什么是 PSTN 及其工作原理？
已发表: 2023-07-26传统通信技术对数字通信基础设施产生了深远的影响，其中 PSTN 处于领先地位。 如何？
在本文中，我们将详细介绍 PSTN，涵盖各个方面，从其历史、基本设置、技术工作原理到全球使用率下降的一些原因，并概述PSTN 的现代替代方案。
什么是 PSTN？
PSTN 代表公共交换电话网络。 它是世界上使用传统电路交换电话网络进行公共通信的电话系统的集合。
电话网络有多个名称，例如 PSTN、固定电话、普通老式电话服务 (POTS) 或固定电话。 该系统自 1800 年代末以来一直得到普遍使用。
这个传统平台使用地下铜线，为企业和家庭提供了一种可靠的方式来与世界各地的任何人进行几代人的通信。
PSTN 的历史
PSTN 的历史可以追溯到 1800 年代末，当时 Alexander Graham Bell 和 Elisha Gray 等发明家发布了第一个可用的电话系统。 这些早期的电话使用铜线，只能进行点对点通信。
手动总机在 1800 年代末和 1900 年代初开始流行。 这些交换机允许操作员插拔电话线以手动连接呼叫。
20 世纪末发生了一项重大变化，即自动切换，消除了手动呼叫处理的需要。 这时，传统的 PSTN 开始发挥作用，并随后在全球范围内传播。 海底电缆和卫星通信进一步促进了国际语音通信。
20 世纪 70 年代和 80 年代，公共电话网络发生了另一次变化，数字技术出现了。 数字交换系统取代了模拟系统，从而实现了更好的通话质量和通过电话线的数据传输。
尽管 PSTN 进行了诸多创新，但它仍然是一项陈旧、缓慢且有限的技术。 对更好通信的需求，尤其是在商业环境中，让位于 VoIP 电话。
PSTN 电话因其可靠性和全球基础设施而被广泛使用，并且仍然被视为标准通信形式。 然而，在过去十年中，它们的数量一直在稳步下降。
事实上，目前全球固定电话用户数仅为8.62 亿，为本世纪最低水平。
许多电信公司已逐渐用能够处理语音和数据流量的基于 IP 的现代网络取代过时的 PSTN 基础设施。
PSTN 的工作原理
将 PSTN 视为全球电话网络的组合，包括电话线、光纤电缆、交换中心、蜂窝网络、卫星和电缆系统。 PSTN 帮助电话相互通信。
简而言之，当您拨打电话号码时，您的呼叫会通过网络到达目的地，并且两部电话会建立连接。 要充分了解普通老式电话服务 (POTS) 的工作原理，请考虑使用电话拨打号码时会发生什么情况。
从电话听筒到中央办公室
您的电话机将您的呼叫（声波）转换为电信号，并通过网络电缆将其传输到附近的交换机或终端。 终端收集这些信号并确定您的语音（转换为电信号）接下来去往何处。
中心局呼叫路由
接下来，呼叫将转至汇接局（将呼叫路由至远程中心局的区域中心）或中心局（用于本地呼叫）。 中心局通过光纤电缆路由呼叫，将电信号转换为光脉冲。
从总局到终接号码
相关中心办公室拾取光脉冲，将其转换为电信号，并将其发送到目标终端。 目的地终端通过声波将呼叫转发到适当的电话号码。
人们很自然地会对 PSTN 的幕后工作方式感到困惑。 请记住，您的呼叫需要几秒钟的时间才能通过光纤电缆和全球交换机网络到达目的地。 这就像换乘公共汽车到达最终目的地一样，只是速度更快。
由于电话网络互连，全国通话已成为常态。 但自从这些线路安装以来，电信提供商已成为数据网络的先驱，这些网络运行速度更快，并支持VoIP和其他通信技术。
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PSTN架构
PSTN 的核心是交换，它构成了传统电话网络的骨干。 拨打电话时，交换机会在两部电话之间建立有线连接，并在通话持续期间保持该连接。
以下是构成 PSTN 架构的四个主要元素。
- 本地交换机：本地交换机由一个或多个交换机组成，将用户连接到 PSTN 线路。 电话交换机也称为中心局或交换交换机，最多可拥有 10,000 条线路。 所有电话都连接到特定区域的本地交换机。 交换机识别拨打的号码，将呼叫路由到正确的目的地。
- 汇接局：也称为汇接网络，汇接局服务于具有多个本地交换机的大地理区域，同时管理本地交换机之间的交换机。 假设您拨打居住在同一城市但在另一个郊区的客户的号码。 在这种情况下，您的呼叫将从本地交换机路由至汇接局。 汇接局将信号转发到距离客户位置最近的本地交换机。
- 收费局：全国长途电话交换均在此进行。 收费站与所有汇接办公室相连。 例如，如果您拨打位于另一个城市的办事处分支机构，您的呼叫将通过收费站。
- 国际网关：国际网关管理国际呼叫交换，将国内呼叫路由到适当的国家/地区。
访问 PSTN 的费用是多少？
在您的家中或办公室安装和使用 PSTN 电话系统需要花费多少费用？
消费者成本
要在家中连接 PSTN 电话，您需要电话机和 PSTN 提供商。 一部像样的手机可以从沃尔玛或亚马逊购买，价格不到 60 美元，而带有无限本地通话功能的基本电话服务每月费用高达 30 美元。
如果您需要无限拨打本地和国内电话的套餐，您可以每月花费不到 50 美元购买。 第一个月您支付 90-110 美元，然后每月支付 30-50 美元。 对于一条家庭电话线来说还不错。
企业成本
当你跳槽到公司时，事情就会发生巨大的变化。 您需要为每位员工配备一条单独的线路，以便为您的企业获取 PSTN 电话系统。 因此，与传统电话系统相比，大多数企业更喜欢 VoIP 。
员工人数不超过 10 名的小型企业可以选择每月每个连接 30 美元的套餐。 当然，您还需要购买手机。
要将最多 40 名员工连接到 PSTN，关键系统单元 (KSU) 是您的最佳选择。 它提供多种功能，比普通电话线更好。 请记住，获取 KSU 的成本很高； 每条线的成本约为 800 美元或更多
专用交换机 (PBX)
拥有 40 名或更多员工的大公司通常选择专用交换机 (PBX) 。
其中一种类型的 PBX 系统通过 PSTN 连接呼叫。 一般来说，PSTN更多地用于住宅应用，而PBX系统则更多地用于商业环境。 它提供呼叫转接、电话会议、自动助理、语音邮件、呼叫保持以及更多特定于业务的功能。
由于 PBX 配有集线器、交换机、电话适配器、路由器和多台电话机，因此成本更高。 大多数企业使用 PBX 电话系统，因为它们更易于使用。 然而，安装和管理它们的成本很高。 实际成本可能会有所不同，具体取决于您想要的功能数量和 PBX 的复杂性。
安装和设置费用可能高达 4,000 美元。 每月维护费用从 600 美元起，最高可达 2,000 美元。 一台PBX每年的维护费用可达10,000美元！
基于模拟的 PSTN 电话通常价格昂贵。 大多数公司不喜欢它们，并且正在转向基于云的电话系统。
比较 PSTN 替代方案
PSTN 系统提供了一些功能，但并不是特别适合在商业环境中使用。 它成本高昂，并且采用旧技术，这对于更快、更高效的通信来说都是一个很大的危险信号。 最重要的是，PSTN 电话网络传输的数据类型有限。
PSTN 与 ISDN
PSTN 和综合业务数字网络 (ISDN) 都通过传统的铜质电话线或光纤电缆传输语音，但存在一些固有的差异。
| 公共电话网 | 综合业务数字网 |
|---|---|
| 传统模拟电话系统 | 数字电信系统 |
| 支持基本的语音通话和有限的数据服务，例如传真和拨号互联网连接 | 与 PSTN 相比，提供高质量、更快且可靠的语音、数据和视频传输 |
| 不适合商业通信或更高的通话量 | 适合企业和高级通信需求 |
| 更便宜但提供的功能更少 | 与 PSTN 相比，提供高质量、更快且更可靠的语音、数据和视频传输 |
️ 现在已经不使用 ISDN。 它是拨号时代最早的高速互联网形式之一。 但如果你好奇的话，这篇 Reddit 帖子可以完美地解释它。
评论
作者：u/Happyland_O_Death，来自讨论 ELI5：什么是 ISDN？
类似地解释一下
PSTN 与 VoIP
Internet 协议语音 (VoIP)是 PSTN 的另一种现代、更先进、更可靠的替代方案。 它也称为 IP 电话、宽带电话或互联网电话，但含义相同：通过互联网传输的语音 — IP 语音。
与使用电线网络路由呼叫的PSTN 不同， VoIP 电话仅使用连接到互联网的 DSL 或电缆调制解调器。 语音信号被转换为数字信号，通过互联网到达目的地。 但是，如果您通过 VoIP 拨打 PSTN 号码，您的呼叫将通过交换机传输。
VoIP 适用于所有类型的呼叫、数据传输等。 PSTN 使用电路交换来连接呼叫。 商务电话系统使用数字分组交换。 数字交换比电路交换更有效，因为数据是根据需要发送和接收的。 在整个通话期间不会保持永久连接。
另外，VoIP 系统不使用专用线路。 相反，数据包使用路由器和互联网。 每个数据包都会通过 PSTN 不够智能的最不拥塞且最短的路径传输。
由于分组交换高效且经济高效，企业现在广泛使用 VoIP。
Spiceworks Ziff Davis委托进行的 2022 年研究报告称， 31% 的组织使用统一通信解决方案。 这一数字反映出自 2019 年以来 VoIP 增长了 41% 。 更低的成本、更简单的部署和更多的功能使 IP 语音成为商业通信的标准。
以下是 PSTN 和 VoIP 之间更详细的逐项功能比较，以方便您做出选择。
| 特征 | 网络电话 | PSTN（固定电话） |
|---|---|---|
| 连接类型 | 通过互联网连接传输数据。 语音被转换为数字信号。 | 通过专用 POTS 线路传输语音。 语音数据以电信号的形式传输。 |
| 交换 | 使用不需要专用线路的数据包交换。 | 使用需要专用传输线的电路交换。 |
| 带宽 | 根据要求使用带宽。 VoIP 网络不提前预留任何带宽，并且可以低至 10kbps 运行。 | POTS要求最高64kbps，并且所有带宽都是提前预留的。 |
| 升级中 | 升级 VoIP 电话系统相当容易。 您需要增加带宽并更新软件。 除电话机外，不需要额外的硬件。 | 升级 PSTN 电话系统非常复杂。 您需要专用线路，并且必须添加新硬件，这使得升级变得很痛苦。 |
| 设置成本 | 为 30 名员工设置和安装 VoIP 电话系统的成本在 700 至 1400 美元之间。 实际成本可能会有所不同，具体取决于您选择的功能和附加组件。 | 为 30 名员工设置和安装 PSTN 电话系统的成本在 8000 至 12000 美元之间。 实际成本可能会有所不同，具体取决于您选择的功能和附加组件。 |
| 通话费用 | 不会根据距离向您收费。 您可以获得免费的 VoIP 到 VoIP 呼叫。 国际电话和移动电话可能会有点贵。 | 通话根据距离收费。 与国内或国际电话相比，本地电话更便宜。 国际电话和移动电话费用昂贵。 |
| 每月费用 | 每个用户每月的费用从 20 美元到 35 美元不等。 | 每个用户每月的费用从 30 美元到 60 美元不等。 |
| 维护费用 | VoIP 不需要大量维护。 但如果你这样做，也不会花费你很多钱，因为你主要处理软件。 | 如果您的业务使用 PBX。 在正常的 PSTN 连接的情况下，您只需要很少的维护。 |
| 长途电话 | 长途电话比传统电话线便宜 90%。 费率低至每分钟 0.01 美元。 | 长途电话需要付费、特殊通话套餐和意外费用——有些费率高达每分钟 6 美元。 |
| 附加组件 | 大多数 VoIP 电话网络都预装了所有附加组件和功能，例如语音邮件、电话会议、自动助理、虚拟传真、线路监控等。 | 您可以免费获得基本功能，例如呼叫等待、来电显示等。 但是，如果您需要会议、三方通话等更多功能，则需要支付额外费用。 |
| 最大优势 | 对于各种规模的企业来说，在设置成本、维护成本、每月成本或升级成本方面都具有成本效益。 | 呼叫稳定性是 PSTN 的最佳功能之一。 您很少会遇到掉线或语音失真的情况。 |
| 最大的缺点 | 如果出现电源或互联网中断，您的 VoIP 电话系统将无法工作。 传统报警系统需要 VoIP 适配器才能运行。 | PSTN 对于企业来说价格昂贵。 随着业务的增长，您必须在维护、升级和硬件上花费大量资金。 |
| 软电话 | 支持软件电话，无需物理电话即可随时随地拨打和接听电话。 | 无法使用软件电话。 |
| 整体效率 | VoIP 在数据传输和成本方面都非常高效。 | 就数据传输和成本而言，效率相当低。 |
| 安全 | VoIP 安全性取决于您的互联网连接。 | 由于您使用专用线路，因此高度安全。 |
| 手机套 | 您可以使用软件电话、SIP 电话或带有 ATA 的固定电话。 企业用 SIP 电话有不同的价格。 | 电话机很便宜。 |
| 一体化 | VoIP 电话网络可以与任何软件或第三方工具集成，例如销售 CRM 或电子邮件营销软件。 互联互通不是问题。 | PSTN 不支持集成。 |
为什么 VoIP 比 PSTN 更好
如果您仍在使用 PSTN、PBX 或任何在普通老式电话服务上运行的技术，请考虑这些因素以投资更好的商业通信技术。 您的钱包和客户会感谢您。
1. 更好地节省成本
从 PSTN 电话网络切换到 VoIP 的成本很高，因为您会失去现有的硬件，但从长远来看，它会节省金钱。
VoIP 可将本地通话成本降低高达 40%，而软件电话每月可为您的企业节省高达 1,727 美元。 从 PSTN 切换到 VoIP 每月可节省高达 65% 的费用。
2. 更好的客户服务
VoIP 电话系统具有多种功能，无需额外付费。 这些功能为您的客户服务团队增加了功能，缩短了响应时间，并提高了日常解决方案。
例如，通过呼叫转接功能，您可以自动将呼叫转接到可用的座席，这样您的客户就不必等待。
87% 的消费者希望品牌尽最大努力提供无缝体验，一半的消费者希望在 24 小时内得到回应。 如果您是一家小型企业或刚刚起步，请考虑良好的客户服务对从头开始建立声誉的影响。
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3. 更高的生产力
满意的客户意味着更好的服务、更少的压力和更顺畅的工作流程，所有这些都有助于提高员工士气、满意度和生产力。 VoIP 在构建和推动生产力支柱方面发挥着巨大作用。
思科和 Sage Research 的一项联合研究表明，统一消息传递每天为员工节省 43 分钟，为移动工作人员每天节省 55 分钟。 统一通信可以帮助拥有 100 名员工的企业每天节省最多 191 个小时的工作时间，每年节省 920,000 美元的生产力。
客户满意度和先进通信的强大结合可以提高公司的整体绩效和成功。
4.更好的可扩展性
随着您的扩张和新员工的入职，您需要新手机。 使用 PSTN 意味着为这些电话购买、安装和添加新的硬件和线路。 成本高、耗时长、速度慢！
与传统电话系统不同，VoIP 是随着业务增长添加新线路的更好选择。 添加新连接的成本非常低，而且无需升级硬件即可立即完成。
如果您买不起新电话，您的员工可以在他们的计算机、智能手机或笔记本电脑上使用软件电话。 与需要大量资源的 PSTN 网络相比，扩展 VoIP 电话网络也相当容易。
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关于 PSTN 和 VoIP 的常见问题解答
以下是在用 VoIP 取代 PSTN 之前您需要了解的信息。
是的，它可以。 使用模拟电话适配器 (ATA) 将您的传统电话设备转换为数字电话机，以便与 VoIP 电话系统一起使用。 但是，您无法使用固定电话访问 VoIP 网络的所有功能和附加组件。 在这种情况下，最好使用支持 SIP 的 VoIP 电话。
切换到 VoIP 的要求之一是足够的带宽。 每台设备需要 100 Kbps。 因此，对于 100 个设备，您需要 10 Mbps 带宽。 但是，请确保您的内部网络不拥塞； 否则，您可能会遇到网络抖动。
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一点都不。 您无需培训即可立即上手。 VoIP 桌面电话的工作方式与传统电话一样，因此任何人都可以使用它们。 VoIP 还可以通过其全功能的商务电话应用程序在移动电话和台式电脑上可靠地工作。
准备好切换到 VoIP 了吗？
无论您多么喜爱 PSTN 电话系统，该技术都已经过时，并且可能不太适合您的业务。 您需要一个值得信赖、快速且可靠的云 PBX – Nextiva 可以为您提供帮助！
POTS 电话很棒，但无法与 VoIP 服务提供商相比。 随着一些宽带网络逐步淘汰 PSTN（也称为 PSTN 关闭），您将不可避免地必须放弃 PSTN。 那么为什么不早一些呢？