電話のしくみ

Study
電話

アクセスネットワーク †

• 電話機から，NTT電話局舎まで

つながる仕組み †

• 2本の銅線でつながり，回路を作るイメージ
  • ツイストペアケーブル通信線路
  • モジュラージャックやケーブルのL1とL2の金属線がそれにあたる
  • モジュラーケーブルは，より対（つい）線と呼ばれ，より合わせることにより磁気の影響を打ち消す
• モジュラージャックは，壁の中の屋内配線を通り，外壁の保安器へ続く
  • 保安器は，大きな電流が流れた時に電流を遮断する働き
• 受話器を上げると回路がつながる
  • 電気が流れてダイヤルトーンが流れる

通話の仕組み †

• 声による分子の振動を，電子の振動に変える（電流）
  • 空気の振動で，磁石を振動させ，コイル内の磁石が動くことにより誘導電流が発生
  • 空気の振動で炭素の粉（抵抗）を動かし，電流の強弱を帰る（黒電話）
• 300Hz〜3400Hzの音だけ抜き出して使う（人間の可聴域は20Hz〜2万Hz）

電話局の配置（アクセス網） †

• 銅線（電話線）は距離が長くなると減衰が起こってしまう
• 電話線の長さの平均は約2.2km
• 幹線（き線）
  • 数千本の銅線が束ねられたケーブルで，ほとんど地下に埋設してある
• 配線
  • 幹線から，銅線の数が少ないケーブルが地上の電柱に沿って敷設されている
  • 電柱間の配線を架空（がくう）ケーブルと呼ぶ
  • 電柱から，家の保安器までのケーブルを引き落としケーブル（引き込み線）と呼ぶ
• 電話局に届くと，まずMDF（主配線盤）によって振り分けられてから交換機につながる

コアネットワーク †

• NTT局舎から先の交換機同士をつなぐネットワーク [#n89ab9e9]

２種類の回線 †

音声回線 †

• 発信者と受信者の間の中継線を占有して，音声が通る線を構築する
• 交換機同士の中継線を，交換機の内部スイッチを使ってつなぐ

共通線 †

• 交換機同士で通信を行う，音声回線とは違う細いケーブル
• 共通線でやり取りするメッセージを共通線信号と呼ぶ
• 共通線の交換機としての役割である，信号中継交換機（STP）を介して通信する
• 交換機同士がつながる為のメッセージがIAM*1　(I amと覚える）
• このIAMをSTPが仲介して交換機同士をつなげる
• 伝送速度はAMI符号なら64kbps，QAM変調なら48kbps

伝送装置 †

• これらの伝送装置のおかげで，交換機間の障害はバックアップされる
• 交換機同士を結ぶ光ファイバは，直接つながるのではなく伝送装置を介してつながる
• ただし，交換機はこの中継装置を意識することはない

SDH*2多重化装置 †

• この伝送装置で複数の光ファイバが，より高速な1本の太い光ファイバになる．
• ITU-Tが定めたSDHの規格を用いている．
• このSDH規格は他の様々なネットワークにも使われている

  例．
  中継ケーブル 155Mbps×16本が
  電話局間ケーブル 2.5Gbpsの光ファイバの「パス」に束ねられる

クロスコネクト †

• 交換機間をつなぐパスの交換機のような役割
• 内部スイッチでパスの出入りの振り分けを制御する
• 障害が発生しても別のクロスコネクト経由で交換機同士をつないで対応できる

ADM †

• クロスコネクトのリング限定版
• 交換機の間で中継するが，リング状につながる
• どこかで障害が起こると，反対のルートを使ってバックアップを行う

電話番号 †

固定電話 †

• 各加入者電話に、ITU-T*3のE.164国際番号計画に基づく電話番号が割り当てられる
  • 端末の位置が、固定的な加入回線番号で識別される

• ISDN番号
  • E.164により規定されてる最大15桁の番号
  • 加入者番号1234-5678だとすると、日本の本当の番号は「+81-3-1234-5678」
    • 日本の国番号が81
    • 市外局番03の0をとった3

3G携帯電話番号 †

• E.164番号がMSISDN*4として割り当てられる
  • E.164は、ITU-TのEシリーズ勧告の1つでISDN番号を規定
  • 同時にIMSI*5として国際モバイル加入者識別番号を含めた最大15桁の番号）も割り当てられる

• ICカード
  • 汎用ICカードUICC*6にUSIM*7アプリケーションとして格納される