PSTN（公共交换电话网络）

引言

公共交换电话网络（PSTN）范式涵盖了主要用于语音通信的全球公共电话系统互联网络。PSTN 体现了传统的电话基础设施，由本地、国家和国际电话服务提供商网络进行复杂的管理。这些网络构成了社会电信基础设施的骨干，支撑着全球的通信服务。

PSTN 由亚历山大·格雷厄姆·贝尔于19世纪末引入，经历了多个发展阶段，最新的 PSTN 设计在20世纪初投入使用。该平台围绕地下埋设的铜线构建，其传统覆盖了几代商业和家庭通信。目前，数字化的 PSTN 已经非常先进，并且比旧技术更加熟练。

在某些情况下，人们会寻找已经不再可用的“固定电话”，而其他人则称之为ПСТН（PSTN）或“固定电话服务”，这些已成为连接全球人们的流行通信工具。

PSTN 是如何运作的？

PSTN 的运作

公共交换电话网络（PSTN）基于全球公共电话服务网络的集成，使用各种技术，包括有线系统、光纤以及各种瓶颈点，如交换中心、蜂窝网络、卫星和电缆系统。这台机器的主要目的是通过将呼叫者连接到本地人来提供固定电话通信。

PSTN 网络的设计在网络不同位置设置了关键交换机，这些交换机作为将信息从一个终端（或端点）传输到另一个终端所需的主要节点。在呼叫开始时，呼叫会经过多个交换机，直到到达最终目的地。随后，语音信号通过地下电线网络被引导，连接电话并实现通信。

这项技术也是传统拨号网络调制解调器在建立网络接入连接方面发展的基础。旧的拨号技术帮助将计算机与互联网互联，最高速度可达 56 Kbps。尽管多年来拨号是家庭互联网接入的主要形式，但随着宽带互联网服务的出现，其受欢迎程度开始下降，因此对许多人来说变得无关紧要。

PSTN 架构概述

星形配置是经典PSTN架构的一个特定特征，它以分层结构呈现。在这种方案中，各种独立的用户线路连接到本地交换区域的中心交换机，这构成了用户的主要平台。长途交换机通过本地交换机直接连接到主交换机和中心交换机，作为网络中的焦点。

通常，交换系统中的用户线路，因为它们共享相同的区号，所以无需拨打区号即可连接到周边地区的人。另一方面，拨号号码需要区号才能与其他地区的呼叫相关联。同样，国际呼叫需要移动用户输入各自的国家代码才能连接到特定目的地。因此，这种分层结构为国家地区和地方提供了通用和特殊的编号及路由方案服务。

以下是构成 PSTN 架构的四个主要组件

1. 本地交换局

中心局，通常简称为交换局，是电话用户进入传统电话网络的第一个入口节点。

这个本地交换运营商（LEC）可能意味着一个或多个交换局，能够处理多达10,000条线路的最大商业案例。

同样，像本地交换局一样，一个区域内的所有电话都会确定拨打的号码，并将网络呼叫引导到正确的位置。

2. 汇接局

这种局有时被称为扇形网络或中心局，因为它负责跨越多个不同本地交换局的广大地理区域的线路。

当一个长途呼叫超出连接的本地交换局时，它首先被路由到一个汇接局，然后再到其目的地，从而保持一个郊区和另一个地理区域之间的通信无缝连接。

3. 长途局

全国范围内的边界呼叫由托管局完成，它主要作为每个区域内流量的协调中心。

长途局连接了所有汇接局，有效地连接了广泛区域内的交互操作。

例如，呼叫一个他们不相关的分支机构时，他们需要与一个中央长途局互动才能到达目的地。

4. 国际网关

国际呼叫被转发到相应的国际网关，该网关在国内互连并切换到正确的国际呼叫目的地。

它们帮助管理国家间呼叫路由和连接类型的挑战。

这四个项目构成了 PSTN 架构的基石，它们使语音通话的传输过程在全球范围内无缝进行。

PSTN 的演变

讨论历史背景旨在为您提供该主题的总体概览。

1876年商用电话的引入开启了导致现代电信的一系列事件。最初，电话不仅是独立的，而且是成对连接的，仅用于固定地点之间的通信。这妨碍了同时使用同一台仪器呼叫不同地点的可能性，需要为每个期望的地点配备一部独立的电话。曾有一个时代，接线员（通常是女性）手动连接电话呼叫。

不仅在1900年代，而且在此之后，随着电话技术的势头增强，网络迅速扩展以适应PSTN的增长。在PSTN的早期，它主要采用模拟信号。最终，随着数字技术的多次发展，它经历了巨大的转变。

从1960年代开始，通信人员用计算机取代了手动交换台，数据被分类为数字传输。这项技术创新使得数字语音信号可以通过同一根电线传输，为动态和新的通信能力铺平了道路。

铜线不仅被视为现代 PSTN 基础设施的传统导体，而且还实施了光纤电缆。这充分说明数字通信服务已经被整合。因此，它们比以前更加普遍。

如今，电信公司逐渐倾向于所有转向 IP（互联网协议）的现代通信；数字设备将取代作为此类技术基础的模拟设备。这种转换旨在支持当前运营商使用单一标准的网络管理功能，从而减少维护两个独立的模拟和数字基础设施。此外，数字技术的电子商务开发将菜单转变为多种服务，为市场提供了赚取更多收入的机会。

从精致的操作员交换台到先进的自动化数字交换的出现，技术进步谱写了PSTN的故事，随着技术变得越来越复杂，为这个故事增添了新的篇章。

今天的 PSTN 是如何工作的？

今天的国际公共交换电话网络（PSTN）可以被看作是一个集成的系统，由各种网络组件构成，包括电信线路、光纤电缆和电话交换系统等。然而，它的主要功能是建立呼叫的通信基础。

电话呼叫是应答机、PTN 和目的地电话端中介之间协调的结果；因此，它确保了呼叫电话的语音不间断和连接。在深入了解确切过程之前，让我们先看看当您从手机拨打朋友号码时 POTS 是如何工作的。

从电话听筒到中心局：您需要了解的呼叫之旅

当您拿起 EB 电话听筒的那一刻，您的呼叫之旅就开始了。下一步是将您声音的声波转换为电信号，通过网络电缆发送到交换机或终端。在此过程中，终端与这些信号建立联系并确定呼叫的路径。

中心局呼叫路由

汇接局开始运作，该局是连接附近所有局的枢纽。因此，呼叫会转到远处的中心局，如果是本地呼叫，则直接转到中心局。然而，中心局在将呼叫路由到光纤电缆方面起着关键作用，在光纤电缆中，电信号被转换为光波进行传输。

从中心局到终端号码

在适当的中心局收集光脉冲，将其转换为电信号，最后路由到属于目标电话号码的特定端点（电话终端）。然后，最后一个阶段，即终端目的地，将信号转换为电波，从而确保与另一方的通信。

PSTN 接入定价

1. 消费者

要使用 PSTN 拨打本地电话，您需要有一部电话机和至少一个 PSTN 服务提供商。沃尔玛和亚马逊等商店提供的常规无绳电话听筒售价约为60美元。最便宜的手机套餐是即用即付选项，每月最多30美元，包括无限本地通话。

如果您选择包含无限本地和全国通话的套餐，您需要支付的价格将远低于每月50美元。首次启动成本可能在90美元到110美元之间，预付款可能在30美元到50美元之间。这样的套餐对于一个家庭来说非常合理，因为他们只会收到一张电话账单。

2. 企业

不同企业的布局需要不同的考虑点和成本。在 PSTN 电话系统模型中，每个人都涉及一个独特的横向划分。这导致越来越多的公司选择 VoIP 解决方案而不是 PSTN 网络解决方案。

员工人数少于10人的小公司，每月每个连接的费用可低至30美元。此外，业务必需的电话听筒会产生费用，因此成本会上升。

3. 专用交换机 (PBX)

PSTN 线路设计的 PBX 容量可达 40 名员工。与常规电话线相比，这些连接提供更多功能和优势。有时，由于这个原因，会推荐使用按键系统单元（KSU）。另一方面，购买风筝冲浪套装或套件相当昂贵，每条线路的价格约为800美元或1000美元甚至更多。

在对超过40名员工的大公司非常有优势的商务电话系统中，专用交换机系统是最受欢迎的一种。PBX 系统提供多种呼叫功能，包括转接、会议、自动话务员、语音信箱等，更好地满足了企业的需求。虽然 PBX 系统可以通过 PSTN 转接呼叫，但它们通常用于商业领域，而 PSTN 在家庭应用中更受欢迎。

PBX 系统拥有大量的组件，如交换机、路由器、集线器、电话适配器和多部电话，这使得它们比仅使用 PSTN 的传统电话设置昂贵得多。

PSTN 替代方案

PSTN 和 ISDN 之间的区别

尽管公共交换电话网络（PSTN）和综合业务数字网络（ISDN）这两个网络的架构设计基础不兼容，但它们在功能限制上有所不同。PSTN 依赖于传统的电话基础设施，而 ISDN 则接管并重新设计了传输线路，传统电话成为可以同时承载语音和数据通信的工具。

数字ISDN可以提供免提和清晰的语音，确保每个呼叫都为传输做好准备。用户可以获得高达128 Kbps的数据传输速率，这比PSTN的56 Kbps有了相当大的改进，但ISDN尚未普及。

实际上，ISDN 的主要功能之一在于其数据和语音线路在同一线路上集成的特性，从而使得仅用一条线路进行实时信息交换成为可能。这种功能不仅提高了生产力，还满足了企业快速互动的愿望。

然而，由于 PSTN 使用过时的基础设施，无法跟上快速发展的商业世界的步伐，而且与竞争对手 IPN 相比，它也很昂贵。有限的数据传输能力也导致了组织部门之间通信的必然障碍。

虽然PSTN和ISDN都分别在铜线或光纤通道上传输声音和数据，但它们的质量差异是显而易见的。在提供数字通信网络转型方面，ISDN将被认为是更传统的PSTN的替代方案，这将为数据传输带来更大的活力和效率。

以下是PSTN和ISDN区别的表格格式

ISDN（综合业务数字网）技术是当前互联网协议系统的前身，如今已很少使用。它是最早实现这种上网速度的技术之一，因为在那时，我们只有拨号连接。

PSTN 对比 VOIP

与PSTN相比，IP通信技术对它来说只是一个微小的改进，而IP语音（VoIP）则是一种现代化、先进且可靠的服务。IP，或称互联网协议语音，代表互联网协议，因此减少了电线和传统电话服务器的使用。

公共交换电话网络（PSTN）依赖有线基础设施来路由呼叫，而VoIP电话则通过DSL或电缆调制解调器提供的互联网连接无缝运行。语音信号经过数字化处理，并作为数据包通过互联网传输到目的地。虽然VoIP呼叫可以穿越传统网络，但从VoIP电话拨打PSTN号码时，呼叫将通过标准交换机进行路由。

与PSTN用于建立呼叫或数据传输的电路交换相比，VoIP具有更大的灵活性，并支持更多样化的呼叫类型和数据应用。虽然商务电话考虑固定分组交换，但移动电话使用分组交换，效果更好，因为它只在需要时发送或接收数据，因此可以减少连接持续时间，而无需永久连接。

因此，VoIP 不需要电话线，而是通过路由器在互联网上传输信息。每个独立的数据报都会选择“最安静”和最短的路径作为传输信息的手段。IP 网络的这种无与伦比的能力在 PSTN 中是没有的。

分组交换的类似效率和低运营成本鼓励企业主要使用VoIP。根据Spiceworks Ziff Davis在2022年进行的研究报告，31%的实体正在使用统一通信解决方案，而自2019年以来，VoIP的使用量增长了41%。IP语音的低成本、即插即用以及先进功能使其成为商务通信的唯一选择。

目前正在向一种名为公共交换电话网络（PSTN）的新系统迈进，这是当前的标凈。以下是详细的介绍，也为选择最适合通信目的的系统提供了指导。

以下是PSTN和VOIP之间差异的表格模式

无论您是使用PSTN、PBX还是任何基于POTS的技术，您都可能需要考虑以下几点，因为您将需要转向更优越的商务通信技术。考虑到您目前管理财务和提供客户满意度的方法，这种转换将在这些领域证明是有益的。

增强的成本效益

将PSTN运营商更换为基于IP的通信会导致与硬件现代化相关的支出，但从长远来看会带来节省。该计划在软电话的本地通话费用上可减少高达40%，可能每月为您的企业节省高达1727美元。通过VoIP，企业平均可以比PSTN节省65%的月度费用。

改善客户服务

VoIP电话系统将带来一系列无需额外费用的功能，使您的团队能够更好、更快地响应客户需求。例如，呼叫转移功能直观地将客户的呼叫路由给座席，从而减少客户的等待时间。

统计数据显示，87%的消费者无法等待超过一天的时间，希望品牌加快交付过程，以便他们能够定期从品牌获取信息。通常超出您想象的客户服务是基础，可以帮助您的声誉在初期迅速传播。

提高生产力

一群满意的客户有助于提高服务质量，减少焦虑，使工作进展顺利。这反过来又提高了员工的士气和满意度，并提高了他们的生产力。只有虚拟专用网络（VPN）才能真正增强生产力的支柱，因为它有助于处理此类网络中出现的远程和虚拟化问题。

根据思科和Sage Research的联合研究，使用统一消息系统的员工报告每天少花43分钟，而那些有能力随时随地工作的人表示，他们每天能节省大约55分钟。可能，拥有100名员工的企业使用统一通信每天可以节省191小时，每年节省92万美元，并提高生产力。

受众要求及时高效的解决方案，这通过精心设计的高级通信得以实现。这些因素无疑有助于公司的整体业绩和成功分数。

提高可扩展性

观察您业务的增长，以及不可避免地招聘新员工，自然会伴随着电话线路数量的增加。尝试使用 PSTN 服务将需要设备采购、设置和集成来支持这些电话，这虽然成本高昂、耗时耗力，但却是唯一有效的方法。

但与此相比，当企业开设新网点时，VoIP 作为增加新线路的更好解决方案脱颖而出。除了新连接无需布线外，这种建立新连接的方式成本效益更高，并且可以更快地完成，无需硬件升级。

通常，员工会担心购买新电话的成本。因此，他们可以在智能手机、笔记本电脑或电脑上使用软电话。实施VoIP电话网络也比扩展需要大量资源的PSTN网络相对容易。

PSTN 的特性

1. 然而，这可以被称为普通老式电话服务（POTS）。
2. 从亚历山大·格雷厄姆·贝尔发明电话到工厂和工业城镇的形成，过去两个世纪见证了重大的技术进步和激进的社会变革。
3. 可以有国有私营网络或网络运营商，以及国家政府或地区政府。
4. 主要目标是让人类的声音以完整的形式传达给对方，包括言语、音调和音色。
5. 将地球上的交换网络在使用彼此的标准协议时组装成一个整体。
6. 最初，它完全依赖于铜互连电缆和交换站！
7. 目前，许多不同的交换设备已经数字化，并且根据它们服务的设备变得越来越多样化。
8. 将会有铜电话线、光纤电缆、通信卫星、微波和海底通信电缆。除了蜂窝网络外，它还与蜂窝网络相关联。
9. 为了完全连接多部电话和蜂窝服务，采用了交换中心，从而使不同的网络能够通过电话系统进行通信。
10. 随着NB-IoT技术的出现，现有的电信系统与广域网（WAN）紧密集成，提供数据和语音服务。
11. ITU-T标准在PSTN网络的运行中起着关键作用。

结论

总而言之，全球语音信息的交换已经实现了其最初的功能，从模拟系统开始，然后是数字网络，再到物联网。尽管PSTN仍然是可靠语音通信的主要提供商之一，但它在可扩展性、成本和灵活性方面面临限制，商业世界在当今仍然认为这些是缺陷。企业的成功是由节约成本、增强客户服务和提高生产力驱动的。VoIP提供了解决方案，使员工可以随时随地工作。通过带来便利、拥有卓越的技术，以及稳步集成解决方案，VOIP被视为商务通信技术的未来。