سوئیچ مخابراتی چیست؟ آشنایی با انواع سوئیچ تلفن

در ابتدا، یک پاسخ ساده به این سوال که سوئیچ مخابراتی چیست:

وقتی تلفن اختراع شد، هر دستگاه تلفن فقط به یک دستگاه تلفن دیگر وصل می‌شد. یعنی بین دو دستگاه، یک سیم مستقیم وجود داشت و با برداشتن گوشی، می‌توانستید با آن طرف خط حرف بزنید. برای نمونه، از تلفن خانه خود فقط می‌توانستید با محل کار تماس بگیرید و برعکس.

اما این محدودیت دیری نپایید و با آمدن سوئیچ‌های مخابراتی به بازار، شرایط دگرگون شد. این سوئیچ‌ها در تلفنخانه یا مرکز تلفن نصب می‌شدند و کاربردشان این بود که تماس‌ها را به یکدیگر متصل کنند.

به این ترتیب، سیم‌های تلفن به جای این‌که مستقیم به هم وصل باشند، به تلفنخانه می‌رفتند. وقتی هم که قصد داشتید به جایی زنگ بزنید، ابتدا به تلفنخانه وصل می‌شدید و از آن‌جا، سوئیچ تماس شما را به هر خطی که می‌خواستید، وصل می‌کرد.

در ادامه، به‌طور مفصل‌تر توضیح می‌دهیم، سوئیچ مخابراتی چیست و چه کار می‌کند.

مشاوره با کارشناسان ایده‌آل گستر

آشنایی با سوئیچ مخابراتی

سوئیچ مخابراتی یا Telecommunications Switch یک دستگاه یا سیستم است که ارتباط بین خطوط تلفن را برقرار می‌کند. با یک مثال‌ می‌توان کارکرد سوئیچ را روشن‌تر توضیح داد. موقع اختراع تلفن، فقط می‌توانستید از نقطه A به نقطه B و برعکس زنگ بزنید و امکان تماس با نقطه C وجود نداشت. با آمدن سوئیچ، وقتی از نقطه A تماس می‌گیرید، ابتدا به سوئیچ وصل می‌شوید. حالا سوئیچ بنابر خواست شما، تماس را به تلفن B یا C وصل می‌کند.

در سیستم‌های اولیه، اپراتورهای انسانی تماس‌ها را به‌صورت دستی با اتصال سیم‌ها به جک‌های مناسب برقرار می‌کردند. با این حال، سوئیچ‌های مدرن این فرآیند را خودکار کرده‌اند و امکان مسیریابی سریع و کارآمد تماس‌ها را فراهم آورده‌اند.

عملکرد اصلی سوئیچ در شبکه مخابراتی

عملکرد اصلی یک سوئیچ مخابراتی، مسیریابی تماس است. وقتی یک نفر شماره موردنظرش را می‌گیرد، این مراحل توسط سوئیچ طی می‌شود:

• تعریف مقصد: زمانی که یک کاربر شماره‌ای را می‌گیرد، سوئیچ مخابراتی ابتدا مقصد تماس را شناسایی می‌کند. این مقصد می‌تواند یک شماره داخلی (درون سازمان) یا شماره‌ای در شبکه عمومی تلفن باشد.
• ایجاد مسیر اولیه: سوئیچ مسیری را برای تماس مشخص می‌کند. این مسیر ممکن است از سوئیچ‌های مختلف عبور کند و بسته به وضعیت شبکه، از مسیرهای مختلف استفاده شود.
• استفاده از سوئیچ‌های مختلف: تماس ممکن است از چندین سوئیچ عبور کند تا به مقصد نهایی برسد. در این مرحله، سوئیچ‌ها از الگوریتم‌های مختلفی برای تعیین مسیر بهینه و کم‌هزینه استفاده می‌کنند. این الگوریتم‌ها می‌توانند شامل انتخاب مسیری با کمترین تاخیر، بیشترین ظرفیت یا کمترین هزینه باشند.
• تخصیص منابع: در حین مسیریابی تماس، سوئیچ‌ها منابع موردنیاز برای تماس (مانند پهنای باند یا ظرفیت خط) را اختصاص می‌دهند تا اطمینان حاصل شود که تماس بدون اختلال به مقصد می‌رسد.
• برقراری اتصال: هنگامی که تماس به مقصد نهایی می‌رسد، سوئیچ مقصد به طور خودکار اتصال را برقرار می‌کند. این مرحله شامل برقراری ارتباط مستقیم بین دو طرف تماس (فرستنده و گیرنده) است.
• ارسال سیگنال‌ها: پس از برقراری تماس، سوئیچ‌ها سیگنال‌های صوتی (یا داده‌ای) را بین طرفین برقرار می‌کنند. این فرایند معمولا از طریق کانال‌های فیزیکی یا مجازی در شبکه مخابراتی انجام می‌شود.
• تشخیص پایان تماس: زمانی که یکی از طرفین تماس را قطع می‌کند، سوئیچ‌ها این سیگنال قطع تماس را شناسایی می‌کنند.
• آزادسازی منابع: پس از قطع تماس، سوئیچ‌ها منابع (مانند پهنای باند و ظرفیت کانال‌ها) را آزاد می‌کنند تا بتوانند برای سایر تماس‌ها استفاده شوند.
• اعلام پایان تماس: سوئیچ‌ها به‌طور خودکار پیامی به هر دو طرف ارسال می‌کنند که نشان‌دهنده پایان تماس است. این فرایند به‌طور معمول در تمام سوئیچ‌های مخابراتی انجام می‌شود تا از اختلال در شبکه جلوگیری شود.

اهمیت سوئیچ در زیرساخت‌های ارتباطی

سوئیچ‌های مخابراتی به دلایل متعدد، جزیی حیاتی در زیرساخت‌های ارتباطی هستند:

• به شبکه‌ها این امکان را می‌دهند که حجم زیادی از تماس‌ها را به‌طور هم‌زمان مدیریت کنند.
• سوئیچ‌ها با مدیریت مسیریابی تماس و اطمینان از برقراری و قطع صحیح اتصالات، باعث توانمند شدن شبکه می‌شوند.
• سوئیچ‌های مدرن از پروتکل‌ها و خدمات مختلف ارتباطی از جمله صدا، داده و ویدیو پشتیبانی می‌کنند، که امکان استفاده از کاربردهای متنوع در یک شبکه را فراهم می‌آورد.
• امروزه مسیریابی خودکار تماس‌ها، نیاز به مداخله دستی را کاهش می‌دهد و منجر به کاهش هزینه‌های عملیاتی و سرعت بیش‌تر در برقراری تماس می‌شود.

به‌طور خلاصه، سوئیچ‌های مخابراتی برای عملکرد کارآمد شبکه‌های ارتباطی مدرن ضروری هستند.

تاریخچه سوئیچ مخابراتی

در ادامه به نحوه تکامل سوئیچ‌های مخابراتی اشاره می‌کنیم. به این ترتیب، برای پرسش سوئیچ مخابراتی چیست، به جواب روشن‌تری می‌رسیم.

1. سیستم‌های سوئیچینگ دستی

در روزهای ابتدایی تلفن، از تابلوهای سوئیچ دستی استفاده می‌شد. اپراتورها در تلفنخانه می‌نشستند و تماس‌ها را با وصل کردن سیم‌ها روی یک بُرد، به‌صورت دستی برقرار می‌کردند. این روش زمان‌بر بود و توسعه شبکه‌های تلفنی را محدود می‌کرد.

2. سیستم‌های سوئیچینگ الکترومکانیکی

در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم، سوئیچ‌های الکترومکانیکی معرفی شدند. در سال ۱۸۸۹، آلمن بی.استروجر اولین سوئیچ کاملا خودکار را اختراع کرد که نیاز به اپراتورهای انسانی را از بین می‌برد. این نوآوری منجر به توسعه سیستم‌هایی مانند سوئیچ استروجر (سوئیچ استروگر) شد که از قطعات مکانیکی برای مسیریابی تماس‌ها استفاده می‌کردند.

3. سیستم‌های سوئیچینگ الکترونیکی یا ESS

در دهه‌های ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰ میلادی، سیستم‌های سوئیچینگ الکترونیکی ظهور کردند که قطعات مکانیکی را با مدارهای الکترونیکی جایگزین کردند. اولین سیستم سوئیچینگ الکترونیکی بزرگ، سیستم سوئیچینگ الکترونیکی 1ESS بود که در سال ۱۹۶۵ معرفی شد و در آن زمان به عنوان انقلابی در دنیای مخابرات شناخته شد.

4. سیستم‌های سوئیچینگ دیجیتال

در دهه‌های ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰، سوئیچینگ دیجیتال معرفی شد که سیگنال‌های صوتی را برای انتقال به دیجیتال تبدیل می‌کرد. این پیشرفت، کیفیت تماس و ظرفیت شبکه را بهبود بخشید.

5. سوئیچ‌های نرم‌افزاری

در اواخر قرن بیستم و اوایل قرن بیست و یکم، ظهور اینترنت و ارتباطات مبتنی بر IP منجر به توسعه سوئیچ‌های نرم‌افزاری شد. سوئیچ‌های نرم‌افزاری انعطاف‌پذیری و توسعه‌پذیری بالایی دارند و به تقاضای روزافزون برای خدمات پاسخ می‌دهند.

انواع سوئیچ‌های مخابراتی

سوئیچ‌های مخابراتی در طول زمان به طرز چشمگیری تکامل یافته‌اند. می‌توان آن‌ها را بر اساس فناوری، عملکرد و دوره‌ای که در آن توسعه یافته‌اند، به چندین نوع تقسیم کرد.

1. سوئیچ‌های الکترومکانیکی

این سوئیچ‌ها از اجزای مکانیکی برای ایجاد ارتباط بین تماس‌گیرندگان استفاده می‌کردند. سوئیچ استروجر و کراس‌بار، انقلابی در صنعت مخابرات بودند و باعث شدند سیستم خودکار جانشین سیستم دستی شود.

• سوئیچ استروجر (Strowger)
  • فناوری: الکترومکانیکی، مرحله به مرحله، مبتنی بر رله‌های مکانیکی
  • دوره: اواخر قرن 19
  • عملکرد: از رله‌های مکانیکی استفاده می‌کرد که برای اتصال تماس‌ها به صورت گام به گام حرکت می‌کردند
  • اهمیت: پایه‌گذار سیستم‌های خودکار، کاهش وابستگی به اپراتورهای دستی
• سوئیچ کراس‌بار
  • فناوری: الکترومکانیکی
  • دوره: اواسط قرن 20
  • عملکرد: از یک ماتریس از میله‌های افقی و عمودی برای ایجاد ارتباط استفاده می‌کرد
  • اهمیت: ظرفیت و قابلیت اطمینان بیش‌تر نسبت به سیستم‌های قبلی

2. سوئیچ‌های الکترونیکی

• سوئیچ کنترل برنامه ذخیره‌شده یا SPC
  • فناوری: الکترونیکی، دیجیتال
  • دوره: اواخر دهه 1960
  • عملکرد: از منطق دیجیتال و کنترل کامپیوتری برای سوئیچینگ و مسیریابی خودکار تماس‌ها استفاده می‌کرد
  • اهمیت: گذار به تبادل تلفنی کاملا خودکار
• سوئیچ دیجیتال
  • فناوری: کاملا الکترونیکی و دیجیتال
  • دوره: دهه 1980 به بعد
  • عملکرد: پردازش سیگنال دیجیتال را برای سوئیچینگ تماس‌ها و مدیریت ویژگی‌های پیشرفته مانند صندوق صوتی و انتقال تماس‌ها انجام می‌داد
  • اهمیت: از رشد تقاضا برای خدمات ارتباطات دیجیتال پشتیبانی می‌کرد

3. سوئیچ‌های ترکیبی

این سوئیچ‌ها ترکیبی از فناوری‌های مکانیکی و الکترونیکی بودند و ویژگی‌ها و اتوماسیون پیشرفته‌تری را ارائه می‌دادند.

• سوئیچ‌های شماره‌گیری دستی الکترونیکی یا EMD
  • فناوری: ترکیبی (عملیات دستی با کنترل الکترونیکی)
  • دوره: استفاده از اواسط تا اواخر قرن 20
  • عملکرد: شامل شماره‌گیری دستی بود، در حالی که مسیریابی و سوئیچینگ توسط مدارهای الکترونیکی مدیریت می‌شد
  • اهمیت: پل ارتباطی بین سیستم‌های دستی و کاملا خودکار
• سوئیچ‌های Tandem
  • فناوری: ترکیبی (مکانیکی-الکترونیکی)
  • دوره: دهه 80 و 90 میلادی
  • عملکرد: تماس‌ها را از یک مرکز تلفن به یک مرکز تلفن دیگر متصل می‌کرد
  • اهمیت: ارتباطات طولانی‌برد و بین شبکه‌ای را تسهیل می‌کرد

4. سوئیچ‌های دیجیتال و مبتنی بر اینترنت

سوئیچ‌های مدرن از فناوری‌های دیجیتال استفاده می‌کنند و هم خدمات صوتی و هم انتقال داده‌ها را پشتیبانی می‌کنند.

• سوئیچ‌های ویپ (VoIP)
  • فناوری: دیجیتال، مبتنی بر بسته‌های اطلاعاتی
  • دوره: از دهه 1990 به بعد
  • عملکرد: تماس‌های صوتی را از طریق اینترنت با استفاده از پروتکل‌های IP مسیریابی می‌کند
  • اهمیت: ارتباطات صوتی را با شبکه‌های داده یکپارچه کرد

• سوئیچ نرم‌افزاری
  • فناوری: مبتنی بر نرم‌افزار، دیجیتال
  • دوره: 2000 به بعد
  • عملکرد: مسیریابی تماس‌ها و سیگنال‌دهی را در شبکه‌های ویپ بدون استفاده از سوئیچ‌های سخت‌افزاری مدیریت می‌کند
  • اهمیت: انعطاف‌پذیری و توسعه‌پذیری در مدیریت خدمات صوتی را فراهم آورد
• سوئیچ‌های SS7
  • فناوری: دیجیتال، مبتنی بر پروتکل سیگنال‌دهی
  • دوره: دهه 1980 به بعد
  • عملکرد: کنترل تماس‌ها، مسیریابی و سیگنال‌دهی را در شبکه‌های مخابراتی مدرن، به ویژه برای تماس‌های تلفن همراه و طولانی‌برد، پشتیبانی می‌کند
  • اهمیت: سیگنال‌دهی قابل اطمینان و کارآمد برای شبکه‌های پیچیده را تضمین می‌کند

مشاهده قیمت و خرید تلفن ویپ

5. سوئیچ‌های نسل بعدی و بر پایه نرم‌افزار

• سوئیچ‌های شبکه‌ای بر پایه نرم‌افزار یا SDN
  • فناوری: مبتنی بر نرم‌افزار
  • دوره: دهه 2010 به بعد
  • عملکرد: کنترل شبکه را متمرکز می‌کند و صفحه کنترل و صفحه داده را از هم جدا می‌کند، که امکان مدیریت انعطاف‌پذیر ترافیک شبکه و سوئیچ‌ها را فراهم می‌آورد
  • اهمیت: چابکی شبکه را افزایش داده و مدیریت را ساده‌تر می‌کند

• سوئیچ‌های هسته 5G
  • فناوری: مبتنی بر نرم‌افزار، دیجیتال
  • دوره: در دهه 2020 در حال پیاده‌سازی
  • عملکرد: سوئیچینگ و مسیریابی را در شبکه‌های 5G مدیریت می‌کند، با تاخیر پایین، پهنای باند بالا و پشتیبانی از دستگاه‌های اینترنت اشیاء گسترده
  • اهمیت: امکان ارائه خدمات نسل پنجم را با ویژگی‌های نوآورانه مانند اتصال با تاخیر کم فراهم می‌آورد

امروزه کاربرد سوئیچ مخابراتی چیست؟

از مهم‌ترین کاربردهای سوئیچ‌های مدرن می‌توان به این‌ها اشاره کرد:

1. هدایت و سوئیچینگ تماس‌ها: وظیفه هدایت تماس‌های صوتی را بر عهده دارند و از طریق ایجاد مسیرهای ارتباطی میان دو طرف تماس، اطمینان حاصل می‌کنند که تماس‌ها به مقصد صحیح می‌رسند. این فرآیند از اتصال دستی اپراتور به سیستم‌های خودکار تبدیل شده است.
2. مدیریت ترافیک داده و ویدئو: سوئیچ‌های مدرن فقط تماس‌های صوتی را هدایت نمی‌کنند، بلکه ترافیک داده و ویدئو را نیز مدیریت می‌کنند. این شامل خدماتی مانند کنفرانس ویدیویی، پخش زنده و دسترسی به اینترنت با سرعت بالا است. این سوئیچ‌ها اطمینان می‌دهند که این خدمات به‌طور کارآمد و بدون وقفه ارائه شوند.
3. یکپارچگی با فناوری‌های ویپ: با ظهور ویپ، سوئیچ‌های نرم‌افزاری (Softswitch) رایج شده‌اند. این سوئیچ‌ها که مبتنی بر نرم‌افزار هستند، مسوول هدایت تماس‌ها بر بستر اینترنت شده‌اند.

مشاوره با کارشناسان ایده‌آل گستر

شماره تماس کارشناسان ایده‌آل گستر: 02181010

مزایا و معایب سوئیچ‌های مخابراتی

مزایا و معایب استفاده از سوئیچ مخابراتی چیست؟ در ادامه به بعضی از مهم‌ترین ویژگی‌های آن اشاره می‌کنیم: