บทท 2

หลกการและทฤษฏทเกยวของ

2.1. ก าเนดชมสายโทรศพท

ป พ.ศ. 2419 อเลกซานเดอร เกรแฮมเบลล ( Alexander Graham bell ) สามารถสนทนา

โตตอบกนดวยเครองโทรศพทจ านวนสองเครองไดเปนผลส าเรจ โดยโทรศพทเครองทหนงอยท

เมองบอสตน( Boston) สวนโทรศพทเครองท 2 อยทเมองแคมบรดจ ( Cambridge ) ซงมระยะทาง

หางกนเพยง 2 ไมล

2.1.1 ระบบโทรศพททประดษฐขน ถาเครองโทรศพทในโลกนมเพยง 2 เครอง จ านวน

คสายทตองใชเชอมตอเพอใหสามารถสนทนากนได คงใชเพยง 1 คสายเทานน แตในความเปน

จรงนน จ านวนเครองโทรศพทมจ านวนเพมมากขน ดงนน จงตองวางสายระหวางเครองโทรศพท

เพอใหทกๆเครองสามารถตดตอกนได โดยมการวางโครงขายแบบใยแมงมม( Mesh Network )

เมอผใชมจ านวนมากขน จ านวนสายทตองใชคอ

เมอ

U คอ จ านวนผใช ( Number of Users )

C คอ จ านวนของสายทตองเชอมตอ ( Number of Connections) เพอเปนการประหยดคสาย ดงนนชมสายโทรศพทจงเกดขน โดยทเครองโทรศพททก

เครอง จะตองตอสายไปยงชมสายโทรศพท

3

รปท 2.1 โครงขายโทรศพท จ านวน 4 เครอง

2.2 ชมสายระบบ

2.2.1 ชมสายระบบ Magneto

เมอตองการเรยกออก ผใชจะตองยกหโทรศพท หมนแมกนโตสรางสญญาณกระดง

80-100 โวลต ความถ 20 เฮรตซ สงไปยงชมสายโทรศพทเพอแจงความตองการเรยกออก หลงจาก

นน พนกงานทชมสายกจะท าการตอวงจรสนทนาให ชมสายแบบนเชอมตอโดยแรงงานคน

รปท 2.2 ระบบชมสายแบบทใชพนกงานตอสาย ( Manual Switch )

4

รปท 2.3 ชมสายแบบทใชพนกงานตอสายขนาดใหญ

2.2.2 ระบบชมสายแบตเตอรรวม (Central Battery System หรอ Common Battery)

ชมสายแบบนจะมแบตเตอรอยทสวนกลาง ทสามารถสงสญญาณใหกบเครองโทรศพท

ปลายทางได ซงสามารถตรวจสอบสภาพการยกหและวางหของเครองโทรศพทปลายทางไดเอง

โดยทเครองโทรศพทปลายทางไมตองมแบตเตอรในตว และไมตองมแกนหมนเพอสรางสญญาณ

กระดงไปใหกบพนกงานสลบสาย

2.2.3 ระบบชมสายแบบสเตปบายสเตป ( Step-by-step )

ชมสายแบบน คดคนโดย อลมอน บราวน สโตรเจอร ( Almon Brown Strowger ) โดย

ประดษฐอปกรณทเรยกวา สวตซแบบสเตปปงขน ( Stepping Switch )

5

รปท2.4ชมสายระบบ Step By Step

2.3 หลกการท างานของชมสายโทรศพท

2.3.1 การท างานของชมสายโทรศพท

มจดประสงคเพอตอการเรยกจากเครองโทรศพททยกหโทรศพท (Handset) ซงทาง

โทรศพทเรยกวา ผเรยกหรอฝายเรยก Calling Subscriber หรอ A-Sub ไปยงเครองโทรศพทอก

เครองหนงซงเรยกวา ผถกเรยกหรอฝายถกเรยก Called Subscriber หรอ B-Sub เมอทงสองฝาย

สามารถสนทนากนได เรยกวา ตอครบวงจรสนทนา ซงจะเกดขนไดตอเมอ B-Sub ยกหรบการเรยก

(Answer) การคดเงนคาบรการ (Charging) จะเรมตน ณ จดน ถาผถกเรยกไมตอบรบกจะไมคด

คาบรการ ผเรยกและผถกเรยกอาจจะอยในชมสายเดยวกนหรอคนละชมสายกได ชมสายของผเรยก

จะรบทราบความตองการและท าการตอใหในกรณผถกเรยกในชมสายเดยวกน แตถาผเรยกและผถก

เรยกอยคนละชมสายกจะท าการเรยกไปยงชมสายนน ๆ และสงขอมลความตองการไปใหชมสาย

ปลายทาง ซงกคอเลขหมายของผถกเรยก ชมสายทผถกเรยกสงกดอยกจะท าการตอให โดยชมสาย

ของผถกเรยกจะสงสญญาณกระดง (Ringing) ไปยงเครองผถกเรยก ชมสายทผถกเรยกสงกด เรา

เรยกวา ชมสายปลายทาง และชมสายผเรยกกคอ ชมสายตนทาง ในขณะทสญญาณเรยก และกระดง

ก าลงด าเนนอยนน ชมสายปลายทางจะท าการเฝาสงเกต(Supervision)อยตลอดเวลา ในขณะทผถก

เรยกไดรบ สญญาณกระดง (Ringing) อยนน ถาภายในเวลา 72-90 วนาท ผถกเรยกไมตอบรบการ

6

เรยกในครงนการเรยกกจะถกยกเลกไป โดยชมสายปลายทางจะตดสญญาณเรยก และสงสญญาณ

การยกเลกการตดตอ (Clear Back) ไปใหผเรยก แตถาถาผถกเรยกยกหรบกอนครบเวลา ชมสาย

ปลายทางจะสงสญญาณตอบรบ(Answer)มายงชมสายตนทาง ชมสายตนทางจะเรมคดคาบรการใน

การเรยกนกบผเรยก ในขณะททงคก าลงสนทนากนอยนน ชมสายตนทางจะคอยเฝาสงเกตการวางห

ของผเรยก และชมสายปลายทางจะคอยเฝาสงเกตการวางหของผถกเรยกในกรณทผเรยกวางหกอน

ชมสายตนทางจะตดวงจรตาง ๆ ทใชงานอยในขณะนนทนท พรอมกบสงสญญาณยกเลกการเรยก

(Clears Forward)

2.3.2 ขนตอนการท างานของชมสายโทรศพท

ในสภาวะของการวางหของโทรศพท ทางชมสายกจะอยในสภาวะปกต แตเมอมการยก

หโทรศพทขนใชงาน ทางชมสายจะสงสญญาณ Dial Tone ออกไปใหเครองโทรศพทเครองนน

ทราบวาทางชมสายพรอมทจะรบเลขหมายแลว ทางผใชเมอไดรบสญญาณ Dial Tone กจะหมน

หรอกดหนาปดเลขหมายของเครองโทรศพทปลายทางออกไป ชมสายกจะน าเลขหมายนนมา

วเคราะห และดสภาวะของเครองโทรศพทปลายทาง ถาเครองโทรศพทปลายทางใชงานอย ทาง

ชมสายกจะสงสญญาณ Busy Tone ออกไปใหเครองโทรศพทตนทาง เพอใหผใชโทรศพททเครอง

ตนทางไดทราบวา เครองโทรศพทปลายทางไมวางมการใชงานอยแตถาเครองโทรศพทปลายทาง

วาง ทางชมสายกจะสงสญญาณ Ringing Tone ออกไปใหเครองโทรศพทปลายทาง และยงสง

สญญาณ Ring Back Tone ออกไปทเครองโทรศพทตนทาง เมอเครองโทรศพทปลายทางยกหรบ

โทรศพท ชมสายกจะเชอมโยงโทรศพททง 2 เครองเขาดวยกน และจะเฝามองดวาเมอไหรโทรศพท

ทงสองเครองจะวางหโทรศพท หรอเลกสนทนากน แตถาเมอใดกตามทเครองโทรศพททง 2 เครอง

ยกเลกการพด หรอวางหโทรศพท ชมสายกจะปรบสภาวะตางๆ ใหเขาสสภาพเดมทนท

การเรยกของเครองโทรศพทไปยงชมสายโทรศพท เกดขน 4 กรณ คอ

1. การเรยกภายในชมสายเดยวกน ( Local Call )

2. การเรยกออกไปยงชมสายอน ๆ ( Outgoing Call )

3. การเรยกเขามาจากชมสายอน ๆ ( Incoming Call )

4. การเรยกตอผานจากชมสายหนงไปยงอกชมสายหนง ( Transit Call )

7

2.4 โครงสรางของชมสายโทรศพท

2.4.1 ชมสายโทรศพท ประกอบดวย อปกรณตาง ๆ ทใชรวมกนในการท าหนาทตอการเรยกนบตงแต ต MDF :

Main Distribution Frame ตวเครองชมสายโทรศพท ระบบเครองปรบอากาศ แหลงจายก าลง

และเครองยนตส ารองไวใชเมอระบบไฟฟาหลกขดของ

รปท 2.5 โครงสรางของชมสายโทรศพท

หนวยสวตชง

( Switching Unit )

MFC Sender/

Receiver( M )

หนวยควบคม

( Control Unit )

หนวยความจ า

( Register )

ทรงค

( Trunk )

8

รปท 2.6 เปรยบเทยบภาคควบคมและภาคตวตอของชมสายโทรศพทระบบตางๆ

2.4.2 โครงสรางของภาคตวตอ

ประกอบดวยภาคตวตอยอย 3 ภาค คอ

1. ภาค Concentration Stage

2. ภาค Distribution Stage

3. ภาค Expansion Stage

2.4.3 Concentration Stage

เปนภาคตวตอทท าหนาทลดจ านวนตวตอเสนทางการสนทนา (Speech Part) จากคสายท

ตออยทางดานขาเขา (Inlet) ใหสามารถตอออกไปทางดานขาออก (Outlet) ไดเพยงจ านวนหนง

เทานน ทงน จะใชอตราสวนของการลด (Concentration Ratio) 2 : 1 หรอ 3 : 1 หรอ 4 : 1

2.4.4 Distribution Stage

เปนภาคตวตอทท าหนาทในการตอเสนทางการสนทนา แจกจายไปยงวงจรตาง ๆ ตาม

ลกษณะของการเรยกทง 4 วธ

9

2.4.5 Expansion Stage

เปนภาคตวตอทท าหนาทตอโดยขยายเสนทางสนทนาออกไปยงเครองโทรศพททอยดาน

ขาออก ( B-Sub )ใหเทากบจ านวนเครองโทรศพททงหมดในชมสาย ซงถาพจารณาดจะเหนวา

เปนขบวนการทตรงกนขามกบภาค Concentration Stage

2.4.6 ภาคควบคม (Control Part)

แบงเปน 4 วธ คอ

1.) Operator Control คอ การควบคมการตอการเรยกโดยใช Operator ใชกบเครองชมสาย

ระบบ Manual

2.) Direct Control คอ การควบคมการตอโดยตรงจากการหมนเลขหมายใชกบชมสาย Step

By Step

3.) Common Control คอ การควบคมการตอโดย Hard-Wired Logic ทใช Relay กบ

Contacts

4.) Store Program Control : SPC คอ การควบคมการตอโดยคอมพวเตอร ซงท างานตาม

โปรแกรมทบรรจไวในหนวยความจ า ( Memory ) ใหกบชมสายโทรศพท SPC

2.5 ชมสายระบบ Stored Program Control

โครงสรางจะประกอบดวย 3 สวนใหญ ๆ คอ

1.) Speech Part Subsystem เปนสวนหนงของสวตชงท าหนาทตอวงจรการพด ระหวางผ

เชากบผเชาไปยงชมสายอนโดยผาน Trunk Circuit หรอ Junction Circuit อปกรณทใชใน

Subsystem น เปน Electromagnetic Devices

2.) Central Processor Subsystem ท าหนาทควบคมการท างานทงหมด ของเครองชมสาย

โดยท Central Control จะอานโปรแกรมและขอมลจาก Memory Device มาใช ควบคม Speech Part

Subsystem และ Input /Output System อปกรณทใชในระบบนเปนอปกรณอเลกทรอนกส

3.) Input / Output Subsystem เปนสวนทมส าคญส าหรบชาง เพอการตดตอสอสารกบ

ชมสาย หรอตองการบนทกขอมลจากชมสายเกบไว

10

รปท 2.7 โครงสรางของชมสายโทรศพท SPC

2.5.1 ประเภทของชมสายโทรศพท SPC แบงได 2 แบบ คอ

1. แบบอนาลอก

2. และแบบดจตอล

2.5.2 โครงสรางพนฐานของชมสายโทรศพทระบบ SPC แบบ Digital

ประกอบดวย 3 สวนใหญๆ คอ

1. Digital Switching Subsystem

2. Central Processor Subsystem

3. Input / Output Subsystem

11

รปท 2.8 โครงสรางพนฐานของชมสายโทรศพทระบบ Digital SPC

2.5.3 ความแตกตางระหวาง ANALOG กบ DIGITAL SWITCHING

ชมสายโทรศพทระบบ SPC แบบ ANALOG นน สญญาณจากโทรศพทแตละเครองจะถก

ตอเขาหากนอย สวนแบบ DIGITAL สญญาณ ANALOG จากโทรศพทแตละเครอง จะถกแปลงให

เปนสญญาณ DIGITAL กอน แลวจงถกสงเขาไปยงภาค DIGITAL SWITCHING และจาก

DIGITAL SWITCHING สญญาณ DIGITAL จะถกแปลงกลบไปเปน ANALOG อกครงหนง

กอนทจะสงไปยงเครองโทรศพทอกเลขหมายหนง

2.5.4 โครงสรางพนฐานของชมสายโทรศพทระบบ SPC แบบ DIGITAL สามารถแบงออก

ได 3 สวนใหญ ๆ คอ

2.5.4.1. DIGITAL SWITCHING SUBSYSTEM เปนสวนของ SWITCHING ท

ถกใชในการตดตอวงจรของ ผเชา สญญาณจากเครองโทรศพทของผเชาจะถกเปลยนจาก

ANALOG มาเปน DIGITAL โดยวงจร CODEC กอนเขามาท DIGITAL SWITCHING

NETWORK หรอ TIME DIVISION SWITCH และกอนทจะตอออกไปยงผเชาอน ๆ หรอ

ANALOG TRUNK สญญาณ DIGITAL จะถกเปลยนกลบไปเปน ANALOG อกครงหนง

โดยวงจร CODEC

12

2.5.4.2. CENTRAL PROCESSOR SUBSYSTEM เปนสวนทควบคมการท างาน

ของ DIGITAL SWITCHING SUBSYSTEM และ INPUT / OUTPUT SUBSYSTEM ซง

ประกอบดวย CENTRAL CONTROL (CC) และ MAIN MEMORY (MM) โดยท

CENTRAL CONTROL จะอานโปรแกรมและขอมลจาก MAIN MEMORY มาใชในการ

ควบคมการท างานของอปกรณตาง ๆ ทงระบบ

2.5.4.3. INPUT / OUTPUT SUBSYSTEM สวนนจะประกอบดวย 1. TELETYPE WRITER (TTY) เปนอปกรณส าหรบชางชมสายโทรศพท

พมพค าสงปอน เขาเครองชมสายโทรศพท หรอเครองชมสายโทรศพทรายงานการท างานออกมาทาง TTY ซงจะเปนวา TTY มประโยชนในการตดตง การซอมบ ารง และการเปลยนแปลงแกไขขอมลตาง ๆ

2. CARTRIDGE MAGNETIC TAPE เปนอปกรณทใชส าหรบเกบขอมลทมอยใน MAIN MEMORY มหนาทเปนตว BACK UP MAIN MEMORY ในกรณทเกดขอขดของขนใน MAIN MEMORY

3. MAGNETIC TAPE เปนอปกรณทใชส าหรบบนทกชวงเวลาการเรยก

โทรศพททางไกลซงเรยกวาCAMA(CENTRALIZED AUTOMATIC MESSAGE

ACCOUNTING) ในกรณทชมสายโทรศพท ท างานเปนชมสายตอผานทางกล

และเรยกวา LAMA (LOCAL AUTOMATIC MESSAGE ACCUONTING) ใน

กรณทชมสายโทรศพทท างานเปนชมสายทองถน นอกจากน MAGNETIC TAPE

ยงใชในการ LOAD MEMORY ไดอกดวย

13

2.6 ระบบชมสายแบบครอสบาร ( Crossbar )

เปนระบบทพฒนามาจาก ระบบชมสายแบบเสตปบายเสตป โดยในยคน นใชหลอด

สญญากาศท าหนาทควบคมการท างานของกลไก ซงท าใหมการท างานมความแมนย าและถกตอง

มากยงขน ท าใหชมสายมขนาดเลกลง การดแลรกษาท าไดงายขน ในสวนของวงจรสลบสายยงคง

ใชรเลย ( Relay ) และครอสบารสวตซ ท าหนาทตดตอวงจร

รปท 2.9 การท างานของชมสายโทรศพทครอสบาร

2.6.1 ระบบชมสายทควบคมโปรแกรมไดหรอ Stored Program Control : SPC

ชมสายแบบนจะแบงออกเปน 2 ยค กลาวคอยคแรกจะเปนระบบอนาลอก โดยใช Read

Relay สวนยคท 2 จะเปนระบบดจตอล ใชสารกงตวน า

2.6.2 ขอดของชมสายโทรศพทระบบ SPC

-อปกรณสวตชงและระบบควบคมท างานไดรวดเรว

-ประหยดพนทในการตดตงชมสายโทรศพท เพราะใชอปกรณจ าพวกไอซ

-งายตอการเปลยนแปลงในอนาคตการท างานของเครองชมสายโทรศพท

-ใหบรการพเศษตางๆ กบผใชบรการไดมากขน

-มระบบควบคมทสามารถวเคราะหขอขดของทเกดขนในชมสาย

-การควบคมการท างาน การซอมบ ารง และการดแลรกษา ท าไดจากสวนกลาง

-ท างานไดท ง เปนชมสายโทรศพททอง ถน ชมสายโทรศพทตอผานและ

ชมสายโทรศพทตอผานทางไกล

14

-ประหยดเงนลงทนมากขนทางดานสายตอนนอกเพราะสามารถแยกสวน

ชมสายโทรศพท ไปตดตงทหางไกลเขาชวย ท าใหประหยดสายเคเบล

-งายตอการปรบปรงและยงงายตอการก าหนดหมายเลข และระบบการคด

คาบรการ

2.7 ระบบชมสายแบบเครอขายดจตอลบรการรวมแถบความถแคบ ( Narrowband Integrated

Service Digital Network : N-ISDN )

เปนชมสายทมขดความสามารถโดยรองรบการใหบรการทงสญญาณเสยงพดโทรศพท

ขอมลและภาพเคลอนไหว การท างานของชมสายนจะเปนระบบดจตอลทงหมด และอปกรณ

เชอมตอปลายทางกเปนดจตอล ไมวาจะเปน เครองโทรศพท เครองโทรสาร

2.7.1 ระบบชมสายแบบเครอขายดจตอลบรการรวมแถบความถกวาง ( Broadband

Integrated Service Digital Network : B-ISDN )

ชมสายแบบนออกแบบมาเพอรองรบการใหบรการสอสารขอมลความเรวสงหรอบอรด

แบนดบนโครงขาย ซงมความเรวตงแต 64 kbps ถง 155 Mbps เปดใหบรการในระยะแรกส าหรบ

การประชมทางไกลผานจอภาพ( Video conference )ทศาลปกครองใน 4 จงหวด คอ

กรงเทพมหานคร เชยงใหม พษณโลก และขอนแกน

2.7.2 ระบบชมสายแบบ IP ( Internet Protocol Switching )

ชมสายโทรศพทแบบนถกออกแบบมาส าหรบการใหบรการอนเทอรเนต ซงมหลกการ

ท างาน คอ จะใชการรบแพกแกตขอมลและสงตอ หลงจากนนจะท าการกระจายแพกเกตขอมลเขา

ไปในโครงขาย IP ใหมวงกวางทสด เพอใหประสทธภาพในการหาเสนทางสงตอแพกเกตขอมลให

ดทสดและคณภาพในการใหบรการได

2.7.3 ระบบชมสายแบบเอทเอม ( Asynchronous Transfer mode switching : ATM )

ชมสายโทรศพทแบบนถกออกแบบมาเพอรองรบกบเทคโนโลยการแพรภาพวดทศน ซง

ไดแก โทรทศนความละเอยดสง หรอ High Definition Television : HDTV

15

2.8 ระบบชมสายโทรศพทแบบเครอขายยคใหม(Next generation network :NGN)

หรอ ซอฟทแวรสวตซ ( Software switch )

1. ชมสายโทรศพทแบบนรองรบการใหบรการทงเสยงพด การรบสงขอมล และการรบสง

ภาพเคลอนไหว ทอยบนโครงขายเดยวกน และสามารถรองรบบรการไดแก บรการเสรมพเศษบน

ระบบโทรศพท เชน Click to dial , video calling ,Instant Massaging ,Caller ID

2. นอกจากนนยงบรการพเศษตางๆ เชน Call Back Ring tone Service

รปท 2.10 ล าดบขนการพฒนาการของชมสายโทรศพทจากอดตสปจจบน

2.8.1 ชมสายโทรศพท

ชมสายโทรศพท ( Exchange ) หรอเรยกสนๆวา ชมสาย เปนอปกรณทท าหนาท

เชอมตอเลขหมายโทรศพทเขาดวยกน ซงมทงการเชอมตอแบบอตโนมต และการเชอมตอ

แบบมพนกงานตอสาย

2.9 ประเภทของชมสายโทรศพท

2.9.1 ชมสายทองถน

ชมสายทองถน แบงเปน ชมสายถาวร ชมสายเคลอนท ชมสายรโมต ชมสายตสาขา และ

ชมสายวทยโทรศพท

16

รปท 2.10 ชมสายถาวร ( Building Type )

รปท 2.11 ชมสายโทรศพท

ชมสายรโมต ( Remote Switch Unit หรอ Remote Subscriber Unit : RSU ) เปนสวน

หนงของชมสายทองถน ทแยกไปตดตงในพนททหางไกล เชนหมบานหรอชมชนทหางไกลจาก

ชมสายถาวรมาก ๆ การท างานของชมสายรโมตนจะขนอยกบชมสายทองถนอกครงหนง

รปท 2.12 ชมสายรโมต

17

ชมสายโทรศพทตสาขา หรอเรยกสนๆวา ตสาขาเปนชมสายโทรศพทขนาดเลกทตดตงใน

อาคารส านกงานโรงแรม คอนโดมเนยม รสอรท และหนวยงานตางๆทมความจ าเปนจะตอง

ตดตอสอสารภายในเปนประจ า โดยไมตองการตดตงสายโทรศพทจากชมสายทองถนตามจ านวน

คสายทใชงาน ท าใหประหยดคาใชจายในการใชโทรศพทภายในหนวยงานเดยวกน

รปท 2.13 ชมสายตสาขา

2.9.2 ชมสายตอผาน แบงเปน ชมสายตอผานทองถน ชมสายตอผานทางไกล

รปท 2.14ชมสายตอผานทองถน

18

ชมสายโทรศพท คออปกรณทท าหนาทเชอมตอเลขหมายตางๆ เขาดวยกน ซงมทงเชอมตอ

โดยอตโนมต และเชอมตอ โดยมพนกงานตอสาย (Operator)

2.9.3 ประเภทชมสายโทรศพทแบงตามลกษณะการใชงานได 4 ประเภท คอ

1. ตสาขา (Brunch exchange)

2. ชมสายทองถน (Local exchange)

3. ชมสายตอผาน (Transit exchange)

4. ชมสายวทยโทรศพท (Radio Telephone Exchange)

รปท 2.15โครงขายล าดบขน ( Hierarchical Network )

ความหมาย RSU : Remote Switch Unit คอ ชมสายรโมต เปนสวนหนงของชมสาย

ทองถน LE : Local Exchange คอ ชมสายทองถนจดเปนชมสายระดบต าสดในล าดบชนของ

โครงขายมเครองโทรศพทตออยเปนรปดาว เชนเดยวกบชมสาย RSU

TC : Tertiary Center คอ ชมสายทท าหนาทเชอมตอทางไกลระหวางจงหวดทอยในเขตทางไกลคน

ละเขตกน