

1.20). Codurile naţionale de date diferă de cele folosite în reţelele telefonice, unele

ţări având chiar mai multe coduri de date.

Figura 1.20 Numerotarea internaţională de date (X.121)

Comparând recomandările E.163 şi X.121 se desprind observaţiile

următoare:

- o mare parte din structura E.163 este bazată pe divizarea geografică a

reţelei, prezentând indicative naţionale şi coduri interurbane, care presupun

implicit considerarea unei singure reţele în cuprinsul aceluiaşi teritoriu;

59

- structura X.121 este bazată pe identificatori de reţea, DNIC (Date

Network Identification Code), care ocupă primele 4 cifre ale numărului. Indicatorul

de reţea include în compoziţia lui codul naţional de date şi este folosit la

îndrumarea apelurilor între reţelele de date.