Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Телефонии ( / т ə л ɛ е ə п я / tə- ЛЭФ -ə урожденный ) является полем технологии включая разработку, применение и развертывание телекоммуникационных услуг с целью электронной передачи голоса, факс, данные или , между дальними сторонами. История телефонии неразрывно связана с изобретением и развитием телефона .

Телефония обычно называется построением или эксплуатацией телефонов и телефонных систем, а также системой телекоммуникаций, в которой телефонное оборудование используется для передачи речи или другого звука между точками с использованием проводов или без них. [1] Этот термин также часто используется для обозначения компьютерного оборудования, программного обеспечения и компьютерных сетевых систем, которые выполняют функции, традиционно выполняемые телефонным оборудованием. В этом контексте технология конкретно упоминается как Интернет-телефония или передача голоса по Интернет-протоколу (VoIP).

Обзор [ править ]

Первые телефоны подключались напрямую попарно. У каждого пользователя был отдельный телефон, подключенный к каждой точке доступа. Это быстро стало неудобным и неуправляемым, когда пользователи хотели общаться с более чем несколькими людьми. Изобретение телефонной станции предоставило решение для установления телефонных соединений с любым другим телефоном, обслуживаемым в данной местности. Каждый телефон был подключен к АТС сначала одним проводом, затем одной парой проводов, местной шлейфом . Ближайшие АТС в других зонах обслуживания были подключены к магистральным линиям , и междугородная связь могла быть установлена ​​путем ретрансляции вызовов через несколько АТС.

Первоначально телефонные коммутаторы управлялись вручную оператором, обычно называемым « оператором коммутатора ». Когда клиент поворачивал ручку телефона, он активировал индикатор на доске перед оператором, который в ответ вставлял гарнитуру оператора в это гнездо и предлагал обслуживание. Вызывающий должен был запросить вызываемую сторону по имени, а затем по номеру, и оператор подключил один конец цепи к разъему вызываемой стороны, чтобы предупредить их. Если вызываемая станция ответила, оператор отключил гарнитуру и завершил цикл между станциями. Междугородные звонки производились с привлечением других операторов на других обменных пунктах сети.

До 1970-х годов большинство телефонов было постоянно подключено к телефонной линии, установленной в помещениях клиентов. Позже преобразование в установку разъемов, завершающих внутреннюю проводку, позволило просто заменить телефонные аппараты на телефонные розетки и сделать возможным перенос набора в несколько мест в помещении, где были установлены розетки. Внутренняя проводка ко всем гнездам была подключена в одном месте к кабельной розетке, соединяющей здание с кабелем. Кабели обычно подводят большое количество ответвительных проводов со всей районной сети доступа к одному центру проводов или телефонной станции. Когда телефонный пользователь хочет позвонить , оборудование на АТС проверяет набранный номер.номер телефона и подключает эту телефонную линию к другой в том же центре проводной связи или к соединительной линии с удаленной АТС. Большинство телефонных станций в мире связаны между собой через систему более крупных систем коммутации, образующих коммутируемую телефонную сеть общего пользования (PSTN).

Во второй половине 20-го века факс и данные стали важными вторичными приложениями сети, созданной для передачи голоса, а в конце века части сети были модернизированы с использованием ISDN и DSL для улучшения обработки такого трафика.

Сегодня в телефонии используются цифровые технологии ( цифровая телефония ) при предоставлении телефонных услуг и систем. Телефонные звонки могут осуществляться в цифровом виде, но могут быть ограничены случаями, когда последняя миля является цифровой или когда преобразование между цифровыми и аналоговыми сигналами происходит внутри телефона. Благодаря этому усовершенствованию удалось снизить затраты на связь и улучшить качество голосовых услуг. Первая реализация этого, ISDN , позволяла быстро передавать все данные из конца в конец по телефонным линиям. Позже эта услуга стала менее важной из-за возможности предоставлять цифровые услуги на основе протокола IP .

С момента появления технологии персональных компьютеров в 1980-х годах интеграция компьютерной телефонии (CTI) постепенно предоставляла более сложные услуги телефонии, инициируемые и контролируемые компьютером, такие как выполнение и прием голосовых, факсимильных и информационных вызовов с помощью телефонных справочных служб и вызывающих абонентов. идентификация. Интеграция программного обеспечения телефонии и компьютерных систем - важный шаг в эволюции автоматизации делопроизводства. Этот термин используется для описания компьютеризированных услуг центров обработки вызовов, например тех, которые направляют ваш телефонный звонок в нужный отдел компании, в которую вы звоните. Он также иногда используется для возможности использовать ваш персональный компьютер для инициирования и управления телефонными звонками (в этом случае вы можете думать о своем компьютере как о своем персональном центре обработки вызовов). [2] CTI не является новой концепцией и использовалась в прошлом в крупных телефонных сетях, но только специализированные центры обработки вызовов могут оправдать затраты на установку необходимого оборудования. Поставщики первичных телефонных услуг предлагают информационные услуги, такие как автоматическая идентификация номера., которая представляет собой архитектуру телефонных услуг, которая отделяет услуги CTI от коммутации вызовов и упрощает добавление новых услуг. Служба идентификации набранного номера (DNIS) в масштабе достаточно широкая, чтобы ее можно было реализовать, чтобы принести реальную пользу бизнесу или бытовому телефону. Новое поколение приложений ( промежуточное программное обеспечение ) разрабатывается в результате стандартизации и доступности недорогих каналов компьютерной телефонии.

Цифровая телефония [ править ]

Цифровая телефония - это использование цифровой электроники при эксплуатации и предоставлении телефонных систем и услуг. С конца 20-го века цифровая базовая сеть заменила традиционные аналоговые системы передачи и сигнализации, и большая часть сети доступа также была оцифрована.

Начиная с развития транзисторной технологии, зародившейся в Bell Telephone Laboratories в 1947 году, до схем усиления и переключения в 1950-х годах, коммутируемая телефонная сеть общего пользования (PSTN) постепенно перешла на твердотельную электронику и автоматизацию . После разработки компьютера основанное электронных систем коммутации , включающие металл-оксид-полупроводник (МОП) и импульсно-кодовой модуляции (PCM) технологий, PSTN постепенно эволюционировал в сторону оцифровки сигналов иаудиопередачи . С тех пор цифровая телефония значительно повысила пропускную способность, качество и стоимость сети. Оцифровка позволяет передавать широкополосный голос на том же канале с улучшенным качеством более широкого аналогового голосового канала.

История [ править ]

Первые сквозные аналоговые телефонные сети, которые нужно было модифицировать и модернизировать до сетей передачи с системами передачи цифрового сигнала 1 (DS1 / T1), относятся к началу 1960-х годов. Они были разработаны для поддержки основного речевого канала 3 кГц путем дискретизации аналогового речевого сигнала с ограниченной полосой пропускания и кодирования с использованием импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). Ранний кодек PCM - фильтры были реализованы в виде цепей пассивного резистора - конденсатора - индуктора , с аналого-цифровым преобразованием (для оцифровки голосов) и цифро-аналоговым преобразованием (для восстановления голосов), выполняемымдискретные устройства . Ранняя цифровая телефония была непрактичной из-за низкой производительности и высокой стоимости ранних кодеков-фильтров PCM. [3] [4]

Практическая цифровая связь стала возможной благодаря изобретению полевого транзистора металл-оксид-полупроводник (MOSFET) [5], который привел к быстрому развитию и широкому распространению цифровой телефонии с ИКМ. [4] МОП-транзистор был изобретен Мохамедом М. Аталлой и Давоном Кангом в Bell Telephone Laboratories в 1959 году, а интегральная схема (ИС) металл-оксид-полупроводник (МОП) была предложена вскоре после этого, но изначально МОП-технология была проигнорирована. Bell, потому что они не нашли его практичным для аналоговых телефонных приложений, прежде чем он был коммерциализирован Fairchild иRCA для цифровой электроники, такой как компьютеры . [6] [4] Технология MOS в конечном итоге стала практичной для телефонных приложений с интегральной схемой MOS со смешанными сигналами , которая объединяет аналоговую и цифровую обработку сигналов на одном кристалле, разработанной бывшим инженером Bell Дэвидом А. Ходжесом и Полом Р. Греем в Калифорнийский университет в Беркли в начале 1970-х годов. [4] В 1974 году Ходжес и Грей вместе с Р. Э. Суарес разработали технологию схемы МОП- переключаемых конденсаторов (SC), которую они использовали для разработки микросхемы цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) с использованием МОП-конденсаторов.и переключатели MOSFET для преобразования данных. [4] МОП- аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и микросхемы ЦАП были коммерциализированы к 1974 г. [7]

Схемы MOS SC привели к разработке микросхем кодека-фильтра PCM в конце 1970-х годов. [4] [3] кремниевый затвор КМОП (комплементарный МОП) PCM кодек-фильтр чип, разработанный Hodges и WC Black в 1980 году, [4] с тех пор был промышленным стандартом для цифровой телефонии. [4] [3] К 1990-м годам телекоммуникационные сети, такие как коммутируемая телефонная сеть общего пользования (PSTN), были в значительной степени оцифрованы с использованием кодек-фильтров CMOS PCM с очень крупномасштабной интеграцией (VLSI), широко используемых в электронных коммутационных системах для телефонов. биржи , частные отраслевые биржи(АТС) и ключевые телефонные системы (КТС); пользовательские модемы ; приложения для передачи данных, такие как несущие цифровой петли , мультиплексоры с усилением пары , расширители телефонных петель , терминалы цифровой сети с интегрированными услугами (ISDN), цифровые беспроводные телефоны и цифровые сотовые телефоны ; и такие приложения, как оборудование для распознавания речи , хранилище голосовых данных , голосовая почта и цифровые безленточные автоответчики . [3]Пропускная способность цифровых телекоммуникационных сетей быстро растет по экспоненте, как это было отмечено законом Edholm в , [8] в значительной степени обусловлено быстрым масштабированием и миниатюризации технологии MOS. [9] [4]

Для несжатого цифрового звука PCM с 8-битной глубиной и частотой дискретизации 8 кГц требуется битовая скорость 64 кбит / с , что было непрактично для ранних цифровых телекоммуникационных сетей с ограниченной пропускной способностью сети . Решением этой проблемы стало линейное прогнозирующее кодирование (LPC), алгоритм сжатия данных речевого кодирования , который был впервые предложен Фумитадой Итакурой из Университета Нагоя и Сюдзо Сайто из Nippon Telegraph and Telephone (NTT) в 1966 году. LPC был способен к сжатию аудиоданных. до 2,4     кбит / с, что привело к первым успешным разговорам в реальном времени по цифровым сетям в 1970-х годах. [10] LPC с тех пор стал наиболее широко используемым методом кодирования речи. [11] Другой метод сжатия аудиоданных, алгоритм дискретного косинусного преобразования (DCT), называемый модифицированным дискретным косинусным преобразованием (MDCT), широко применяется для кодирования речи в приложениях передачи голоса по IP (VoIP) с конца 1990-х годов. [12]

Развитие таких методов передачи, как SONET и оптоволоконная передача, способствовало дальнейшему развитию цифровой передачи. Хотя существовали системы аналоговой несущей, которые мультиплексировали несколько аналоговых голосовых каналов в одну среду передачи, цифровая передача позволяла снизить стоимость и мультиплексировать больше каналов в среде передачи. Сегодня конечный прибор часто остается аналоговым, но аналоговые сигналы обычно преобразуются в цифровые сигналы на интерфейсе обслуживающей зоны (SAI), в центральном офисе (CO) или в другой точке агрегирования. Несущие цифровой петли (DLC) и оптоволокно к xразмещать цифровую сеть как можно ближе к помещению клиента, переводя аналоговую локальную линию в унаследованный статус.

Основные этапы развития цифровой телефонии [ править ]

  • ранние эксперименты с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ) в телефонии
  • разработан стандарт 8 бит, 8 кГц; Теорема Найквиста и стандартная полоса пропускания телефонной связи 3,5 кГц
  • DS0 как базовый стандарт цифрового потока битов телефонии
  • нелинейное квантование : A-закон против μ-закона и перекодирование между ними
  • частота ошибок по битам и разборчивость
  • разработка схем с переключаемыми конденсаторами (SC) металл-оксид-полупроводник (МОП) и комплементарных МОП (КМОП) микросхем кодека-фильтра ИКМ
  • разработка алгоритмов сжатия данных кодирования речи , в частности алгоритмов кодирования с линейным предсказанием (LPC) и модифицированного дискретного косинусного преобразования (MDCT)
  • введены в эксплуатацию первые практические цифровые телефонные системы
  • американская система T-carrier и европейская система E-carrier , разработанная для передачи цифровой телефонии
  • внедрение пространственно-временной коммутации в полностью цифровых электронных коммутационных системах
  • замена тональной сигнализации на цифровую для соединительных линий
  • внутриполосная сигнализация против внеполосной сигнализации
  • проблема кражи бит
  • развитие системы сигнализации № 7 (SS7)
  • быстрое увеличение пропускной способности цифровых телекоммуникационных сетей ( закон Эдхольма ), в значительной степени обусловленное масштабированием и миниатюризацией технологии MOSFET (MOS-транзистор)
  • появление волоконно-оптических сетей обеспечивает большую надежность и пропускную способность
  • переход от плезиохронной передачи к синхронным системам, таким как SONET / SDH
  • достижения в области беспроводной радиочастотной технологии, в частности разработка ВЧ-усилителей мощности MOSFET ( силовых MOSFET и LDMOS ) и схем RF CMOS
  • оптические самовосстанавливающиеся кольцевые сети еще больше повышают надежность
  • цифровые / оптические системы революционизируют международные сети дальней связи, особенно подводные кабели
  • цифровые телефонные станции устраняют движущиеся части, делают телефонное оборудование намного меньше и надежнее
  • разделение функций обмена и концентратора
  • развертывание цифровых систем по всей телефонной сети общего пользования
  • предоставление интеллектуальных сетевых услуг
  • сжатие речи на международных цифровых соединительных линиях
  • прослушивание телефонных разговоров в цифровой среде
  • внедрение цифровой мобильной телефонии, специализированных алгоритмов сжатия для высокого коэффициента битовых ошибок
  • прямая цифровая терминация для клиентов через ISDN ; PRI завоевывает популярность, BRI - нет, за исключением Германии.
  • влияние цифровой телефонии и цифровой оконечной нагрузки у провайдера на производительность модема
  • передача голоса по IP как стратегия оператора
  • Появление ADSL приводит к тому, что передача голоса по IP становится потребительским продуктом, и медленный упадок коммутируемого доступа в Интернет.
  • ожидается конвергенция VoIP , мобильной телефонии и т. д.
  • выравнивание тарифов на телефонную связь , рост движется к ценообразованию по фиксированной ставке, поскольку предельная стоимость телефонии снижается все больше и больше.

IP-телефония [ править ]

Основная статья: Передача голоса по IP
Коммерческий IP-телефон с клавиатурой, клавишами управления и функциями экрана для выполнения настройки и пользовательских функций.

Область технологий, доступных для телефонии, расширилась с появлением новых коммуникационных технологий. Телефония теперь включает в себя технологии интернет-услуг и мобильной связи, в том числе видеоконференцсвязь.

Новые технологии, основанные на концепциях Интернет-протокола (IP), часто называют отдельно телефонией «передача голоса по IP» (VoIP), также обычно называемой IP-телефонией или Интернет-телефонией. В отличие от традиционных телефонных услуг, услуги IP-телефонии практически не регулируются государством. В Соединенных Штатах Федеральная комиссия по связи (FCC) регулирует соединения между телефонами, но заявляет, что не планирует регулировать соединения между пользователем телефона и поставщиком услуг IP-телефонии. [ необходима цитата ]

Специализация цифровой телефонии, телефония по протоколу Интернет (IP), включает применение цифровых сетевых технологий, которые были основой Интернета для создания, передачи и приема сеансов связи по компьютерным сетям . Интернет-телефония широко известна как передача голоса по Интернет-протоколу (VoIP), что отражает этот принцип, но при этом упоминается со многими другими терминами. VoIP оказалась революционной технологией, которая быстро заменяет традиционные технологии телефонной инфраструктуры. По состоянию на январь 2005 г. до 10% телефонных абонентов в Японии и Южной Корее перешли на эту услугу цифровой телефонной связи. Январь 2005 г.В статье Newsweek говорилось, что Интернет-телефония может стать «следующим большим достижением». [13] По состоянию на 2006 год многие компании VoIP предлагают услуги потребителям и предприятиям . [ требуется обновление ]

IP-телефония использует подключение к Интернету и аппаратные IP-телефоны , аналоговые телефонные адаптеры или компьютерные приложения софтфонов для передачи разговоров, закодированных в виде пакетов данных . Помимо замены простой старой телефонной связи (POTS), услуги IP-телефонии конкурируют с услугами мобильной связи, предлагая бесплатные или более дешевые соединения через точки доступа Wi-Fi . VoIP также используется в частных сетях, которые могут иметь или не иметь соединение с глобальной телефонной сетью.

Количество фиксированных телефонных линий на 100 жителей 1997–2007 гг.

Исследование социального воздействия [ править ]

Прямое общение между людьми включает невербальные сигналы, выраженные в лицевой и другой артикуляции тела, которые не могут быть переданы в традиционной голосовой телефонии. Видеотелефония восстанавливает такие взаимодействия в различной степени. Теория сигналов социального контекста - это модель для измерения успеха различных типов коммуникации в поддержании невербальных сигналов, присутствующих при личном общении. В исследовании изучается множество различных сигналов, таких как физический контекст, различные выражения лица, движения тела, тон голоса, прикосновение и запах.

При использовании телефона теряются различные сигналы связи. Общающиеся стороны не могут распознать движения тела, им не хватает прикосновений и запахов. Хотя эта ограниченная способность распознавать социальные сигналы хорошо известна, Визенфельд, Рагурам и Гаруд отмечают, что тип общения имеет ценность и эффективность для решения различных задач. [14] Они исследуют рабочие места, на которых различные типы общения, такие как телефон, более полезны, чем личное общение.

Расширение связи для мобильной телефонной связи создало другой фильтр социальных реплик , чем Стационарный телефон. Использование мгновенных сообщений, таких как текстовые сообщения , на мобильных телефонах создало чувство общности. [15] В «Социальном конструировании мобильной телефонии» предполагается, что каждый телефонный звонок и текстовое сообщение - это больше, чем попытка разговора. Напротив, это жест, который поддерживает социальную сеть между семьей и друзьями. Несмотря на то, что через телефоны теряются определенные социальные сигналы, мобильные телефоны приносят новые формы выражения различных сигналов, понятных разным аудиториям. Новые языковые добавки пытаются компенсировать неотъемлемое отсутствие нефизического взаимодействия.

Другая социальная теория, поддерживаемая посредством телефонии, - это теория зависимости от средств массовой информации. Эта теория заключает, что люди используют средства массовой информации или ресурсы для достижения определенных целей. Эта теория утверждает, что существует связь между СМИ, аудиторией и большой социальной системой. [16] Телефон, в зависимости от человека, помогает достичь определенных целей, таких как доступ к информации, поддержание контакта с другими людьми, отправка быстрой связи, развлечения и т. Д.

См. Также [ править ]

  • Список телефонной терминологии
  • История телефона
  • Изобретение телефона

Ссылки [ править ]

  1. ^ Dictionary.com Определение телефонии
  2. ^ Что такое CTI? TechTarget
  3. ^ a b c d Флойд, Майкл Д.; Хиллман, Гарт Д. (8 октября 2018 г.) [1-й паб. 2000]. «Кодек-фильтры с импульсной модуляцией» . Справочник по коммуникациям (2-е изд.). CRC Press . С. 26–1, 26–2, 26–3.
  4. ^ Б с д е е г ч я Allstot, David J. (2016). «Фильтры переключаемых конденсаторов». В Малоберти, Франко; Дэвис, Энтони С. (ред.). Краткая история цепей и систем: от экологичных, мобильных, повсеместных сетей до вычислений больших данных (PDF) . IEEE Circuits and Systems Society . С. 105–110. ISBN  9788793609860.
  5. ^ Колиндж, Жан-Пьер; Колиндж, Калифорния (2005). Физика полупроводниковых приборов . Springer Science & Business Media . п. 165. ISBN 9780387285238.
  6. ^ Малоберти, Франко; Дэвис, Энтони С. (2016). «История электронных устройств». Краткая история цепей и систем: от экологичных, мобильных, повсеместных сетей до вычислений больших данных (PDF) . IEEE Circuits and Systems Society . С. 59-70 (65-7). ISBN  9788793609860.
  7. ^ Электронные компоненты . Типография правительства США . 1974. стр. 46.
  8. ^ Черри, Стивен (2004). «Закон Эдхольма полосы пропускания». IEEE Spectrum . 41 (7): 58–60. DOI : 10.1109 / MSPEC.2004.1309810 .
  9. ^ Джиндэл, Ренук P. (2009). «От миллибит до терабит в секунду и выше - более 60 лет инноваций» . 2009 2-й международный семинар по электронным устройствам и полупроводниковым технологиям : 1–6. DOI : 10,1109 / EDST.2009.5166093 .
  10. ^ Грей, Роберт М. (2010). «История цифровой речи в реальном времени в пакетных сетях: Часть II линейного прогнозирующего кодирования и Интернет-протокола» (PDF) . Найденный. Тенденции сигнального процесса . 3 (4): 203–303. DOI : 10.1561 / 2000000036 . ISSN 1932-8346 .  
  11. ↑ Гупта, Шипра (май 2016 г.). «Применение MFCC в распознавании говорящих независимо от текста» (PDF) . Международный журнал перспективных исследований в области компьютерных наук и программной инженерии . 6 (5): 805-810 (806). ISSN 2277-128X . Проверено 18 октября 2019 .  
  12. ^ Шнелл, Маркус; Шмидт, Маркус; Джандер, Мануэль; Альберт, Тобиас; Гейгер, Ральф; Руоппила, Веса; Экстранд, Пер; Бернхард, Гриль (октябрь 2008 г.). MPEG-4 Enhanced Low Delay AAC - новый стандарт для высококачественной связи (PDF) . 125-я конвенция AES. Фраунгофера IIS . Аудио инженерное общество . Проверено 20 октября 2019 года .
  13. ^ Шеридан, Барретт. "Newsweek - Национальные новости, мировые новости, здоровье, технологии, развлечения и многое другое ... - Newsweek.com" . MSNBC. Архивировано из оригинала 18 января 2005 года . Проверено 23 мая 2010 .
  14. ^ "Размещенная АТС" . Проверено 5 декабря 2017 года .
  15. ^ Меш, Густаво S .; Талмуд, Илан; Куан-Хаасе, Анабель (01.09.2012). «Социальные сети обмена мгновенными сообщениями: индивидуальные, реляционные и культурные характеристики». Журнал социальных и личных отношений . 29 (6): 736–759. DOI : 10.1177 / 0265407512448263 . ISSN 0265-4075 . 
  16. ^ "Теория зависимости СМИ" . 2012-02-12.