Zdumiałem się, gdy dowiedziałem się, że aż 18% całego ruchu sieci stacjonarnej Orange Polska stanowią połączenia pomiędzy klientami innych operatorów. Najczęściej zdarza się to, gdy sieci nie stykają się ze sobą, może być to jednak też decyzja biznesowa. Oznacza to, że każdego dnia około 9 mln minut rozmów telefonicznych dziennie przechodzi tranzytem przez sieć Orange na drodze między dwoma innymi operatorami. Warto jeszcze dodać do tego, że nieco ponad 80% całego ruchu głosowego w sieci stacjonarnej Orange stanowią rozmowy z udziałem innych operatorów. To 39 mln minut rozmów w ciągu dobry.
W swoich tekstach o sieci telefonię stacjonarną zostawiłem nieco z boku, skupiając się na bardziej „nowoczesnych” elementach – transferze danych w sieci mobilnej – 2G, 3G a także 4G, sieci szkieletowej ROADM czy IP. Było także dużo o światłowodzie. Ale w gruncie rzeczy wielu z nas w dalszym ciągu korzysta z takiego „prehistorycznego” (celowo piszę w cudzysłowie) urządzenia, jak telefon stacjonarny. Sieć stacjonarna to jak się okazało niezwykle ciekawy temat, a same łączenie rozmów międzyoperatorskich wymagało, dwóch tekstów. Dzisiaj będzie pierwszy z nich, kolejny – jutro. Oczywiście ten tekst nie powstałby bez wsparcia kolegów zajmujących się jakością sieci.
Jako, że ostatnie lata to okres bardzo szybkiego rozwoju technologii telekomunikacyjnych opiszę zarówno rozwiązania w ramach nieco starszej, lecz nadal stosowanej technologii TDM oraz technologii IP. A więc do dzieła. Zaczynamy od grafiki, która będzie dobrym wstępem do reszty tekstu.
Wyjaśnienie wszystkich zawartych w graficie elementów znajdziecie w tekście poniżej, a także jutro. Dzisiaj będzie przede wszystkim o technologii TDM. Jutro zajmę się odpowiednimi rozwiązaniami w technologii IP, sygnalizacją, tranzytem poprzez sieć Orange i kilkoma innymi „detalami”.
Od telegrafu do łączy międzyoperatorskich
TDM, czyli Time-division multiplexing, to technologia, która powstała jeszcze w XIX w. na potrzeby telegrafu, a później była twórczo rozwijana w sieciach telefonicznych praktycznie aż do początku XXI w. W telegraficznym (nota bene) skrócie, metoda ta daje możliwość przesyłania wielu sygnałów jednym kanałem dzięki podzieleniu go na szczeliny czasowe. Każda z nich może przenosić np. jedną rozmowę między abonentami. I zacznę właśnie od opisu sytuacji w przypadku takiego właśnie rozwiązania sieciowego.
Jednak nie piszemy tu o technologii, tylko o łączeniu rozmów międzyoperatorskich. Zacznijmy od telefonu. Jest on połączony do centrali operatora, który obsługuje dany numer, załóżmy, że chodzi o Orange. Kolejnym urządzeniem jest przełącznica Orange Polska. To pasywne urządzenie pośredniczące między centralą, a teletransmisją. Kolejnym elementem jest wiązka łączy międzysieciowych, w skrócie WŁM. Jest to łącze logiczne (można by dziś powiedzieć wirtualne) spinające bezpośrednio centrale obu operatorów wykorzystując wspomnianą teletransmisję. A teraz będzie jeszcze trudniej!
Otóż w teorii jest to po prostu światłowód, łączący sieci dwóch operatorów, jednak diabeł jak zwykle tkwi w szczegółach. Jak to określili koledzy, którzy pomagali mi pisać ten tekst „jest to struktura warstwowa”. Pierwszą warstwą jest wspomniany światłowód, którym przebiega światło, transferowane na obu końcach na sygnał elektryczny. Znacznie ważniejsza, dla poprawnego działania transferu jest warstwa druga – transportowa. Są to urządzenia teletransmisyjne, służące zorganizowanemu wedle określonego standardu przesyłaniu sygnałów elektrycznych, zamianie ich na sygnały optyczne, gdy te są wpuszczane do światłowodu oraz w drugą stronę, gdy opuszczają „światełko”. I teraz w oparciu o te urządzenia tworzy się łącza logiczne, czyli takie, którymi może przebiegać sygnał zrozumiały dla urządzeń na obu końcach światłowodu.
Można to porównać do sytuacji w której dwie osoby nocą w górach dają sobie znaki latarką – mają pewien sposób przekazywania informacji – światło, w jednym przypadku biegnące w powietrzu, w drugim w światłowodzie. Mają także urządzenia do nadawania – są to latarki, oraz kontrolery tych urządzeń – palce na włączniku. Jednak do momentu, gdy nie obaj nasi bohaterowie (lub bohaterki) nie będą znały jakieś metody komunikacji, na przykład alfabetu Morse’a mogą sobie mrugać do rana, a i tak nic z tego nie wyniknie. W sieci telekomunikacyjnej jest podobnie – wszystko zyskuje sens, gdy urządzenia nawzajem się rozumieją.
A więc zbudowaliśmy owo łącze logiczne, nazywane strumieniem E1, którego przepływność wynosi 2 Mb/s. Oczywiście przepływność samego światłowodu jest znacznie większa, jednak zależy ono tutaj nie od światłowodu, lecz od łącza logicznego. Wracając do przykładu z latarką – Ci z pośród Was, którzy próbowali nadawać Morse’em wiedzą pewnie, że przekazanie sygnału trwa nieco czasu, nawet harcerzom z odpowiednią specjalnością. Jest tak, nawet pomimo tego, że w teorii sygnał można by nadawać znacznie szybciej – skrócić długość sygnałów, zredukować odstępy itp. Ale wtedy mogłoby się okazać, że nie nadążamy za notowaniem… Wracając do świata telekomunikacji. Gdy już mamy łącze logiczne E1, kolejnym krokiem jest wpięcie go do centrali i wykreowanie w niej portu o tej samej przepływności, czyli 2 Mb/s. Dopiero od tego momentu centrale mogą się wiedzieć. Każde z łączy E1 podzielono na 31 kanałów i dopiero z nich buduje się WŁM. Każdy z kanałów przenosi jedno połączenie/rozmowę między abonentami. WŁM może mieć przepustowość od 1 kanału do kilku tysięcy kanałów w pojedynczej WŁM (to zależy od liczby wykorzystanych E1). W praktyce bardzo rzadko działają WŁM o przepływności ponad 1 tyś kanałów.
Oczywiście na jedno połączenie pomiędzy sieciami, fachowo nazywane PSS – Punkt Styku Sieci może się składać więcej niż jedna WŁM. Możecie się także spotkać ze skrótem FPSS, którego rozwinięcie oznacza Fizyczny Punkt Styku Sieci. Jeżeli trochę poszperacie w internecie znajdziecie nawet adresy tych miejsc 😉 Zwykle PSS dysponuje w jednym z WŁM łączem sygnalizacyjnym umieszczonym w 16 szczelinie. Do tematu łącza sygnalizacyjnego, jak już zapowiadałem wrócę w jutrzejszym tekście. Kolejnym urządzeniem w ciągu jest przełącznica po stronie drugiego operatora. Następnie, analogicznie jak po stronie Orange sygnał biegnie przez centralę drugiego z operatorów do telefonu osoby, do której dzwonimy. Ciekawostka – WŁM jest w skali kraju bardzo dużo, blisko dwa tysiące.
Jak spotykają się dwie sieci?
Połączenie może być zestawione w ramach jednego z 5 trybów, które jednak mocno różnią się między sobą głownie rolą sieci Orange w procesie. Bo co tu dużo pisać – to właśnie sieć Orange zapewnia styk pomiędzy sieciami innych operatorów telefonicznych w Polsce, więc procedury które stosuje się w naszym kraju dotyczą właśnie naszej sieci. Pierwszy z trybów – Tryb Kolokacji w którym drugi z operatorów zapewnia całą infrastrukturę telekomunikacyjną, między własną Siecią, a odpowiednim węzłem w sieci Orange. W takiej sytuacji punkt styku znajduje się w budynku Orange. Drugi – Tryb Łącza Dedykowanego polega na zapewnieniu przez Orange łączy pomiędzy węzłem własnej sieci, a węzłem sieci drugiego z operatów. Trzeci – Tryb Połączenia Liniowego, polega na połączeniu włókien światłowodowych kabla Orange z włóknami światłowodowymi kabla biegnącego do Sieci drugiego z operatorów. Kolejnym jest Tryb Realizacji Połączenia Sieci, zakładający fizyczne połączenie urządzeń drugiego operatora z urządzeniami Orange. Ostatnim jest Tryb Sieci Szkieletowej, polegający na udostępnieniu przez Orange na potrzeby innego operatora z tego trybu, łączy 2 Mbit/s pomiędzy uruchomionym FPSS i wieloma PDU. Skoro już pojawił się skrót PDU to tylko dodam, że oznacza on Punkt Dostępu do Usługi , czyli miejsce, w którym inny operator uzyskuje dostęp do sieci Orange Polska. W miejscu tym jest możliwa wymiana i rejestracja ruchu telekomunikacyjnego i sygnalizacji międzysieciowej.
I na tym skończymy na dzisiaj. Sądzę, że dwie strony tekstu mogą być nieco męczące. W kolejnym odcinku, już jutro, będzie o sieci IP, sygnalizacji, tranzycie przez sieć Orange Polska oraz identyfikacji abonenta i jego rozmów w sieci. A jeżeli chcecie znaleźć odpowiedź na pytanie: „Jak łączy się rozmowy w sieci mobilnej?” zapraszam do tego tekstu.
