什麼是 PSTN 及其工作原理？
已發表: 2023-07-26傳統通信技術對數字通信基礎設施產生了深遠的影響，其中 PSTN 處於領先地位。 如何？
在本文中，我們將詳細介紹 PSTN，涵蓋各個方面，從其歷史、基本設置、技術工作原理到全球使用率下降的一些原因，並概述PSTN 的現代替代方案。
什麼是 PSTN？
PSTN 代表公共交換電話網絡。 它是世界上使用傳統電路交換電話網絡進行公共通信的電話系統的集合。
電話網絡有多個名稱，例如 PSTN、固定電話、普通老式電話服務 (POTS) 或固定電話。 該系統自 1800 年代末以來一直得到普遍使用。
這個傳統平台使用地下銅線，為企業和家庭提供了一種可靠的方式來與世界各地的任何人進行幾代人的通信。
PSTN 的歷史
PSTN 的歷史可以追溯到 1800 年代末，當時 Alexander Graham Bell 和 Elisha Gray 等發明家發布了第一個可用的電話系統。 這些早期的電話使用銅線，只能進行點對點通信。
手動總機在 1800 年代末和 1900 年代初開始流行。 這些交換機允許操作員插拔電話線以手動連接呼叫。
20 世紀末發生了一項重大變化，即自動切換，消除了手動呼叫處理的需要。 這時，傳統的 PSTN 開始發揮作用，並隨後在全球範圍內傳播。 海底電纜和衛星通信進一步促進了國際語音通信。
20 世紀 70 年代和 80 年代，公共電話網絡發生了另一次變化，數字技術出現了。 數字交換系統取代了模擬系統，從而實現了更好的通話質量和通過電話線的數據傳輸。
儘管 PSTN 進行了諸多創新，但它仍然是一項陳舊、緩慢且有限的技術。 對更好通信的需求，尤其是在商業環境中，讓位於 VoIP 電話。
PSTN 電話因其可靠性和全球基礎設施而被廣泛使用，並且仍然被視為標准通信形式。 然而，在過去十年中，它們的數量一直在穩步下降。
事實上，目前全球固定電話用戶數僅為8.62 億，為本世紀最低水平。
許多電信公司已逐漸用能夠處理語音和數據流量的基於 IP 的現代網絡取代過時的 PSTN 基礎設施。
PSTN 的工作原理
將 PSTN 視為全球電話網絡的組合，包括電話線、光纖電纜、交換中心、蜂窩網絡、衛星和電纜系統。 PSTN 幫助電話相互通信。
簡而言之，當您撥打電話號碼時，您的呼叫會通過網絡到達目的地，並且兩部電話會建立連接。 要充分了解普通老式電話服務 (POTS) 的工作原理，請考慮使用電話撥打號碼時會發生什麼情況。
從電話聽筒到中央辦公室
您的電話機將您的呼叫（聲波）轉換為電信號，並通過網絡電纜將其傳輸到附近的交換機或終端。 終端收集這些信號並確定您的語音（轉換為電信號）接下來去往何處。
中心局呼叫路由
接下來，呼叫將轉至匯接局（將呼叫路由至遠程中心局的區域中心）或中心局（用於本地呼叫）。 中心局通過光纖電纜路由呼叫，將電信號轉換為光脈衝。
從總局到終接號碼
相關中心辦公室拾取光脈衝，將其轉換為電信號，並將其發送到目標終端。 目的地終端通過聲波將呼叫轉發到適當的電話號碼。
人們很自然地會對 PSTN 的幕後工作方式感到困惑。 請記住，您的呼叫需要幾秒鐘的時間才能通過光纖電纜和全球交換機網絡到達目的地。 這就像換乘公共汽車到達最終目的地一樣，只是速度更快。
由於電話網絡互連，全國通話已成為常態。 但自從這些線路安裝以來，電信提供商已成為數據網絡的先驅，這些網絡運行速度更快，並支持VoIP和其他通信技術。
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PSTN架構
PSTN 的核心是交換，它構成了傳統電話網絡的骨幹。 撥打電話時，交換機會在兩部電話之間建立有線連接，並在通話持續期間保持該連接。
以下是構成 PSTN 架構的四個主要元素。
- 本地交換機：本地交換機由一個或多個交換機組成，將用戶連接到 PSTN 線路。 電話交換機也稱為中心局或交換交換機，最多可擁有 10,000 條線路。 所有電話都連接到特定區域的本地交換機。 交換機識別撥打的號碼，將呼叫路由到正確的目的地。
- 匯接局：也稱為匯接網絡，匯接局服務於具有多個本地交換機的大地理區域，同時管理本地交換機之間的交換機。 假設您撥打居住在同一城市但在另一個郊區的客戶的號碼。 在這種情況下，您的呼叫將從本地交換機路由至匯接局。 匯接局將信號轉發到距離客戶位置最近的本地交換機。
- 收費局：全國長途電話交換均在此進行。 收費站與所有匯接辦公室相連。 例如，如果您撥打位於另一個城市的辦事處分支機構，您的呼叫將通過收費站。
- 國際網關：國際網關管理國際呼叫交換，將國內呼叫路由到適當的國家/地區。
訪問 PSTN 的費用是多少？
在您的家中或辦公室安裝和使用 PSTN 電話系統需要花費多少費用？
消費者成本
要在家中連接 PSTN 電話，您需要電話機和 PSTN 提供商。 一部像樣的手機可以從沃爾瑪或亞馬遜購買，價格不到 60 美元，而帶有無限本地通話功能的基本電話服務每月費用高達 30 美元。
如果您需要無限撥打本地和國內電話的套餐，您可以每月花費不到 50 美元購買。 第一個月您支付 90-110 美元，然後每月支付 30-50 美元。 對於一條家庭電話線來說還不錯。
企業成本
當你跳槽到公司時，事情就會發生巨大的變化。 您需要為每位員工配備一條單獨的線路，以便為您的企業獲取 PSTN 電話系統。 因此，與傳統電話系統相比，大多數企業更喜歡 VoIP 。
員工人數不超過 10 名的小型企業可以選擇每月每個連接 30 美元的套餐。 當然，您還需要購買手機。
要將最多 40 名員工連接到 PSTN，關鍵系統單元 (KSU) 是您的最佳選擇。 它提供多種功能，比普通電話線更好。 請記住，獲取 KSU 的成本很高； 每條線的成本約為 800 美元或更多
專用交換機 (PBX)
擁有 40 名或更多員工的大公司通常選擇專用交換機 (PBX) 。
其中一種類型的 PBX 系統通過 PSTN 連接呼叫。 一般來說，PSTN更多地用於住宅應用，而PBX系統則更多地用於商業環境。 它提供呼叫轉接、電話會議、自動助理、語音郵件、呼叫保持以及更多特定於業務的功能。
由於 PBX 配有集線器、交換機、電話適配器、路由器和多台電話機，因此成本更高。 大多數企業使用 PBX 電話系統，因為它們更易於使用。 然而，安裝和管理它們的成本很高。 實際成本可能會有所不同，具體取決於您想要的功能數量和 PBX 的複雜性。
安裝和設置費用可能高達 4,000 美元。 每月維護費用從 600 美元起，最高可達 2,000 美元。 一台PBX每年的維護費用可達10,000美元！
基於模擬的 PSTN 電話通常價格昂貴。 大多數公司不喜歡它們，並且正在轉向基於雲的電話系統。
比較 PSTN 替代方案
PSTN 系統提供了一些功能，但並不是特別適合在商業環境中使用。 它成本高昂，並且採用舊技術，這對於更快、更高效的通信來說都是一個很大的危險信號。 最重要的是，PSTN 電話網絡傳輸的數據類型有限。
PSTN 與 ISDN
PSTN 和綜合業務數字網絡 (ISDN) 都通過傳統的銅質電話線或光纖電纜傳輸語音，但存在一些固有的差異。
| 公共電話網 | 綜合業務數字網 |
|---|---|
| 傳統模擬電話系統 | 數字電信系統 |
| 支持基本的語音通話和有限的數據服務，例如傳真和撥號互聯網連接 | 與 PSTN 相比，提供高質量、更快且可靠的語音、數據和視頻傳輸 |
| 不適合商業通信或更高的通話量 | 適合企業和高級通信需求 |
| 更便宜但提供的功能更少 | 與 PSTN 相比，提供高質量、更快且更可靠的語音、數據和視頻傳輸 |
️ 現在已經不使用 ISDN。 它是撥號時代最早的高速互聯網形式之一。 但如果你好奇的話，這篇 Reddit 帖子可以完美地解釋它。
評論
作者：u/Happyland_O_Death，來自討論 ELI5：什麼是 ISDN？
類似地解釋一下
PSTN 與 VoIP
Internet 協議語音 (VoIP)是 PSTN 的另一種現代、更先進、更可靠的替代方案。 它也稱為 IP 電話、寬帶電話或互聯網電話，但含義相同：通過互聯網傳輸的語音 — IP 語音。
與使用電線網絡路由呼叫的PSTN 不同， VoIP 電話僅使用連接到互聯網的 DSL 或電纜調製解調器。 語音信號被轉換為數字信號，通過互聯網到達目的地。 但是，如果您通過 VoIP 撥打 PSTN 號碼，您的呼叫將通過交換機傳輸。
VoIP 適用於所有類型的呼叫、數據傳輸等。 PSTN 使用電路交換來連接呼叫。 商務電話系統使用數字分組交換。 數字交換比電路交換更有效，因為數據是根據需要發送和接收的。 在整個通話期間不會保持永久連接。
另外，VoIP 系統不使用專用線路。 相反，數據包使用路由器和互聯網。 每個數據包都會通過 PSTN 不夠智能的最不擁塞且最短的路徑傳輸。
由於分組交換高效且經濟高效，企業現在廣泛使用 VoIP。
Spiceworks Ziff Davis委託進行的 2022 年研究報告稱， 31% 的組織使用統一通信解決方案。 這一數字反映出自 2019 年以來 VoIP 增長了 41% 。 更低的成本、更簡單的部署和更多的功能使 IP 語音成為商業通信的標準。
以下是 PSTN 和 VoIP 之間更詳細的逐項功能比較，以方便您做出選擇。
| 特徵 | 網絡電話 | PSTN（固定電話） |
|---|---|---|
| 連接類型 | 通過互聯網連接傳輸數據。 語音被轉換為數字信號。 | 通過專用 POTS 線路傳輸語音。 語音數據以電信號的形式傳輸。 |
| 交換 | 使用不需要專用線路的數據包交換。 | 使用需要專用傳輸線的電路交換。 |
| 帶寬 | 根據要求使用帶寬。 VoIP 網絡不提前預留任何帶寬，並且可以低至 10kbps 運行。 | POTS要求最高64kbps，並且所有帶寬都是提前預留的。 |
| 升級中 | 升級 VoIP 電話系統相當容易。 您需要增加帶寬並更新軟件。 除電話機外，不需要額外的硬件。 | 升級 PSTN 電話系統非常複雜。 您需要專用線路，並且必須添加新硬件，這使得升級變得很痛苦。 |
| 設置成本 | 為 30 名員工設置和安裝 VoIP 電話系統的成本在 700 至 1400 美元之間。 實際成本可能會有所不同，具體取決於您選擇的功能和附加組件。 | 為 30 名員工設置和安裝 PSTN 電話系統的成本在 8000 至 12000 美元之間。 實際成本可能會有所不同，具體取決於您選擇的功能和附加組件。 |
| 通話費用 | 不會根據距離向您收費。 您可以獲得免費的 VoIP 到 VoIP 呼叫。 國際電話和移動電話可能會有點貴。 | 通話根據距離收費。 與國內或國際電話相比，本地電話更便宜。 國際電話和移動電話費用昂貴。 |
| 每月費用 | 每個用戶每月的費用從 20 美元到 35 美元不等。 | 每個用戶每月的費用從 30 美元到 60 美元不等。 |
| 維護費用 | VoIP 不需要大量維護。 但如果你這樣做，也不會花費你很多錢，因為你主要處理軟件。 | 如果您的業務使用 PBX。 在正常的 PSTN 連接的情況下，您只需要很少的維護。 |
| 長途電話 | 長途電話比傳統電話線便宜 90%。 費率低至每分鐘 0.01 美元。 | 長途電話需要付費、特殊通話套餐和意外費用——有些費率高達每分鐘 6 美元。 |
| 附加組件 | 大多數 VoIP 電話網絡都預裝了所有附加組件和功能，例如語音郵件、電話會議、自動助理、虛擬傳真、線路監控等。 | 您可以免費獲得基本功能，例如呼叫等待、來電顯示等。 但是，如果您需要會議、三方通話等更多功能，則需要支付額外費用。 |
| 最大優勢 | 對於各種規模的企業來說，在設置成本、維護成本、每月成本或升級成本方面都具有成本效益。 | 呼叫穩定性是 PSTN 的最佳功能之一。 您很少會遇到掉線或語音失真的情況。 |
| 最大的缺點 | 如果出現電源或互聯網中斷，您的 VoIP 電話系統將無法工作。 傳統報警系統需要 VoIP 適配器才能運行。 | PSTN 對於企業來說價格昂貴。 隨著業務的增長，您必須在維護、升級和硬件上花費大量資金。 |
| 軟電話 | 支持軟件電話，無需物理電話即可隨時隨地撥打和接聽電話。 | 無法使用軟件電話。 |
| 整體效率 | VoIP 在數據傳輸和成本方面都非常高效。 | 就數據傳輸和成本而言，效率相當低。 |
| 安全 | VoIP 安全性取決於您的互聯網連接。 | 由於您使用專用線路，因此高度安全。 |
| 手機套 | 您可以使用軟件電話、SIP 電話或帶有 ATA 的固定電話。 企業用 SIP 電話有不同的價格。 | 電話機很便宜。 |
| 一體化 | VoIP 電話網絡可以與任何軟件或第三方工具集成，例如銷售 CRM 或電子郵件營銷軟件。 互聯互通不是問題。 | PSTN 不支持集成。 |
為什麼 VoIP 比 PSTN 更好
如果您仍在使用 PSTN、PBX 或任何在普通老式電話服務上運行的技術，請考慮這些因素以投資更好的商業通信技術。 您的錢包和客戶會感謝您。
1. 更好地節省成本
從 PSTN 電話網絡切換到 VoIP 的成本很高，因為您會失去現有的硬件，但從長遠來看，它會節省資金。
VoIP 可將本地通話成本降低高達 40%，而軟件電話每月可為您的企業節省高達 1,727 美元。 從 PSTN 切換到 VoIP 每月可節省高達 65% 的費用。
2. 更好的客戶服務
VoIP 電話系統具有多種功能，無需額外付費。 這些功能為您的客戶服務團隊增加了功能，縮短了響應時間，並提高了日常解決方案。
例如，通過呼叫轉接功能，您可以自動將呼叫轉接到可用的座席，這樣您的客戶就不必等待。
87% 的消費者希望品牌盡最大努力提供無縫體驗，一半的消費者希望在 24 小時內得到回應。 如果您是一家小型企業或剛剛起步，請考慮良好的客戶服務對從頭開始建立聲譽的影響。
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3. 更高的生產力
滿意的客戶意味著更好的服務、更少的壓力和更順暢的工作流程，所有這些都有助於提高員工士氣、滿意度和生產力。 VoIP 在構建和推動生產力支柱方面發揮著巨大作用。
思科和 Sage Research 的一項聯合研究表明，統一消息傳遞每天為員工節省 43 分鐘，為移動工作人員每天節省 55 分鐘。 統一通信可以幫助擁有 100 名員工的企業每天節省最多 191 個小時的工作時間，每年節省 920,000 美元的生產力。
客戶滿意度和先進通信的強大結合可以提高公司的整體績效和成功。
4.更好的可擴展性
隨著您的擴張和新員工的入職，您需要新手機。 使用 PSTN 意味著為這些電話購買、安裝和添加新的硬件和線路。 成本高、耗時長、速度慢！
與傳統電話系統不同，VoIP 是隨著業務增長添加新線路的更好選擇。 添加新連接的成本非常低，而且無需升級硬件即可立即完成。
如果您買不起新電話，您的員工可以在他們的計算機、智能手機或筆記本電腦上使用軟件電話。 與需要大量資源的 PSTN 網絡相比，擴展 VoIP 電話網絡也相當容易。
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關於 PSTN 和 VoIP 的常見問題解答
以下是在用 VoIP 取代 PSTN 之前您需要了解的信息。
是的，它可以。 使用模擬電話適配器 (ATA) 將您的傳統電話設備轉換為數字電話機，以便與 VoIP 電話系統一起使用。 但是，您無法使用固定電話訪問 VoIP 網絡的所有功能和附加組件。 在這種情況下，最好使用支持 SIP 的 VoIP 電話。
切換到 VoIP 的要求之一是足夠的帶寬。 每台設備需要 100 Kbps。 因此，對於 100 個設備，您需要 10 Mbps 帶寬。 但是，請確保您的內部網絡不擁塞； 否則，您可能會遇到網絡抖動。
您需要可靠的互聯網連接、支持 SIP 的設備以及像 Nextiva 這樣可靠的企業 VoIP 提供商。 我們屢獲殊榮的服務團隊為您提供電話機和所有必要的支持。
一點都不。 您無需培訓即可立即上手。 VoIP 桌面電話的工作方式與傳統電話一樣，因此任何人都可以使用它們。 VoIP 還可以通過其全功能的商務電話應用程序在移動電話和台式電腦上可靠地工作。
準備好切換到 VoIP 了嗎？
無論您多麼喜愛 PSTN 電話系統，該技術都已經過時，並且可能不適合您的業務。 您需要一個值得信賴、快速且可靠的雲 PBX – Nextiva 可以為您提供幫助！
POTS 電話很棒，但無法與 VoIP 服務提供商相比。 隨著一些寬帶網絡逐步淘汰 PSTN（也稱為 PSTN 關閉），您將不可避免地必須放棄 PSTN。 那麼為什麼不早一些呢？