Omówić model współczesnej centrali telefonicznej.

Centrala telefoniczna - zespół urządzeń przeznaczony do łączenia abonentów sieci telekomunikacyjnej na czas wymiany informacji. Składa się ona z urządzeń komutacyjnych odpowiedzialnych za zestawianie połączeń telekomunikacyjnych i urządzeń pomocniczych gwarantujących prawidłową pracę centrali. Możemy podzielić je na analogowe i nowocześniejsze cyfrowe.

Pierwsza centrala telefoniczna została skonstruowana przez Amerykanina Almona B. Strowgera i uruchomiona w 1878 roku w New Haven. Umożliwiała ona przeprowadzenie dwóch jednoczesnych rozmów telefonicznych. Pierwszą w Polsce centralę telefoniczną zainstalowała i uruchomiła 16 listopada 1904 roku przy ulicy Zielnej w Warszawie firma Larsa Magnusa Ericssona. Centrala obsługiwała początkowo 5200 aparatów analogowych.

Ówczesne centrale telefoniczne pozwalają na integrację sieci teletechnicznych od analogowej, poprzez cyfrową aż po rozwiązania GSM czy VoIP. Ponadto posiadają wiele funkcji pozwalających między innymi ograniczać koszty poprzez automatyczne trasowanie dróg połączeń wychodzących oraz restrykcję abonentów dla poszczególnych grup kierunków. Pozwalają na rejestrację treści rozmowy za pomocą zewnętrznych urządzeń rejestrujących jak również wewnętrznych modułów centralowych. Nowoczesne centrale telefoniczne współpracują również z wieloma aplikacjami takimi jak: oprogramowanie CTI, komputerowe stanowiska operatorskie, programy hotelowe, czy systemy relacji z klientami - CRM.

Na tych oraz innych funkcjach skupimy się później, zajmiemy się na początku układami BORSCHT umieszczanymi w centralach telefonicznych (jeden z podstawowych elementów). Funkcje elektroniczne zbiorczo określane jako BORSCHT są wykorzystywane w telefonii analogowej POTS W najbardziej zaawansowanych rozwiązaniach są to układy scalone na kartach liniowych. Układy BORSCHT są stosowane również w nietradycyjnych rozwiązaniach telefonicznych, w sieciach takich jak sieci telewizji kablowej, światłowodowe, VoIP czy sieci bezprzewodowe. BORSCHT czyli:

• Battery feed - zasilanie
  Overvoltage protection - zabezpieczenie przepięciowe
  Ringing - dzwonienie
  Supervision - nadzór pętli abonenckiej
  Codec - kodek (koder i dekoder)
  Hybrid - rozgałęźnik
  Testing - testowanie

Abonenckie zespoły liniowe służą, podobnie jak w centralach elektromechanicznych, do przyłączania linii abonenckiej do centrali. Jednakże w przypadku central elektronicznych, układy te realizują znacznie więcej funkcji niż w centralach elektromechanicznych. Wynika to z faktu, że pola komutacyjne central elektronicznych nie są odporne na działanie dużych prądów i napięć, co powoduje, że na przykład funkcje testowania, zasilania pętli abonenckiej, czy dołączanie prądu dzwonienia muszą być realizowane przez zespoły liniowe.

Strukturę układu BORSCHT pokazano na rysunku poniżej:

Rysunek 1. Schemat układu BORSCHT.

Struktura układu BORSCHT:

1. Zasilanie pętli abonenckiej

W obecnych schematach komutacyjnych aparat telefoniczny jest zasilany z centralnej baterii. Funkcja ta realizowana jest przez abonencki zespół liniowy. Pętla abonencka zasilana jest najczęściej ze źródła –48V. W przypadku zamknięcia pętli następuje przepływ prądu, który niesie informacje sygnalizacyjne, a także przepływa przez mikrofon, w którym następnie jest modulowany przenosząc w ten sposób informacje nadawane przez abonenta. Ujemne zasilanie z baterii powoduje, że napięcie pętli abonenckiej jest ujemne w stosunku do ziemi. Ze względu na fakt, że kable telefoniczne narażone są na zawilgocenie i upływ prądu do ziemi, ujemny potencjał chroni przed wyciąganiem miedzi z kabli przez jony dodatnie powstałe w zawilgoconym kablu (plating-off process). Zjawisko to powoduje korozję kabla, która w końcu prowadzi do jego przerwania.

Zabezpieczenie przed przepięciami

Centrala elektroniczna musi być zabezpieczona przed pojawieniem się w pętli abonenckiej zbyt dużych napięć. W przeciwnym wypadku może to doprowadzić do uszkodzenia wielu elementów elektronicznych w centrali, które nie są przystosowane na oddziaływanie dużych napięć czy prądów. Powodem pojawienia się dużego napięcia na przewodach telekomunikacyjnych może być na przykład uderzenie pioruna, czy zwarcie przewodów z kablami energetycznymi w wyniku prac ziemnych. Układ zabezpieczający przed przepięciami jest na ogół podzielony na dwie części: pierwotną i wtórną. Część pierwotna umieszczona jest w przełącznicy głównej, natomiast część wtórna umieszczona jest na płycie abonenckich zespołów liniowych. Zabezpieczenia przeciwprzepięciowe w abonenckich zespołach liniowych konstruowane są przy wykorzystaniu rezystorów mocy, warystorów (rezystorów o zmiennej rezystancji) lub diod Zenera. Miejsce, w których te elementy będą umieszczane w układzie zależy od projektanta.

Dzwonienie

Informacja o wywołaniu przesyłana jest do abonenta w postaci prądu dzwonienia, który uruchamia dzwonek w aparacie telefonicznym. Sygnał dzwonienia jest sinusoidalny o wartości napięcia skutecznego 75V i czasie trwania około 2s. Następnie na okres 4s wysyłanie dzwonienia jest wstrzymywane. Proces ten powtarza się aż do momentu zgłoszenia się abonenta wywoływanego (lub też po rezygnacji abonenta wywołującego lub po upływie czasu temporyzacji).

Nadzorowanie pętli abonenckiej

Informacja o zgłoszeniu abonenta jest przesyłana do centrali w postaci zwarcia pętli abonenckiej i spowodowania tym przepływu prądu w linii abonenckiej. Również informacja wybiórcza z aparatów z wybieraniem impulsowym przesyłana jest przez przerywanie i zwieranie pętli abonenckiej. Stan pętli abonenckiej jest dekodowany przez układ nadzorowania. Odebrana informacja wybiórcza jest następnie przekazywana do urządzenia sterującego.

Kodowanie

Nadawany z aparatu telefonicznego sygnału jest sygnałem analogowym. Obecnie dołączani są do central także abonenci cyfrowi (to znacz, sygnał nadawany od abonenta ma postać cyfrową), ale dotyczy to sieci ISDN o czym będzie mowa osobno. Pole komutacyjne central elektronicznych jest najczęściej polem cyfrowym, komutującym sygnał zakodowane cyfrowe. Abonencki zespół liniowy musi więc zapewnić przetwarzanie analogowego sygnały z pętli abonenckiej na postać cyfrową. Proces ten nazywa się kodowaniem. Najczęściej wykorzystywana jest do tego celu modulacja PCM z kanałem o przepustowości 64kbit/s. Czasami w centralach abonenckich jest stosowany system modulacji delta. Rozważane są też możliwości zastosowania modulacji ADPCM.

Rozgałęźnik

Transmisja w linii abonenckiej jest dwuprzewodowa, to znaczy, jedna para przewodów jest wykorzystywana do transmisji sygnałów w obu kierunkach. Układ antylokalny w aparacie telefonicznym rozdziela sygnał nadawany od odbieranego. Pole komutacyjne w centrali elektronicznej jest jednakże ze swej natury polem jednokierunkowym, to znaczy, może przesyłać sygnały tylko w jednym kierunku. Dlatego też, niezbędne jest przejście w układzie abonenckiego zespołu liniowego z transmisji dwuprzewodowej na czteroprzewodową (to znaczy po dwa przewody dla każdego kierunku transmisji). Układ realizujący przejęcie z transmisji dwuprzewodowej na czteroprzewodową nazywany jest rozgałęźnikiem. Rozgałęźnik jest najczęściej realizowany z transformatorów. Istotną wadą tego rozwiązania jest to, że transformator ma zbyt duże rozmiary, a więc zajmuje zbyt dużo miejsca na pakiecie. Jednakże producenci oferują coraz to nowsze wersje transformatorów, które są coraz mniejsze i nadal są umieszczane w abonenckich zespołach liniowych. Na rysunku pokazano układ rozgałęźnika zbudowanego z transformatorów (a) oraz układ bez transformatora (b).

Rysunek 2. Schemat dwóch typów rozgałęźnika zbudowanego z transformatorów (a) oraz układ bez transformatora (b).

Rozgałęźnik z rysunku a) składa się z transformatora z wieloma uzwojeniami. Jedno z uzwojeń wtórnych i jedno z uzwojeń pierwotnych mają dodatkowe wyprowadzenia ze środka. Układ powinien być dopasowany do impedancji linii abonenckiej. Sygnał podawany na wejście rozgałęźnika z układu czteroprzewodowego wytwarza napięcia po stronie wtórnej. Napięcia te są spolaryzowane przeciwnie do napięcia wejściowego. Jedno z nich jest podawane do linii abonenckiej. Oba te napięcia występują także po stronie pierwotnej. Jednakże ze względu na to, że ich polaryzacje są przeciwne, oba sygnały znoszą się wzajemnie i po stronie wtórnej napięcie z wejścia strony czteroprzewodowej nie przenosi się na jej wyjście. W przypadku, gdy rozgałęźnik jest idealny układ działa poprawnie. Niezbędne jest wtedy jednak idealne dopasowanie równoważnika toru do impedancji linii abonenckiej. Ze względu na to, że każda linia abonencka ma własne, charakterystyczne dla niej parametry (różna odległość) idealne dopasowanie nie jest możliwe. Stąd na wyjściu toru czteroprzewodowego pojawiają się przesłuchy. Sygnał ten po kolejnym przejściu w rozgałęźniku drugiego abonenta może wracać z powrotem. Jest to tak zwane echo. Sygnał echa może w efekcie krążyć w układzie połączenia czteroprzewodowego uniemożliwiając porozumienie się abonentów. Dlatego też konieczne jest stosowanie, szczególnie przy długich połączeniach (międzymiastowych), układów eliminujących sygnał echa z traktów. Układ taki nazywa się tłumikiem echa. Na rysunku b) pokazano przykład rozwiązania rozgałęźnika bez transformatora.

1. Testowanie

Pętla abonencka narażona jest na wiele różnego rodzaju uszkodzeń powodujących niepoprawne jej działanie. Mogą to być zawilgocenia kabla, zwarcie z przewodami sieci elektrycznej, przerwania, itd. W celu sprawdzania sprawności pętli abonenckiej konieczne jest jej okresowe testowanie. W tym celu centrale wyposażone są w specjalne urządzenia testujące. Muszą mieć one dostęp na poziomie sygnału analogowego do linii abonenckiej. W układzie abonenckich zespołów liniowych umieszczane są więc elementy dołączające urządzenia testujące. Najczęściej elementami tymi są miniaturowe przekaźniki. Urządzenie testujące przegląda po kolei wszystkie linie abonenckie w okresach małego natężenia ruchu Można też przeprowadzić test określonej linii na życzenie (użytkownika bądź obsługi). Najczęściej test jest tak zaprojektowany, że może on testować nie tylko pętlę abonencką, ale także abonencki zespół liniowy.

Rysunek 3. Przykład abonenckiego zespołu linowego wykorzystującego transformator.

Najnowsze systemy telefoniczne oferują wiele przydatnych (i mniej przydatnych) funkcji, przyjrzyjmy się kilku ciekawszym:

Integracja z aplikacjami zewnętrznymi – telefon na biurku nie jest już osobnym urządzeniem a częścią spójnego systemu obsługi klienta. CTI (computer telephony integration) pozwala na integrację sieci telefonicznej z aplikacjami komputerowymi pracującymi w sieci LAN – wybieranie numeru z kontaktów w Microsoft Outlook, wideokonferencje czy wysyłanie i odbieranie faksów to tylko niektóre z wielu użytecznych funkcji.

Mobile Extensions – czyli używanie telefonów komórkowych lub stacjonarnych poza firmą z wykorzystaniem funkcji centrali np. przełączanie rozmów czy zdalne korzystanie z poczty głosowej.

Telekonferencje – większość nowoczesnych systemów pozwala na tworzenie tzw mostów konferencyjnych pozwalających na prowadzenie konferencji dla nawet kilkudziesięciu użytkowników.

Call Management Software – pożyteczna i godna polecenia usługa polegająca
na nadzorowaniu połączeń w czasie rzeczywistym oraz otrzymywaniu dziennych czy tygodniowych automatycznych raportów na skrzynkę mailową. Wszystkie dane o połączeniach przychodzących i wychodzących wyświetlane są na bieżąco na monitorze komputera lub ekranie ściennym.

ACD (automatic call distribution) - Funkcja umożliwia automatyczną dystrybucję połączeń do agentów obsługujących połączenia przychodzące (infolinie, działy obsługi klienta itp.) System umożliwia dokładne określenie zajętości danego agenta i kierowanie połączeń do agentów najmniej obciążonych. W dobrze skonfigurowanym systemie praktycznie nie ma nieodebranych połączeń.

Sieciowanie systemów – funkcja dostępna już w większości central. Idealne rozwiązanie dla przedsiębiorstw posiadających dwie lub więcej lokalizacji. W dobie telefonii IP łączenie systemów przy zastosowaniu nowoczesnych protokołów sieciowych (np. NetLink) to już nie dwie centrale połączone ze sobą w taki czy inny sposób ale budowa jednego systemu rozproszonego pozwalającego korzystać z wszystkich funkcji systemowych bez znaczenia czy użytkownicy znajdują się w tym samym budynku, mieście czy kraju. Istotne znaczenie ma również fakt, że konfiguracja całego systemu wykonywana jest z jednej z lokalizacji lub zdalnie co skutecznie zmniejsza koszt obsługi serwisowej.

Oraz WIELE, WIELE INNYCH o których warto wiedzieć ale nie koniecznie trzeba się na nich skupiać jednak są umieszczone na stronach 7 i 8 w ramach przeglądnięcia.

Inne funkcje centrali

Konsola

• Funkcjonalne oprogramowanie komputerowe wspomagające pracę centrali
  np. numer osoby dzwoniącej wyświetla się na komputerze pracownika a wraz z nim wszystkie notatki o kliencie dzwoniącym z danego numeru. Każdy pracownik może tworzyć notatki, do których dostęp będą mieli inni pracownicy, oraz notatki tylko do własnych potrzeb.

Profile pracy

• DISA jest funkcją umożliwiającą połączenie osoby dzwoniącej z wybranym numerem wewnętrznym bez pośrednictwa telefonistki
  np. Dzień dobry, dodzwoniłeś się do firmy ... , wybierz tonowo numer wewnętrzny. Dział handlowy - 12, serwis - 17, sekretariat - 20

• Infolinia jest funkcją umożliwiającą interaktywną obsługę osoby dzwoniącej. Osoba dzwoniąca po wysłuchaniu nagranych wcześniej komunikatów wybiera poszczególne pozycje z menu.

• połączenie bezpośrednie umożliwia automatyczne połączenie osoby dzwoniącej z konkretnego numeru zewnętrznego z wybranym numerem wewnętrznym:
  np. Centrala identyfikuje połączenie z numeru żony prezesa i automatycznie łączy z numerem wewnętrznym prezesa (bez pośrednictwa telefonistki).

• brak DISY - automatyczne połączenie z wybraną grupą numerów wewnętrznych

Rejestracja i taryfikacja rozmów (billing)

• pełna rejestracja rozmów przychodzących z identyfikacją CLIP i z informacją, który abonent centrali odebrał połączenie

• pełna rejestracja rozmów wychodzących z identyfikacją DTMF i z informacją, który abonent centrali zainicjował połączenie

• możliwość blokady na wszystkie rozmowy zewnętrzne z wyjątkiem służb specjalnych (policja, pogotowie itp.)

• dyskryminacja rozmów (blokady połączeń z konkretnymi numerami lub kierunkami)

• rejestracja przełączania połączeń wewnętrznych

• billing rozmów wychodzących (numer abonenta inicjującego rozmowę, pośrednik przy ewentualnym przekazaniu rozmowy, numer, jaki wybrano na "mieście", data, godzina, koszt rozmowy zgodnie z taryfami operatorów)

• rejestracja połączeń niezrealizowanych i połączeń wewnętrznych

• bufor rozmów o wielkości do 5.000 rozmów a w sieci do 100.000.000 połączeń

• różnorodne i wszechstronne filtrowanie i sortowanie danych rejestratora

Centrala rozproszona

• Firmy wielo-oddziałowe mogą realizować bezpłatne połączenia pomiędzy oddziałami.

• Istnieje możliwość instalacji naszych central w kilku miejscach i skonfigurowanie ich tak, aby miały wspólny system numeracji wewnętrznej.

Dodatkowe, zaawansowane funkcje centrali

• edytor dźwiękowy - możliwość przetworzenia całych połączeń lub ich fragmentów do pliku .wav w celu przesłuchania na innych programach dźwiękowych lub przesyłki przez Internet

• automatyczny monitoring stanu linii telefonicznych - pomiar napięcia na liniach telefonicznych

• alarm w przypadku braku (np. zerwania) dowolnej linii telefonicznej

• nagrywanie rozmów z telefonów komórkowych prowadzonych z wykorzystaniem bramki GSM

• selektywne nagrywanie - tylko z danych linii lub tylko o określonych godzinach - praca / dom

• nagrywanie z radiotelefonów przy wykorzystaniu specjalnych interfejsów radiowych

• dodatkowy, indywidualny algorytm szyfrowania nagrań

• mirroring - funkcja dublowania nagrywanych rozmów poprzez zapis w czasie rzeczywistym na dwóch nośnikach jednocześnie

• możliwość pracy w istniejącej sieci LAN/WAN na kilku stanowiskach komputerowych

• zdalny odsłuch w sieci LAN/WAN niezależny od pracy rejestratora przez kilku operatorów

• lokalna lub sieciowa archiwizacja na dowolnych nośnikach (płyty CD-ROM, dyski MO, płyty DVD, dysk HDD, streamer)

• możliwość budowy zaawansowanych systemów rejestrujących oraz zarządzanie powstałą strukturą przy wykorzystaniu serwera administracyjnego

• zdalne sterowanie i serwisowanie urządzenia przez sieć lub z wykorzystaniem łączy internetowych

• DISA VoiceEmail (e-mailowa poczta głosowa) - pozwala na pozostawienie przez dzwoniącego do centrali abonenta wiadomości, a następnie wysłanie jej jako załącznika w postaci .wav do zadeklarowanej przez użytkownika centrali e-mailowej skrzynki pocztowej

• INFOLINIA (stosowana w celu ukrycia wewnętrznej numeracji telefonów) -> graficzna prezentacja ścieżki połączeń; również z VoiceEmail

• Konta abonenckie czyli abonenci wirtualni (do 200)

• Wbudowana 8-kanałowa bramka VoIP umożliwiająca realizację połączeń głosowych przez sieć komputerową jak też sieciowanie kilku central IP w "jedną centralę" z jednorodną numeracją telefonów wewnętrznych

• Współpraca z programem Softphone czy PC-Phone zainstalowanym na dowolnym komputerze PC sieci lokalnej czy Internecie i stanowiącym dodatkowy telefon wewnętrzny centrali IP-PBX (z dowolnego telefonu centrali można zadzwonić wybierając numer wewnętrzny PC-Phona czyli na dowolny komputer PC ze słuchawkami lub telefonem z USB)

Podstawowe funkcje łączeniowe centrali

• odbieranie rozmów przychodzących przez wszystkie lub wybrane aparaty

• wybieranie tonowe na liniach wewnętrznych i zewnętrznych

• przekazywanie rozmów na dowolny numer wewnętrzny z anonsem lub bez anonsu

• przechwytywanie rozmów zewnętrznych z innych niż zaprogramowane na odbiór aparaty

• rezerwa odbierania rozmów zewnętrznych

• połączenia z grupą telefonów wewnętrznych

• zamawianie połączenia z liniami wewnętrznymi i miejskimi

• połączenia automatyczne z wybranym numerem / numerami o określonej porze

• połączenia konferencyjne i konsultacyjne

• "redial" - automatyczne wybieranie ostatnio wybieranego numeru zewnętrznego

• "niańka" - zdalny podsłuch pomieszczeń

• "nie przeszkadzać" - blokada łączenia rozmów zewnętrznych dla danego numeru

• "gorąca linia"

• ustawienie rozmówcy zewnętrznego w oczekiwaniu na zwolnienie abonenta wewnętrznego (hold)

• wejście do rozmowy "na trzeciego"

• numery skrócone (lokalne i globalne)

• przekierowanie rozmów na inny numer wewnętrzny

• przekierowanie rozmowy na numer zewnętrzny

• melodyjka na podtrzymaniu rozmowy; możliwość modyfikacji melodyjki z plików .wav jak i MIDI

• 4 różne tryby czasowe pracy centrali: dzień, noc, weekend, święta

• DISA - maksymalnie 16 niezależnych zapowiedzi słownych, nagrywanych przez użytkownika, których działanie może być zależne od trybu czasowego pracy centrali

• CLIP - przenoszenie identyfikacji numeru dzwoniącego abonenta z linii miejskich na telefony wewnętrzne oraz na CTI w komputerze

• automatyczne rozróżnianie połączenia faxowego