مقدمه
فعاليت مناسب شبکه هاي مخابراتي به دليل وجود تکنولوژي هائي است که عموماً از ديد کاربران آن مخفي است. اين بخش چگونگي کارکرد اين تکنولوژي هاي کليدي و همچنين جايگاه آنها را در شبکه مخابراتي نشان مي دهد.
تکنولوژي هاي مورد بحث عبارتند از :
تکنولوژي هاي دسترسي
روش مرسوم دسترسي به شبکه مخابراتي با بکارگيري سيم مسي با توان عملياتي پائين ، خط ديجيتال مشترک(DSL) پر سرعت، اتصالات کابلي و راديوئي بي سيم صورت مي گيرد.
انتقال آنالوگ
اين تکنولوژي در بخشهائي از شبکه که ارتباط منزل يا محل کار را به مرکز سوئيچ شرکت مخابرات فراهم مي کند و همچنين در بعضي از قسمتهاي ارتباطات موبايل وجود دارد.
انتقال ديجيتال
اين تکنولوژي اولين بار زماني معرفي شد که در سال 1960 تجهيزات سيم مسي براي اتصال مراکز سوئيچ به يکديگر بکار مي رفت پيامد اين تکنولوژي ، شبکه هاي فيبر نوري در سال 1970 و شبکه هاي بي سيم در سال 1990 بود.
انتقال ديجيتال از نرخ بيت زياد صوت، ديتا و شبکه هاي اينترنت پشتيباني مي کند.
انتقال بي‌سيم
مخابرات بي سيم در تمام اطراف ما وجود دارد. با هر کس و در هر زمان مي توان در خيابان ، بازار و مغازه تماس گرفت. مفهوم سلولي استفاده مجدد فرکانس (Frequency Reuse) استفاده از مخابرات بي سيم در تمام دنيا را ممکن ساخته است.
انتقال نوري
استفاده از تجهيزات فيبرنوري در تمام نقاط دنيا فراگير شده و اين تکنولوژي ، انتقال ديجيتال با نرخ بيت زياد و همچنين انتقال سيگنالهاي آنالوگ را پشتيباني مي کند.
سوئيچ در شبکه
سابقه اين تکنولوژي حدود يکصد سال است و امکان اتصال مشترکين را در هر گوشه دنيا فراهم مي کند. سوئيچ هاي امروزي از دو تکنولوژي استفاده مي کنند.
سوئيچ مداري ديجيتال ( Digital circuit switching)
سوئيچ هاي مداري بيشتر براي شبکه هاي صوتي استفاده مي شوند.
سوئيچ پاکتي ديجيتال ( Digital packet switching)
تکنولوژي هاي پاکتي براي مسيردهي ديتا و ترافيک اينترنت شبکه هاي مخابراتي بکار مي روند اين کار باعث مي شود سوئيچ هاي مداري براي ترافيک هاي کوتاه مدت مانند صوت و فاکس آزاد شوند.
مالتي پلکس
سوئيچ هزاران مشترک در يک زمان و همچنين سيستم هاي انتقالي که تا 10 گيگا بيت اطلاعات را در يک ثانيه حمل مي کنند به دليل وجود تکنولوژي مالتي پلکس کردن مي باشد. وجود اين تکنولوژي اين امکان را مي دهد که اطلاعات بيشتر و بيشتري روي يک سيستم قرار دهيم.

دسترسي به شبکه چگونه صورت مي گيرد ؟
دسترسي عبارتست از مسيري که شما را به يک شبکه متصل مي کند و به شش روش اصلي صورت مي گيرد.
1. از يک خط مشترک آنالوگ در محل سکونت يا محل کار
2. از يک خط مشترک ديجيتال در محل سکونت يا محل کار
3. از طريق يک مرکز تلفن خصوصي (PBX) در محيط هاي کار
4. از طريق سوئيچ پاکتي در محيط هاي کار
5. از يک مودم کابلي در محل سکونت يا محل کار
6. بوسيله دسترسي بي سيم با استفاده از تلفن کابل محل يا کامپيوتر کيفي

شماره گيري از طريق خط مشترک آنالوگ
اگر در منزل هستيد احتمالاً دسترسي شما به اين سايت اينترنت از طريق آنچه که خط مشترک ناميده مي شود ميسر شده است. اين خط از يک مجموعه زوج سيم به هم تابيده مسي(./6mm - 22AWG ) يا (./4mm - 24AWG ) تشکيل شده است که تلفن شما را به سوئيچ مداري مرکز متصل مي کند.
از طريق اين زوج سيم، سرعت دريافت (Download - 53 Kb/s) و سرعت ارسال ( 33.6 kb/s Upload) امکان پذير است. محدوديت اين سرعتها به دليل وجود پديده هم شنوائي مي باشد. از آنجا که خط مشترک مرسوم فقط انتقال آنالوگ را پشتيباني مي کند براي انتقال ديتا، بايستي از مودم استفاده کرد.
ممکن است دسترسي شما به شبکه از طريق سيستم مالتي پلکس کننده صورت گرفته باشد. سيستم مالتي پلکس کننده سيستم ديجيتالي است که امکان ارسال چندين کانال را همزمان روي حاملT1 يا امکانات فيبر نوري فراهم مي کند.
با استفاده از مالتي پلکس، تعداد خطوط فيزيکي تلفن آنالوگ که به مرکز سوئيچ متصل مي شوند کاهش مي يابد. شکل زير را ببنيد.
امروزه اين سيستم ها، سرويسهاي ديگري شاملISDN و داده هاي ديجيتال را پشتيباني مي کنند. از آنجا که ارتباط تلفن محل سکونت به سيستم مالتي پلکس بصورت آنالوگ است، براي انتقال ديتا، باز هم بايستي از مودم استفاده کرد.
سرعت بيشتر با استفاده از خطوط مشترک ديجيتال
با استفاده از خطوط مشترک ديجيتال(DSL) ، سرعت هاي ارتباط بيش از56 Kb/s ميسر مي شود. به اين روش دسترسي، دسترسي خطوط خصوصي نيز گفته مي شود. به شکل زير نگاه کنيد.
نسخه هاي متعددي از تکنولوژي خط مشترک ديجيتال وجود دارد و اصطلاحxDSL به منظور اشاره به کل گروه ابداع گرديده است براي هر يک از اين تکنولوژي ها توضيحات مختصري ارائه مي شود :
7. (Asymmetric Digital Subscriber Line - ADSL ) سرعت دريافت32 Kb/s تا8.192 Mb/s و سرعت ارسال640 Kb/s از طريق زوج سيم بهم تابيده مسي ميسر مي شود.
اين تکنولوژي براي دسترسي به اينترنت، ويدئو مبتني بر درخواست(VOD) ، ويدئو ساده و دسترسي دور دستLAN بکارميرود.
8. (Digital subscriber line - DSL ) در سرعت ماکزيمم144 Kb/s براي خطوط مشترکين ISDN بکارميرود. ISDN براي مخابرات صوت و ديتا استفاده مي شود.
9. (High-bit rate DSL- HDSL) براي نرخ متقارن ديتا تا سرعت1.544 Mb/s بصورت Full-duplex براي سرويسهاي معادل T1/E1 و يا در سرعت2.48 Mb/s بصورت Duplex با دو زوج سيم براي خطوط مشترکين و يا سرعت2.48 Mb/s با سه زوج سيم براي سرويسهايWAN , دسترسي LANيا دسترسي سرور بکار مي رود.
10. (Rate adaptive ADSL- RADSL ) يک نسخه ازADSL است که مودم آن در شروع کار، خط را تست کرده و نرخ ديتا را بصورت ضرايبي از32 Kb/s بر حسب حداکثر توان عملياتي قابل حصول خط ، تنظيم مي کند.
11. (Single line DSL - SDSL) کانالهاي دو مسيره را روي يک زوج سيم مسي ارائه مي کند. سرعتهاي دسترسي 1.544 Mb/s يا 2.48 Mb/s را براي خط مشترک بصورتduplex فراهم مي کند.
12. (very high-bit rate DSL- VDSL) سرعت سرعت دريافت 12.9 Mb/s تا 52.8 Mb/sو سرعت ارسال1.5 Mb/s تا 2.3 Mb/s را فراهم مي کند. البته حداکثر فاصله به 300 تا 1400متر محدود شده و احتياج به کابل فيبر نوري دارد. براي دسترسي از طريق زوج سيم مسي در حال توسعه است.
13. (very high-bit rate asymetric DSL- VADSL) که در سرعتهاي VDSL کار مي کند.
14. Universal ADSL اصطلاحي است که يک گروه از پيشگامان صنايع مخابرات ، شبکه و کامپيوترهاي شخصي بکار مي برند و هدف از آن دسترسي به اينترنت با قيمت مناسب و نرخ بيت زياد مي باشد. اين تکنولوژي نوعي ADSL است که در طرف مشترک ، احتياج به شکاف دهنده (Splitter) براي جدا کردن سيگنالهاي صوت از سيگنالهاي ديجيتال رشته ديتا نمي باشد. اين روش يک ADSL از نوع Plug and Playارائه مي کند که کاربر به سادگي کامپيوتر خود را به خط مذکور متصل کرده و از سرويسهاي آن استفاده مي کند. اين تکنولوژي نرخ بيت کمتري نسبت بهADSL موجود ارائه مي کند اما باز هم بيش از 25 بار سريعتر از مودم هاي 56kb/s فعلي است.
به علت توان عملياتي زياد DSL هائي که در سرعت هاي56 Kb/s تا 144 Kb/sکار مي کنند مي توانند به سوئيچ هاي مداري وصل شوند اما در دفاتر مرکزي ارائه دهندگان سرويسهاي مخابراتي به علت توان عملياتي زياد، DSLها به سوئيچ هاي پاکتي متصل مي شوند.
دسترسي از طريق يک مرکز سوئيچ اختصاصي(PBX) يا سوئيچ پاکتي
ممکن است در محل کار شما از يک سوئيچ اختصاصي(PBX) استفاده شود که در واقع يک سوئيچ مداري با کارکردهاي مختلف است :
1. اولاً اين سوئيچ به شما اين امکان را مي دهد که تنها با گرفتن چهار شماره با ديگر کارکنان تماس بگيريد.
2. ثانياً اين سوئيچ به مرکز تلفن متصل بوده و ارتباط شما را با ديگر نقاط خارج از محل کار برقرار مي کند.
احتمال دارد کامپيوتر شما براي انتقال ديتا به يک سوئيچ پاکتي متصل باشد که :
1. مسيردهيe-mail ، انتقال فايل يا سرويسهاي ديگر ديتا را از طريق يکLAN ميسر مي کند.
2. امکان ايجاد شبکه هاي(Wide Area Network - WAN )و (Metropolitan Area Network - MAN ) را با اتصال به ديگر سوئيچ هاي پاکتي فراهم مي کند.
3. به اينترنت ياد ديگر ارائه دهندگان سرويسهاي ديتا متصل است.
دسترسي با استفاه ازمودم کابلي
دسترسي به اينترنت با سرعت و پهناي باند زياد از طريق شبکه هاي تلويزيون کابلي(CATV) بوسيله مودم هاي کابلي صورت مي گيرد. با اين روش دسترسي اينترنت مناطق مسکوني که براي کمپاني هاي تلويزيونهاي کابلي، سيم کشي شده اند ميسر مي شود.
دو کلاس مختلف مودم کابلي وجود دارد :
1. مودم هاي هايبريد فيبر – کواکس(HFC)
2. مودم هاي يک طرفه
مودم هاي هايبريد فيبر- کواکس ، تجهيزات دو طرفه اي مي باشند که روي کابلهاي HFC عمل کرده و حدود 10 تا 12 ميليون خانه را در آمريکا سرويس مي دهند. مودم يک طرفه ، قديمي تر بوده و روي کابلهاي مرسوم کواکسيال تلويزيون عمل مي کند و فعلاً بيش از 50 ميليون خانه را سرويس مي دهند. مودم هايHFC داراي سرعت دريافت اطلاعات3Mb/s تا30 Mb/s و سرعت ارسال اطلاعات 128 Kb/s تا10 Mb/s مي باشند. يک نرخ نمونه ديتا حدود 4 Mb/s است. مودم هاي کابل کواکسيال يک طرفه داراي سرعت دريافت تا2 Mb/s بوده و براي کامل کردن ارتباط، در قسمت لينک ارسال اطلاعات احتياج به يک مودم شماره گيري(dial-up) دارد و پهناي باند باند بين تمام کاربران يک سگمنت کابل مشخص بصورت مشترک مي باشد.
اگرCATV خراب شود دسترسي تمام کاربران آن خط آسيب مي بيند در حالي که خرابيADSL فقط بر يک مشترک اثر مي گذارد اما با اين حال مودم هاي کابلي مبتني بر شبکه هايHFC ، رقيبي برايتکنولوژي ADSL مي باشد.

انتقال آنالوگ
ابتدا چگونگي عملکرد يک گوشي تلفن را بررسي مي کنيم:
1. با برداشتن گوشي تلفن ، يک مدار الکتريکي در تلفن بسته شده و از تلفن شما به سوئيچ مرکز تلفن شرکت مخابرات يک جريان مستقيم با ولتاژ کم جاري مي گردد. اين جريان مستقيم ، جريان حامل(Carrier current) ناميده مي شود.
2. با شروع صحبت ، امواج صوتي توليد شده توسط حنجره شما به ديافراگم ميکروفن کوچک گوشي تلفن ضربه زده و باعث نوسان آن ميگردد.
3. نوسان ديافراگم ، يک مدار الکتريکي را در گوشي تلفن باز و بسته کرده و جرياني الکتريکي توليد مي کند که فرکانس آن تقريبا همان فرکانس امواج صوتي شما مي باشد. اين جريان الکتريکي با امواج صوتي توليد شده توسط حنجره شما مشابه(Analogous) بوده و به اين دليل به اين سيگنال ، سيگنال آنالوگ(Analog) گفته مي شود.
4. اين سيگنال آنالوگ ، روي جريان حامل خط مشترک آنالوگ از تلفن شما به مرکز تلفن منتقل مي گردد. در آنجا به سيگنال ديجيتال(DS0) تبديل شده و سپس از طريق شبکه تلفن به مقصد مورد نظر شما سوئيچ مي شود. ( شکل زير را ببيند).


اغلب منازل و بسياري از مراکز تجاري با استفاده از خطوط تلفن آنالوگ به ديگر نقاط دنيا متصل هستند.
در مرکز تلفن گيرنده ، مراحل بر عکس است:
5. يک رمزگشا يا ديکودر در مرکز تلفن گيرنده ، سيگنالهاي ديجيتال را از سوئيچ دريافت کرده و آنها را به سيگنال آنالوگ تبديل مي کند.
6. سيگنال آنالوگ از طريق خط مشترک آنالوگ به شخص مورد نظر شما منتقل مي شود.
7. سيگنال الکتريکي دريافتي ، باعث نوسان ديافراگم گوشي تلفن گيرنده مي گردد.
8. امواج صوتي توليد شده در گوشي ، توسط گوش شنونده شنيده مي شود.
اتصال کامل شده است.

مزايا و معايب سيستم آنالوگ
از مزيت هاي که سيگنالهاي آنالوگ دارند ميتوان به موارد زير اشاره کرد :
1. با سوئيچ هاي الکترومکانيکي و سپس الکترونيکي نيمه اول قرن بيستم سازگار بودند.
2. طي سالهاي متمادي آزمايش خود را پس داده و سرويسهاي نسبتاً مطمئني ارائه کرده اند.
3. نصب ساده و نسبتاً ارزان دارند.
4. سيگنالها مي توانند روي سيم يا کابل کواکسيال ، تسهيم فرکانسي شده و يک محيط کارآمد براي اتصال مراکز سوئيچ فراهم کنند.
5. افزايش تقاضاي صوت و ديتا با پيشرفتهاي تکنولوژيکي انتقال آنالوگ مايکروويو برآورده شده است.
معايب سيگنالهاي آنالوگ
چندين عيب براي سيگنالهاي آنالوگ وجود دارد:
1. اين سيگنالها ، مستعد تداخل الکتريگي منابع خارجي مانند خطوط برق، تشعشعات خورشيدي، طوفانهاي رعد و برق و همچنين نويز ناشي از خود شبکه تلفن مي باشند.
2. انتقال اطلاعات تا حدود 1400 بيت در ثانيه از طريق خط مشترک امکان پذير است و توان عملياتي بيشتر با استفاده از تکنيک هاي کدينگ سيگنال و فشرده سازي صورت مي گيرد.
3. با افزايش استفاده از سوئيچ هاي ديجيتال در دهه هاي هفتاد و هشتاد ميلادي يک نقطه سر به سر اقتصادي اتفاق افتاد که بر چيدن ترانک هاي آنالوگ بين مراکز مقرون به صرفه ترشد.
4. با کاهش هزينه هاي الکترونيک ديجيتال در دهه هشتاد ، تجهيزات ديجيتالي اقتصادي تر شدند.
5. در شبکه هاي صوتي ، با افزايش تجهيزات فيبرنوري در دهه هاي هشتاد و نود، تجهيزات آنالوگ ديگر قادر نبودند از لحاظ توان عملياتي، قابليت اطمينان و سرويس دهي رقابت کنند.
6. درشبکه هاي ديتا نيز توان عملياتي و نرخ هاي خيلي بيشتر سيستم هاي ديجيتال و سپس تجهيزات فيبرنوري، سيستم هاي آنالوگ را از گردونه رقابت خارج کردند.