1. Giới thiệu về PSTN
PSTN (Public Switched Telephone Network) là mạng điện thoại công cộng chuyển mạch, được sử dụng để truyền tải các cuộc gọi thoại thông qua hệ thống cáp đồng, cáp quang và các trạm chuyển mạch trên toàn thế giới. Đây là mạng viễn thông truyền thống, tồn tại và phát triển mạnh mẽ từ những năm đầu của thế kỷ 20, trước khi các công nghệ truyền thông hiện đại như VoIP (Voice over Internet Protocol) ra đời.
Mạng PSTN được coi là nền tảng cho hầu hết các cuộc gọi điện thoại truyền thống và vẫn đóng vai trò quan trọng trong hệ thống viễn thông toàn cầu.
2. Cấu trúc mạng PSTN
Mạng PSTN có cấu trúc phân lớp, bao gồm nhiều thành phần khác nhau được kết nối để truyền tải dữ liệu thoại từ người gọi đến người nhận. Các thành phần chính của mạng PSTN bao gồm:
a. Trạm thuê bao (Subscriber Line)
Đây là phần kết nối giữa thiết bị của người dùng (điện thoại bàn, điện thoại di động) và trạm chuyển mạch cục bộ. Trạm thuê bao thường sử dụng cáp đồng để kết nối với các thiết bị đầu cuối.
b. Trạm chuyển mạch cục bộ (Local Exchange)
Trạm chuyển mạch cục bộ là nơi các cuộc gọi từ trạm thuê bao được định tuyến. Tại đây, các cuộc gọi có thể được định tuyến đến các trạm chuyển mạch khác hoặc đến mạng PSTN lớn hơn. Mỗi khu vực địa lý thường có một hoặc nhiều trạm chuyển mạch cục bộ để xử lý các cuộc gọi trong khu vực đó.
c. Trạm chuyển mạch đường trục (Trunk Exchange)
Trạm chuyển mạch đường trục chịu trách nhiệm định tuyến các cuộc gọi giữa các trạm chuyển mạch cục bộ. Mỗi trạm chuyển mạch đường trục kết nối với nhiều trạm chuyển mạch khác, giúp mở rộng phạm vi liên lạc của mạng PSTN.
d. Mạng đường trục (Trunk Network)
Mạng đường trục là hệ thống các kết nối vật lý và ảo giữa các trạm chuyển mạch, bao gồm cáp quang, cáp đồng, và các kết nối vô tuyến. Mạng đường trục giúp truyền tải các cuộc gọi với tốc độ cao và đảm bảo độ tin cậy trong quá trình liên lạc.
e. Trung tâm định tuyến (Routing Center)
Trung tâm định tuyến đóng vai trò quan trọng trong việc xác định đường truyền tối ưu cho các cuộc gọi. Nó sử dụng các thuật toán định tuyến để đảm bảo rằng các cuộc gọi được chuyển đến đích một cách nhanh chóng và hiệu quả nhất.
3. Nguyên lý hoạt động của mạng PSTN
Nguyên lý hoạt động của mạng PSTN dựa trên cơ chế chuyển mạch mạch (circuit switching), nghĩa là một đường truyền vật lý sẽ được thiết lập giữa hai điểm liên lạc trong suốt thời gian của cuộc gọi. Khi người dùng thực hiện một cuộc gọi, mạng PSTN sẽ:
Thiết lập kết nối: Từ trạm thuê bao của người gọi đến trạm chuyển mạch cục bộ, qua các trạm chuyển mạch đường trục, và đến trạm chuyển mạch cục bộ của người nhận.
Duy trì kết nối: Đảm bảo đường truyền thông suốt và ổn định giữa hai điểm liên lạc.
Kết thúc kết nối: Khi cuộc gọi kết thúc, đường truyền sẽ được giải phóng để phục vụ cho các cuộc gọi khác.
4. Ưu điểm và nhược điểm của PSTN
Ưu điểm:
Độ tin cậy cao: PSTN có độ tin cậy cao với tỷ lệ lỗi thấp và chất lượng âm thanh ổn định.
Phạm vi rộng: PSTN bao phủ toàn cầu, cho phép người dùng liên lạc từ bất kỳ đâu trên thế giới.
Hỗ trợ khẩn cấp: PSTN được kết nối với các dịch vụ khẩn cấp như 911, giúp người dùng dễ dàng tiếp cận trong tình huống cần thiết.
Nhược điểm:
Chi phí cao: So với các công nghệ truyền thông hiện đại như VoIP, PSTN có chi phí cao hơn, đặc biệt là với các cuộc gọi quốc tế.
Thiếu tính linh hoạt: PSTN không hỗ trợ tốt cho việc truyền tải dữ liệu ngoài âm thanh, như video hoặc các dịch vụ dữ liệu khác.
Giới hạn về băng thông: Do sử dụng cáp đồng, băng thông của PSTN thấp hơn so với các công nghệ mới hơn như cáp quang.
5. Tương lai của PSTN
Mặc dù PSTN vẫn còn hoạt động và đóng vai trò quan trọng trong viễn thông, nhưng sự phát triển của công nghệ số và mạng Internet đã dẫn đến sự suy giảm dần của mạng này. Các công nghệ như VoIP, 4G/5G đang dần thay thế PSTN do chi phí thấp hơn và khả năng tích hợp các dịch vụ dữ liệu đa dạng. Tuy nhiên, PSTN vẫn sẽ tồn tại trong một thời gian dài nữa, đặc biệt là ở các khu vực không có hạ tầng viễn thông hiện đại.
6. Kết luận
PSTN là mạng điện thoại công cộng chuyển mạch truyền thống, đã và đang phục vụ hàng tỷ người dùng trên toàn thế giới. Mặc dù đang dần bị thay thế bởi các công nghệ hiện đại, nhưng PSTN vẫn giữ vai trò quan trọng trong hệ thống viễn thông. Hiểu rõ về cấu trúc và nguyên lý hoạt động của PSTN giúp chúng ta thấy được sự phát triển của viễn thông và tầm quan trọng của công nghệ này trong cuộc sống hàng ngày.
Kết nối với web designer Lê Thành Nam
