PCM چیست؟

در صورتی كه كابل‌های مخابراتی برای ارائه خطوط تلفن پرشده باشد و امكان حفاری كردن برای كار گذاشتن كابل‌های مسی در زمين نباشد، و يا نياز به زمان طولانی داشته باشد، مراكز مخابراتی می‌توانند خدمات تلفن ثابت خود را از طريق PCM به متقاضيان ارائه دهند.
اصل داستان PCM كه به نام Pairgain Technology می‌باشد، روشی است كه در آن بهره كامل مسی زياد می‌شود. به طوری كه مثلا می‌توان با يك كابل مسی، 4 خط تلفن را سرويس داد.
مطمئناً با فراگير شدن اينترنت و تغيير ذائقه كاربران برای استفاده همزمان از شبكه Data Voice، آنها تمايل خواهند داشت كه از دو خط تلفن استفاده كنند و اين خود باعث حجيم شدن شبكه خواهد شد.
اما آيا می‌توان حجيم شدن شبكه را فقط از طريق PCM پوشش داد؟ در اين صورت كيفيت خطوط تلفن تحت PCM در مقايسه با كابل‌های مسی معمول، چه تغييری خواهد كرد؟
در اين مقاله قصد آن داريم كه به معرفی PCM -كه از اين به بعد با عنوان تكنولوژی Pairgain از آن نام می‌بريم- بپردازيم و مشكلات و محدوديت‌های اين سيستم را عنوان نموده و جايگزين موجود برای اين سيستم در كشورهای صاحب اين تكنولوژی را معرفی نماييم.

تاريخچه تكنولوژی Pairgain:

واژه ارتباطات در متون علمی و فنی ما، در برابر دو اصطلاح تقريبا مشابه اما متمايز در زبان انگليسی اختيار شده است. اين دو اصطلاح عبارتند از: communication و communications . تفاوت بين اين دو واژه را می‌توان در اضافه شدن كلمه "s" در اصطلاح دوم ديد. شايان ذكر است كه اين "s" به معنای جمع نيست بلكه نشان‌دهنده حوزه خاصی است كه به مهندسی و فناوری ابزار پيام‌رسان می‌پردازد. به خصوص در شبكه مخابرات، به معنای مهندسی شبكه‌های مخابراتی، طراحی، تجهيزات دسترسی به شبكه، تامين خدمات ارتباطی و اطلاعاتی و بهره‌برداری از آنها و ...می‌پردازد.

صنعت COMMUNICATIONS در حوزه‌های مختلفی مانند شهرسازی، ترابری، مخابرات و ...مشكلات مربوط به خودش را دارد و در هر حوزه از روش‌های مخصوصی برای انتقال استفاده می‌كنند.

در صنعت مخابرات و در برهه‌ای از زمان، حجم تعداد مشتركين تلفن ثابت موجود در شبكه، زياد نبود، به همين دليل در هر شهری يك مركز را نصب می‌كردند و برای سرويس‌دهی به مسافت‌های طولانی از كابل‌های مسی با ضخامت زياد استفاده می‌كردند كه در اوايل سيم‌هايی با ضخامت 1 يا 9/0 به كار می‌رفتند. به مرور زمان با افزايش تعداد مشتركين و به دليل قوی نبودن صنعت ميكروالكترونيك، سوئيچ‌ها نمی‌توانستند به طور آنی حجيم شوند، به همين دليل به روش توزيع شده (Distributed) كار می‌كردند. يعنی فاصله‌ها را كم و تعداد مراكز برای دستيابی را زياد كردند.

به موازات افزايش تعداد مراكز و حجيم‌تر شدن شبكه، عملا ضخامت كابل‌های مسی را كاهش دادند. در اينجا شايان ذكر است كه بيشترين سرمايه‌گذاری داخل مخابرات بخش سوئيچ آن نيست، بلكه مربوط به شبكه‌كابلی آن می‌باشد. به طور كلی می‌توان گفت كه شبكه دسترسی (access) سرمايه‌گذاری كامل‌تری را می‌طلبد. به همين دليل با افزايش تعداد مشتركين، توسعه مداوم شبكه‌كابلی نياز به سرمايه‌گذاری زيادی داشت و در عين حال مشكلات زيادی را از قبيل حفاری‌های متعدد در زمين برای كار گذاشتن كابل‌های مسی جديد به همراه داشت. مشكلاتی كه توسعه شبكه كابل به همراه داشت باعث شد كه در دهه بين 1980-1990 كمپانی Pairgain و لوسنت آمريكا به اين نتيجه رسيدند كه از روش حفاری و خواباندن كابل‌های مسی استفاده نكنند، و در صدی از توسعه تعداد مشتركين در شبكه و حجيم كردن شبكه را بدون استفاده از كابل‌های مسی جديد، انجام دهند.

بينش فنی اين قضيه از اينجا شروع شد كه دو خط آنالوگ را روی يك سيم ارسال كنند و هر مشترك را به جای اين كه با 64kbps كدنيگ كنند با 32kbps انجام دهند. يعنی با همان كدينگ توانستند 4 مشترك را روی يك زوج سيم توسعه دهند.

اولين پايه‌گذار كدينگ كردن پالس‌ها به اين روش، كمپانی لوسنت بود كه اين كار را در سال 1980 انجام داد. به اين كار -يعنی افزايش بهره‌وری خط به منظور افزايش تعداد مشتركين در شبكه بدون توسعه شبكه- Pairgain Technology گفته می‌شود.

تكنولوژی Pairgain اشتباها در ايران با عنوان PCM شناخته شده است. PCM كه مخفف كلمه Pulse Code Modulation ( مدولاسيون پالس‌های كدشده) می‌باشد، هيچگونه نقطه اشتراكی با سيستم‌هايی كه در ايران نصب می‌شود را ندارد. اولين بار كمپانی سمكوتك اتريش، دستگاه خودش را با عنوان (pcm4,8,11) معرفی كرد و در ايران نيز اصطلاح pcm به جای pairgain رايج شد.

از آنجا كه تغيير در ساختار تكنولوژی هرسيستمی در ابتدا به صنعت نظامی دنيا برمی‌گردد، به همين دليل اولين مصرف‌كننده pairgain در دنيا، پنتاگون بود كه در حدود سال‌های 95 به بعد، با فراهم كردن صنعت بالاتری برای خود، تكنولوژی pairgain را به شبكه civil منتقل كرد. پس از لوسنت، كمپانی pairgain امريكا بود كه اين سيستم را از حال آكادميك خارج كرد و به حالت كاربردی و مصرف برد.

يكی ديگر از عواملی كه باعث شد تا كشورهای اروپايی و امريكايی در صنعت ارتباطات خود به تكنولوژی pairgain روبياورند، شكاف زمانی بين دنيای الكترونيك و دنيای مصرف در دهه بين 80-90 بود. در اين فاصله توانستند 20 الی 30 درصد از حجم شبكه خود را توسط تكنولوژی pairgain افزايش دهند تا اين كه اين شكاف توسط تكنولوژی‌های مدرن سوئيچ و پيشرفته‌ای صنعت ميكروالكترونيك پرشود.

مزايا و معايب تكنولوژی pairgain:

سيستم pairgain يك مدار الكتريكی است كه ظرفيت يك سيم مسی را معادل با 4، 8، 16و 30 سيم مسی می‌كند. به همين دليل برخی از مردم اشتباهاً فكر می‌كنند كه با نصب pairgain ديگر نيازی به خريد تلفن ندارند. تصور آنها اين است كه يك خط آنها تبديل به 4، 8، 16 و 30 خط می‌شود. در صورتی كه خط ارتباطی به شماره تلفن ندارد. با اين كار فقط بهره خط سيم مسی، بالابرده می‌شود. هرچند كه با نصب pairgain و توازن چند شماره تلفن مجزا را با يك كابل سرويس داد ولی اين سيستم هرگز كاركرد كابل مسی را نخواهد داشت چرا كه ديگر به ازا هرمشترك يك زوج سيم وجود ندارد. به همين دليل استفاده از pairgain مشكلات و محدوديت‌هايی را خواهد داشت.

سيستم‌های pairgain از هر دو دستگاه تشكيل شده‌اند كه يكی در مركز و ديگری در خانه مشترك، نصب می‌شوند. در اين سيستم به علت اين كه به بيش از يك مشترك سرويس‌دهی شود feed تغذيه خط بالارفته، در نتيجه ولتاژ جريان بيشتری از كابل مسی عبور می‌كند و مس به دليل كم بودن ضخامتش، نمی‌تواند آن را تحمل كند. در نتيجه محدوديتی كه در استفاده از pairgain وجود دارد اين است كه هرگز نمی‌توان افزايش تعداد مشتركين در شبكه را به طور صددرصد با اين سيستم انجام داد.

يكی از مشكلاتی كه در سيستم pairgain وجود دارد اين است كه يكبار اطلاعات، دقيقاً در درگاه خروجی خانه مشترك از آنالوگ به ديجيتال تبديل ورودی سيم منتقل می‌شود. در مركز نيز از ديجيتال به آنالوگ تبديل و به سوئيچ متقل می‌شود. در داخل سوئيچ همه آنالوگ‌ها به ديجيتال تبديل می‌شود. در اين فرايند يك دور كامل از ديجيتال به ديجيتال و دوباره به آنالوگ و ديجيتال خواهيم داشت كه اين دور باعث ايجاد نويز در صدا می‌شود كه به طور طبيعی نمی‌توان آن را معادل يك خط سيم مسی فرض نمود حتی در صورت نصب بهترين نوع از انواع pairgainها، بازهم می‌توان مانند يك سيم مسی از آن ديتا دريافت كرد.

يكی دیگر از مشكلاتی كه سيستم‌های pairgain در ايران وجود دارد، به تجهيزات DSL موجود در شبكه برمی‌گردد. در اكثر كشورهای بلوك غرب و يا اروپايی كه در حال نصب تجهيزات DSL بودند، ترمينال‌هايی داشتند كه در داخل اين ترمينال‌ها ژله وجود داشت كه در صورت اتصال سيم مسی به آنها، يك غشايی از ژل دور مس را می‌پوشاند و اين باعث می‌شد تا مس سولفاته نشود. ولی تجهيزات شبكه مخابراتی كشور برای كار گذاشتن DSL بر آنها، طراحی نشده‌اند و از نظر كابل مسی و سيستم‌ها همگی برای آنالوگ طراحی شده‌اند. تقريباً در حدود سال‌های 1370 كه توسعه و نصب سوئيچ‌های ديجيتال شروع شد، بهينه‌سازی كه در شبكه صورت گرفت بازهم برای ساختار آنالوگ بود نه ديجيتال. به همين دليل در هركجا كه تجهيزات DSL نصب می‌شوند پس از مدت كوتاهی سيم‌های مسی، بنفش رنگ می‌شوند. يعنی CONNECTORهای موجود در پست يا ترمينال‌های موجود در جعبه‌های كافو، تحمل ولتاژ 200 ولت و جريان 100 ميلی‌آمپر را ندارند. حداكثرولتاژ 40 ولت و جريان 20 ميلی‌آمپر را می‌توانند تحمل كنند.

به طور كلی مشكلاتی كه رد سيستم‌های pairgain وجود دارد باعث شده تا درروزهايی كه بارندگی زياد است و يا در روزهای آفتابی كه درجه حرارت بالا می‌رود، همه چيز در سيستم بهم خورده و ميزان خطاهای سيستم بالا رود. حتی اين معضل در برخی از دستگاه‌های خريداری شده، وجود دارد كه در صورت بروز خطا در سيستم تلفن شروع به زنگ‌های مجازی می‌كند.

شايد تنها مزيت استفاده از سيستم‌های pairgain را بتوان برای شركت‌های مخابراتی دانست كه قادر به ارائه سرويس‌های سريع‌تر خواهند بود.

Offloading جايگزينی برای تكنولوژی pairgain:

بزرگ شدن ساختار شبكه pairgain تا دهه 90 توجيه داشت؛ از آن به بعد، با توسعه اينترنت در اواخر سال‌های 95 كه تعداد كاربران در كشورها زياد شده بود و آن‌های خواستار تماس‌های خوب برای اتصال به اينترنت بودند، عملاً توسعه شبكه اينترنت شبكه Voice يا صدا رابرهم می‌زد.

در شبكه Voice حداكثر زمان مكالمه (Holding Time) ، 3 الی 5 دقيقه است، در صورتی‌كه كمترين زمان استفاده از اينترنت 5/1 ساعت در اينترنت است. اين تغييرات يعنی 12 برابر، 18 برابر و يا حتی 20 برابر Holding Time يك مجموعه Voice، شبكه صدا را برهم می‌زد. در اوايل آمدن اينترنت مشكل زيادی وجود نداشت. چون اكثر پنج دقيقه و يا نيم ساعت از اينترنت استفاده می‌كردند و از يك خط تلفن هم برای اينترنت و هم برای مكالمات تلفنی خود استفاده می‌كردند. ولی به مرور، با درخواست كاربران برای داشتن خط تلفن دوم، مشكل حتی با نصب pairgain نيز حل نمی‌شد. به همين دليل تقريبا در سال‌های 97-98 اين تكنولوژی كنار گذاشته شد و پس از آن عمل Off Loading را انجام دادند. يعنی برای هر مشترك سرويس جداگانه‌ای را برای تلفن و اينترنت اختصاص دادند. در دنيا سعی بر آن است كه تجهيزات مربوط به access (نه قسمت سوئيچينگ) را تا جايی كه ممكن است به مشترك نزديك كنند كه اين كار توسط (Digiatl Loop Carrier) كه در ايران به آن (Optical Loop Carrier) OLC گفته می‌شود و در آن انواع Deviceها نصب شده‌است. صورت می‌گيرد. يعنی DSLها را به گونه‌ای طراحی كردند كه فيبرها تا نزديك‌ترين جای ممكن به مشترك قرار گيرند در اين صورت ساخت كابل كوتاه و امپدانس آن نيز كمتر صورت می‌گردد. به طور كلی می‌توان گفت كه در اين روش سوئيچينگ كاملا متمركز و access كاملا توزيع شده می‌باشد.

Pairgain در ايران:

سيستم pairgain در حدود سال 1372 وارد شبكه مخابرات كشور شد. در حال حاضر توليد اين سيستم در داخل كشور به صورت صنعت مونتاژ می‌باشد. بنا به گفته كارشناسان مخابراتی، صرف‌نظر از چرخه خريد سوئيچ‌های ديجيتال، ورود اين سوئيچ‌ها تا زمان نصب آنها، حدود 2ماه بيشتر طول نمی‌كشد. در صورتی كه متاسفانه شبكه كابل در كشور به دليل عدم هماهنگی‌ها عدم برنامه‌ريزی‌ها عقب‌تر می‌باشد. بايد به موازات خريداری شماره‌های تلفن جديد، شبكه كابل نيز توسعه يابد. به طور كلی می‌توان گفت كه توسعه شبكه مخابرات با تكنولوژی pairgain اصولی نيست. همان طور كه كشورهای صاحب تكنولوژی pairgain، اين سيستم را از شبكه مخابراتی خود خارج كردند، به نظر می‌رسد اين كار در شبكه مخابراتی كشور نيز صورت گيرد و عمل Off Loading جايگزين اين سيستم گردد.

مطلبی دیگر در مورد PCM

در صنعت مخابرات در برهه ای از زمان حجم تعداد مشترکین تلفن ثابت موجود در شبکه زیاد نبود به همین دلیل در هر شهری یک مرکز را نصب و برای سرویس دهی به مسافت های طولانی از کابل های مسی به ضخامت زیاد استفاده می کردند که در اوایل سیم هایی با ضخامت 1 تا 0.9 میلیمتر به کار می رفتند . به مرور زمان با افزایش تعداد مشترکین و به دلیل قوی نبودن صنعت میکروالکترونیک ، سوئیچ ها نمی توانستند به طور آنی حجیم شوند به همین دلیل به روش توزیع شده کار می کردند یعنی فاصله ها را کم و مراکز دستیابی را زیاد کردند .

مخابرات در سال های اخیر به خصوص در مناطق مرکزی شهر به جای توسعه شبکه کابلی از شیوه خاصی به نام (Pulse Code Modulation) یا PCM جهت افزایش ظرفیت خطوط استفاده نموده است که در این شیوه ظرفیت هر کابل به چندین خط تلفن ثابت اختصاص داده می شود. اگرچه این شیوه توان پاسخگویی به نیاز گفت وگوی تلفنی و انتقال صدا را برای مشترکان فراهم می کند، اما به دلیل تقسیم ظرفیت یک کابل، امکان استفاده و اشتراک اینترنت ADSL برای مشترکانی که خطوط تلفن آنها با این شیوه فراهم شده است، وجود نخواهد داشت

به موازات افزایش تعداد مراکز و حجیم تر شدن شبکه ، عملا ضخامت سیم های مسی را کاهش دادند ، در عین حال مشکلات زیادی را از قبیل حفاری های متعدد در زمین برای کار گذاشتن کابل های مسی جدید به همراه داشت . در اینجا شایان ذکر است که بیشترین سرمایه گذاری داخل مخابرات بخش سوییچ آن نیست بلکه مربوط به شبکه کابلی آن می باشد یعنی به طور کلی شبکه دسترسی به سرمایه گذاری زیاد تری نیاز دارد .

این مشکلات باعث شد که در دهه 1980 تا 1990 کمپانی pairgain و لوسنت آمریکا به این نتیجه رسیدند که از روش حفاری و خواباندن کابل مسی استفاده نکنند و درصدی از توسعه مشترکین را بدون استفاده از کابل های مسی جدید انجام دهند . آنها توانستند که با تغییر سیستم کدینگ از 64Kb/s به 32Kb/s چهار مشترک را روی یک زوج سیم توسعه دهند .

اولین پایه گذار کدینگ کردن پالس ها با این روش کمپاتی لوسنت بود . به این کار یعنی افزایش بهره وری خط به منظور افزایش تعداد مشترکین در شبکه بدون توسعه شبکه pairgain technologe یا pcm گفته می شود .

سیستم pcm ( افزایش ضریب ارسال پیام های مخابراتی با استفاده از زوج سیم ) با استفاده از یکی از جدیدترین تکنولوژی انتقالHDSL و تغذیه راه دور برای نصب تا 11 خط انتقال مشترکین آنالوگ ایدآل می باشد و تنها از یک جفت سیم مسی موجود بدون سرمایه گذاری زیربنایی مجدد استفاده می کند .

این سیستم در مقایسه با سیستم های با اتصالات کابل مسی همان کیفیت و سرویس ها را ( اعم از سیگنال زنگ ، پالس تعرفه ، شماره گیری پالس ، تست خطوط مشترکین و ... ) همزمان تا 12 مشترک فراهم می کند .

این سیستم از دو واحد تشکیل شده است :

1 – PCM-CU ) PCM11VA ) : ( واحد مرکزی ) که در سمت مرکز تلفن قرار می گیرد .

2 – PCM-RU) PCM11TA ) : ( واحد راه دور ) که در نزدیکی مشترکین قرار می گیرد

واحد PCM-CU به صورت کارت قابل نصب در راک استاندارد می باشد و وظایف زیر را بر عهده دارد :

1 – به حداکثر 12 خط آنالوگ در مرکز تلفن متصل می شود و ترافیک مربوطه را به صورت دیجیتالی در می آورد .

2 – با استفاده از تکنولوژی HDSL/2B1Q با سرعت 784Kb/s ، 528Kb/s ، 272Kb/s به یک واحد راه دور ( TA ) متصل می شود .

3 – ولتاژ تغذیه واحد راه دور TA را فراهم می کند .

4 – توسط پورت RS485 به سیستم آلارم و ترمینال نظارت محلی یا راه دور متصل می شود .

5 – آشکار سازی و ارسال ولتاژ زنگ

6 - آشکار سازی و ارسال پالس های اندازه گیری

واحد راه دور PCM-RU ، یک واحد تغذیه شونده از دور می باشد که در یک کاست مطابق استاندارد IEC17 قرار می گیرد و وظایف زیر را بر عهده دارد :

1- به حداکثر 12 خط مشترکین آنالوگ وصل می شود و ترافیک را به صورت دیجیتالی در می آورد .

2 – خط انتقال HDSL از واحد مرکزی به این واحد ختم می شود .

3 – تغذیه درونی و ولتاژ تغذیه مشترک را از خط انتقال HDSL تولید می کند .

4 - دریافت سیگنال های برداشتن و گذاشتن گوشی

بیشترین فاصله بین دو برد VA و TA با توجه به نوع و کیفیت کابل و تعداد کانال های pcm تعیین می شود ، حد اکثر مقاومت مجاز حلقه 1100 ohm با تضعیف 31~39DB در فرکانس 150Khz می باشد که بستکی به نویز کابل دارد .

این فاصله می تواند با استفاده از واحد بازسازنده HDSL ماژول PCM-RG ( ZWR ) و واحد تغذیه کمکی از راه دور ( ماژول RPU3 ) دو برابر شوند .

برای تامین نیاز مشترکین به صورت کامل سیستم pairgain ( pcm ) ورژن های 4 ، 8 ، 11 ، 12 کانال را داراست که سرویس های با کیفیت مطلوب را برای فواصل عملکرد با برد طولانی فراهم می سازد .

معایب سیستم :

1 - به دلیل تقسیم ظرفیت یک کابل امکان استفاده و اشتراک اینترنت ADSL برای مشترکانی که خطوط تلفن آنها به این شیوه فراهم شده وجود ندارد .

2 – در اتصال Dialup به شبکه اینترنت مشکلاتی برای مشترکان ایجاد می کدن و سرعت پایین تر از 33.6Kb/s است .

3 – این تکنولوژی صرفا برای ارائه سرویس صدا استفاده شده است .

4 – در روز های بارانی یا آفتابی حرارت زیاد سیستم به هم می ریزد ، زنگ های مجازی

5 – محدودیت در افزایش تعداد مشترکین ، هر چه تعداد مشترکین زیادتر شود ولتاژ و توان بیشتری از سی گرفته می شود.

منبع: http://www2.zarrintel.com/

http://kpsco.blogsky.com/

PCM چیست؟

مطالب مشابه :

سامانه سرويس دهيADSL شركت مخابرات پلوتون

سامانه‌های اینترنتی و اینترانتی شركت مخابرات استان اصفهان (ویژه كارمندان)

ورود به بخش کاربران اینترنت پرسرعت مخابرات

سامانه مديريت خدمات مشتريان adsl مخابرات

مشاهده ریز کارکرد سرویس ها

PCM چیست؟

قابل توجه مشترکین نسل آینده شهرضا

بروز مشکل در سروىس دهى شرکت رنگىن کمان راىانه سپاهان

ساختار شبکه تلفن ثابت در شبکه مخابرات ایران

خدمات اعلام شماره تلفن همراه در شبکه 118