FreeSWITCH权威指南-基础篇-1.2-电话实现技术
文章目錄
- 1.2 電話實現技術
- 1.2.1 電話號碼
- 1. 固定電話號碼
- 2. 移動電話號碼和專用號段
- 3. 短號碼
- 4.800和400號碼
- 5. 北美電話號碼分類計劃
- 6. 電話號碼的書寫格式
- 1.2.2 模擬信號與數字信號
- 1.2.3 PCM
- 1.2.4 局間中繼與電路復用技術
1.2 電話實現技術
電話系統的發展與科技的進步是分不開的。
在本節,我們來介紹一些關鍵的電話技術及專業術語。
1.2.1 電話號碼
我們的生活已經離不開電話,而要打電話就離不開電話號碼。
但好多人對天天使用的電話號碼既熟悉又陌生,
因此,在這里我們也補充一些現行的電話網中電話號碼的知識。
值得注意的是,這些號碼的出現大部分與業務內容和行政區劃有關,
也有一些歷史背景,
但限于篇幅,我們就不深入討論了。
1. 固定電話號碼
現行的電話網中采用E.1649號碼格式。
參見http://en.wikipedia.org/wiki/E.164。以我國固話電話的編號規則為例,我們先來看本地號碼。
一般來說,
在比較大的省市(如北京、上海等)使用8位號碼,
比較小的省市使用7位號碼。
以北京的電話號碼為例,它由8位數字組成,表示為 ABCD EFGH,
其中,
ABCDE稱為一個千群,即該群可以包含1000個電話號碼,
同理ABCD稱為一個萬群。
小規模的交換機可能只包含幾個千群,
而大規模的可能包含幾個萬群。
如果在不同的省市之間打電話,則稱為長途電話,
一般需要通過長途局進行路由。
打長途電話需要在本地號碼前加上長途區號。
根據城市的大小不同,
我國電話區號的長度一般是2位到3位,
如:
- 10 北京
- 20 廣州
- 21上海
- 755 深圳
- 535 煙臺
讀者可能會問,北京的長途區號不是010嗎?
答案是一一“不是!”
許多人會錯誤地認為北京的區號是010,
這也正是作者要寫這一節的原因。
由于各地區號的長度不同,而且數字也不規則,
因此,為了區分長途電話和本地電話,
我國規定,在撥打長途電話前除了要加上區號外,還要在最前面加“0”。
因此,“0”是國內長途字冠,它本身不是區號的一部分。
為了幫助讀者理解,我們先考慮國際長途的情況。
為了區分國內長途與國際長途,
我國規定,國際長途要在國家代碼前加兩個0。
因此,如果撥打美國的號碼,
如:1-234-567-890,則需要撥00-1-234-567-890。
其中,1為美國的國家代碼,我們稍后還會講到。
交換機的撥號規則遵循短號優先的原則,
撥號時不加0就認為是本地號碼,
加一個0就認為是國內長途,
兩個0是國際長途。
我國的國家代碼是86,
因此,
一個北京號碼的國際表示是:8610 ABCD EFGH。
與我國不同,美國的國際長途字冠是011,
因此如果從美國撥打中國的號碼,則需要撥:0118610 ABCD EFGH.
類似的,其他國家和地區也有不同的撥號方式,這增加了電話號碼書寫的復雜性。
因此,在實際書寫電話號碼時,有時會省略國際長途字冠,而統一用“+”號代替,
如:+8610 ABCD EFGH.
當然,為了方便閱讀,有時還會在電話電碼中增加括號和短橫線。讀到這里,讀者就可以理解為什么北京的區號不是010了吧?
另外,我們還知道,
使用固定電話撥打異地手機時前邊要加撥0,
同樣說明0并不是區號或手機號碼的一部分。
2. 移動電話號碼和專用號段
移動電話號碼俗稱手機號,由于其可移動與漫游的特性,
因此與普通固定電話號碼略有不同。
眾所周知,我國的移動電話號碼都是以1開頭的,按不同的運營商來劃分。
如中國移動的號碼由135、136、137、138、139等開頭;
中國聯通的由130、186等開頭,
中國電信的由133、189等開頭。
它們后面都是8位的號碼,
因此整個手機號共11位,
前3位稱為移動電信運營商專用的號段。
在2013年工信部發放虛擬運營商牌照以后,
核發170號段作為虛擬運營商的專用號段。
3. 短號碼
有一類特殊的號碼稱為短號碼,
如大家熟知的110、119、120等,
這些屬于公益性的號碼(又稱緊急號碼,供緊急情況下使用),
撥打都是免費的。
還有一部分是預付費的電話卡類業務,如200、201、300等。
撥打這類號碼本身不收費,而從關聯的電話卡上扣費。
另一些短號碼,如114等,由于運營商的分拆、合并,有的演變成了116114;
還有一些5位的短號碼專門供一些大的集團(如銀行等)使用,如95555、95588等,
這些號碼不論何時何地撥打,一般只收市話費。
這些短號碼的資源比較緊張,一般不會給個人使用。
另外還有其他一些短號碼,我們就不多講了。
4.800和400號碼
800開頭的號碼是被叫付費的業務,主叫呼叫這些號碼是免費的。
這些號碼主要由一些大的企業集團使用。
這類號碼都是虛擬的電話號碼,
在實際呼叫過程中通過查詢數據庫轉換成真正的目的號碼。
但是800號碼有一個致命的缺點,就是用手機打不通,
這主要是電信業務的歷史原因(主要原因是不同運營商的網間結算)造成的。
隨著移動業務的發展,手機用戶越來越多,因此,出現了400業務。
這類業務的特點是主被叫分推付費,
主叫付本地通話費,被叫付長途電話費(如果主被叫不在一個城市)。
400業務是手機用戶可以呼叫的。
當然,隨著時代的發展,
以及各運營商提供更加靈活的話務套餐(如主叫免收長途費等),
主叫用戶對撥打這類號碼時對實際資費已不太敏感。
擁有800和400之類的電話號碼越來越多地成為了企業實力和社會形象的標志。
5. 北美電話號碼分類計劃
為了與國內號碼進行對比,
我們來簡單說一下
北美電話號碼分類計劃( North American Numbering Plan)
參見http:/zh.wikipedia.org/wiki/北美電話號碼分類計劃。加拿大和美國使用北美電話號碼分類計劃,
其區號由3位數字組成,
本地號碼為7位數字,
1為長途接人碼,即長途字冠(在有的情況下可以省略長途字冠)。
比如,一個完整的號碼為1(ABC)DEF-GHJ,
如果是在本地撥打,則可以直接撥“ DEF GHIJ",
如果是撥打長途,則需要先撥長途字冠1及區號,即:1(ABC)DEF-GHI.
值得一提的是,
其中的區號ABC如果是55,
除555-1212是查號臺外,
其他的號碼都是不存在的。
這類號碼一般用于電影或戲劇中,
防止與真實環境中的電話號碼相沖突。
6. 電話號碼的書寫格式
電話號碼就是一長串號碼,
但有時候為了便于閱讀,
在寫的時候常用連字符“-”、括號、空格等將數字分開,
如上一節我們看到美國電話號碼的格式。
國內電話號碼的書寫一般采用如下的方式
- (010) ABCD EFGH(沒有國家代碼,雖然0不是區號的一部分,但是,習慣了
- +86(10) ABCD EFGH(固話,8位,國際號碼格式)
- +86(535) ABC DEEG(固話,7位,國際號碼格式)
- +86139 ABCD EFGH(手機,國際號碼格式)
當然,具體的寫法沒有統一的規定,只要讓看到號碼的人知道怎么撥打就行了。
至于要將電話號碼印到名片上,又涉及企業形象設計的問題了,那就另當別論了。
中國:國際長途字冠(+00)+國家代碼86+區號(10)+7位或者8位電話號碼 美國:國際長途字冠(+011)+國家代碼1+區號(ABC)+7位電話號碼 手機:11位 = 三位運營商號短+8位電話號碼1.2.2 模擬信號與數字信號
模擬( Analog)量是連續的變化的量,如溫度、聲音等。
早期的電話網也是基于模擬交換的。
對于人類交流來講模擬信號是非常理想,但它很容易引入噪聲。
如果通話雙方距離很遠,信號會衰減,因而需要對信號進行放大。
問題是,信號中經常混入線路的噪聲,放大信號的同時也放大了噪聲,
導致**信噪比(信號量與噪聲的比例)**下降,
嚴重時甚至會難以分辨。
**數字( Digital)**信號是不連續的(離散的),
是按一定的時間間隔(單位時間內抽樣的次數稱為頻率)對模擬信號進行抽樣(見圖1-6)
得出的一些離散值。
然后通過量化和編碼過程就可將這些離散值變成數字信號。
根據抽樣定理,當抽樣頻率是模擬信號最高頻率的2倍時,就能夠完全還原原來的模擬信號。
又稱【采樣定理】或【奈奎斯特?香農定理】,見http://zh.wikipedia.org/wiki/采樣定理。1.2.3 PCM
PCM( Pulse Code Modulation)的全稱是脈沖編碼調制。
它是一種通用的將模擬信號轉換成以0和1表示的數字信號的方法。
一般來說,
人的聲音頻率范圍在300~3400Hz之間,
通過濾波器將超過4000Hz的頻率過濾出去,便得到4000Hz內的模擬信號。
然后根據抽樣定理,使用8000Hz進行抽樣,便得到離散的數字信號。
使用PCM方法得到的數字信號就稱為PCM信號,一般一次抽樣會得到16bit的信息。
為了更有效地在線路上進行傳輸,通常對PCM信號進行一定的壓縮。
通過使用壓縮算法,可以將每一個抽樣值壓縮到8bit。
實際為【壓擴法】,因為有的部分是壓縮的,有的是擴張的。 目的是【給小信號更多的比特位數】以提高語音質量。這樣1秒的抽樣就得到8bitx8000=64000bit的信號(簡稱64kbit),
抽樣速率(即傳輸速率)為64 kbit/s.
bit/s即比特/秒,有時也寫作bps( Bit Per Second)。 注意,通常,對于二進制數來說K為大寫,1K=1024, 但此處的k為小寫,1k=1000PCM通常有兩種壓縮方式:A律和μ律。
其中北美使用μ律,我國和歐洲使用A律。
這兩種壓縮方法很相似,都采用8bit的編碼獲得12bit到13bit的語音質量。
但在低信噪比的情況下,μ律比A律略好。
A律也用于國際通信,因此,凡是涉及A律和以μ律轉換的情況,都由使用以μ律的國家負責。
目前我國使用的是A律13折線特性。 基本原理是:使用【非均勻量化方法】和【壓縮擴張技術】得到【13段折線】。 感興趣的讀者可在Google上搜索“13段折線”進行更深入的了解。 總結: 1、人的聲音:300~3400Hz 2、濾波器:4000Hz以上過濾,4000Hz以內保留模擬信號 3、PCM采樣:根據采樣原理,應該8000Hz;一次采樣16bit。 4、壓擴法:有的部分是壓縮的,有的是擴張的,A律和μ律,μ律略好,A律國際 5、傳輸:8k8bit=64kbit/s=64kbps1.2.4 局間中繼與電路復用技術
連接交換機(局)的E1或T1電路稱為局間中繼。
交換機間的消息以及通話數據都是在局間中繼上傳送的,
傳統的交換機使用時分復用(TDM)技術將多路通話合并到一條數字中繼線上,
可以大大節省局間中繼線的數量。
利用時分復用技術可以將32個64kbit/s的信道
合并到一條2 Mbit/s(64kbit/sx32=2.048Mbit/s,通俗來說就直接叫一個兩兆)的電路上,
這樣的電路稱為一個E1
(在北美和日本,是24個64kbit/s復用,稱為T1,速率是1.544Mbit/s)。
在E1中,每一個信道稱為一個時隙。
其中,除0時隙固定傳同步時鐘外,
其他31個時隙最多可以同時支持31路電話
(有時候會使用第16時隙傳送信令,這時最多支持30路電話)。
隨著話務量的增加,
交換機之間的電路越開越多,
因而需要更高級別的電路復用技術。
目前通常的做法是將63個E1合并到一個
155Mbit/s(2x63+P=155,其中P是電路復用的開銷)速率的光路(光纖)上,
在SDH( Synchronous Digital Hierarchy,同步數字傳輸體系)技術中
這稱為STM-1( Synchronous Transfer Module,同步傳輸模塊)。
當然,155Mbit速率的光路還可以使用
波分復用等技術合并到1 Gbit/s或10 Gbit/s速率的光路上,
實現話路收斂和傳輸。
時分復用(TDM)技術 1、E1:32個64kbit/s的信道=2.048Mbit/s,0時隙固定傳同步時鐘,第16時隙傳送信令,30通電話同時。 2、T1:24個64kbit/s=1.544Mbit/sSDH( Synchronous Digital Hierarchy,同步數字傳輸體系)技術 1、STM1光纖:155Mbit/s(2x63+P=155,其中P是電路復用的開銷)速率,63*30=1890路電話同時。波分復用等技術 1、光纖:1 Gbit/s或10 Gbit/s速率總結
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