מרכזייה

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

בתחום התקשורת, לרוב הקשרי PSTN בתחום הטלפוניה, מרכזייה היא מערכת אלקטרונית אשר מבצעת קישור בין המנויים השונים, על מנת שאלו יוכלו לקיים ביניהם שיחה. מהבחינה הטכנית המרכזייה אחראית על:

  • זיהוי יוזם השיחה
  • איתור יעד השיחה
  • קישור בין היוזם אל היעד
  • קיום השיחה, מבחינת העברת האותות (לרוב דיבור) בין הצדדים
  • מתן שירותי מערכת שונים (כגון צלילי חיוג, צליל תפוס, מענה קולי, שיחה ממתינה, שיחה חונה ועוד)
  • חיוב עלות השיחה
  • הרשאות ועדיפויות בין קווים שונים

המרכזיות הראשונות הופעלו באופן ידני על ידי מרכזניות, שביצעו באופן פיזי את החיבור בין יוזם השיחה לבין מקבל השיחה. עם הזמן התפתחו המרכזיות האוטומטיות אשר איפשרו קישור אל היעד באמצעות חיוג ישיר. באופן קלאסי מרכזיות שייכות לשכבת השיחה של מודל ה-OSI, שכן הן אחראיות על קישור הצדדים של השיחה, והן מבצעות זאת באמצעות שיטת מיתוג המעגלים. כיום ישנן מרכזיות מבוססות תוכנה (Softswitch) אשר פועלות ברשתות מחשבים ומבצעות תיווך בין יוזם השיחה אל היעד, כדוגמת המתרחש בטלפוניית IP, הפועלת בשיטת מיתוג מנות.

התפתחות המרכזיות[עריכת קוד מקור | עריכה]

מרכזנית מול לוח חיבורים
מתג מכני בסיסי
מרכזייה מכנית, בבריטניה

טרם עידן הטלפון, מרכזיות חשמליות שימשו על מנת לקשר בין קווי טלגרפיה שונים. אחת המרכזיות הראשונות נבתנה בשנת 1877 על ידי טיבדר פוזאק, בתקופה שעבד עם תומאס אלווה אדיסון. המרכזייה המסחרית הראשונה נבנתה כשנה מאוחר יותר על ידי ג'ורג' וו. קוי, והיא הורכבה מברגים ומוליכים פשוטים ויכלה להעביר שתי שיחות במקביל.

לאחר מכן, התפתחו המרכזיות כך שיוכלו להכיל מאות קווים, והקישור ביניהם בוצע על ידי מרכזנים. מול המרכזן היה לוח ובו הקצוות של הקווים של הלקוחות השונים. הקצוות הכילו נוריות, אשר נדלקו כאשר המנוי הרים את השפופרת על-מנת לבצע שיחה. בהידלק המנורה, המרכזן היה מתחבר אל הקו והמנוי היה מוסר למרכזן את מס' הקו אליו הוא רצה להיות מקושר, והמרכזן היה מחבר מוליכים פיזיים בין קצה הקו של יוזם השיחה, אל קצה הקו של מיעד השיחה. במקרה של שיחה בין קווים במרכזיות שונות, המרכזן היה מקשר את המנוי היוזם אל קו חוץ אשר מגיע אל מרכזייה אחרת. במרכזייה האחרת מרכזן אחר היה עונה ליוזם השיחה ושוב מקבל ממנו את המספר של יעד השיחה, וזה היה מקשר את המנוי אל היעד, או אל מרכזייה נוספת בדרך ליעד, וחוזר חלילה. שיטה זו אפשרה ליצור שיחה בין הצדדים רק אם היו קווי חוץ פנויים בין כל המרכזיות שהשתתפו בתהליך, ממרכזיית המקור, דרך מרכזיות הביניים, עד מרכזיית היעד - בו זמנית. בשנת 1918 הזמן הממוצע לקישור שיחת חוץ אל היעד שלה היה 15 דקות. בשנת 1943, כאשר לשיחות של הכוחות המזוינים של ארצות הברית הייתה עדיפות על-פני שיחה רגילה, שיטה זו של קישורים גרמה להתארכות זמן הקישור לשיחת חוץ ברחבי ארצות הברית עד לשעתיים במרכזיות הידניות.

בשנת 1891 הגיש אלמון ברוון סטרוגר, קברן מקנזס סיטי, פטנט על המתג המכני הראשון, אשר פיתוחים נוספים שלו הביאו בסופו של דבר לאוטומציה במערכות הטלפוניה. הגרסה המשופרת של המתג כוללת 10 קבוצות של 10 מוליכים, המסודרים בצורה חצי מעגלית. כאשר מחייגים אל מרכזייה עם מתגים אלו בחיוג מתקפים (pulse dialing) נוצרות הפרעות או ניתוקים רגעיים בקו שבין המחייג למרכזיה (local loop). כתוצאה מכך נעים מוליכים בתוך המתג, ויוצרים מעגל חשמלי בין המחייג לבין הקו המבוקש. מאוחר יותר, הוחלף חיוג המתקפים בחיוג הצלילי (DTMF), שקיצר את זמן החיוג. בשיטה זו הוכנסו למרכזיות ממירים, אשר זיהו את החיוג הצלילי ובהתאם לכך יצרו מעגל בין המתקשר ליעד. מרכזיות עם ממירים שכאלו היו בשימוש לפחות עד שנת 2002. שיפורים נוספים במבנה המרכזייה אפשרו השמעת צלילי חיווי, לדוגמה: צליל חיוג, תפוס, ringback ("פנוי"), וממתינה.

מרכזיות ידניות[עריכת קוד מקור | עריכה]

כמו במרכזיות בנות זמננו, גם רוב המרכזיות הידניות הגדולות בערים פעלו בשיטת CB (ראשי תיבות של Common-Battery) בה המרכזייה סיפקה מתח קבוע על גבי הקו. הזוג השזור שממנו הורכב הקו נשא מתח של 48Vdc- מהמרכזייה ועד למכשיר של הלקוח, בקצה הקו. ברגע שהלקוח הרים את השפופרת מהמכשיר, נסגר מעגל חשמלי בתוך המכשיר, והתאפשרה זרימה של זרם עד המרכזייה. במרכזייה, קצות הקווים היו מחוברים לאמצעים למשוך את תשומת לב המרכזן להרמת שפופרת - בעיקר נוריות שסימנו את הקו וזמזמים. כאשר אלו פעלו, ידע המרכזן להתחבר אל קו הטלפון ולשאול את הלקוח לאן ברצונו להתקשר. בסיום השיחה, כאשר הלקוח הניח את השפופרת על המכשיר, נותק המעגל החשמלי שנוצר בהרמת השפופרת, ובצד המרכזייה נכבתה המנורה שסימנה את היותו של הקו בשימוש - סימן עבור המרכזן לנתק את הקישור בין המנויים שהשתתפו בשיחה שנגמרה.

בניגוד למערכות ה-CB שתוארו לעיל, מרכזיות קטנות יותר פעלו גם בשיטת LB (ראשי תיבות של Local-Battery) או "מגנטו". בשיטה זו לא היה מתח על הקו, אלא היה שימוש בסוללות אשר הוכנסו למכשירים. כאשר המנוי רצה לתפוס את תשומת לב המרכזן, הוא השתמש במחולל מגנטי ידני, אשר יצר זרם על הקו, וזה הפעיל אמצעי לתפיסת תשומת הלב של המרכזן. מערכות שכאלו פעלו בצורה מסחרית בערים קטנות בארצות הברית לפחות עד שנת 1983, אך איכות השמע בהן הייתה נמוכה יותר.

מערכות מגנטו רבות התבססו על שיתוף קווים, כך ששני מנויים או יותר היו מחוברים לאותו הקו. כאשר המרכזן רצה להפנות שיחה אל מנוי מסוים אשר השתתף בקו, הוא הפעיל צלצול על-פי רצף מוסכם מראש, כך שהמנוי הרצוי ידע שהצלצול מופנה אליו, ושאר המנויים של הקו ידעו שהשיחה לא מיועדת עבורם. החסרון של שיטה זו היא התלות בין המנויים - אם מנוי מסוים תפס את הקו, מנוי אחר לא יכול לבצע שיחה אחרת באותו הזמן, וכמו כן, מנויים יכולו להאזין לשיחות של מנויים אחרים. באזורים מרוחקים, בהם לא היה קישור בין המרכזייה המקומית למערכת הטלפוניה הארצית, שיטה זו שימשה אף לקישור סטטי בין הקווים המקומיים לבין עצמם.

מרכזיות אוטומטיות[עריכת קוד מקור | עריכה]

מרכזיות אוטומטיות נוצרו על מנת לבטל את הצורך במרכזן אנושי המבצע קישורים ידניים, וכתוצאה מכך להתגבר על חסרונות שיטה זו. מרכזיות אוטומטיות, או שירותים בחיוג, הופיעו בתחילת המאה העשרים, ואופן פעולתן הוא כדלקמן: יוזם השיחה מרים את השפופרת וכתוצאה מכך מכשיר הטלפון שלו סוגר מעגל חשמלי מול המרכזייה. פעולה זו נקלטת במרכזייה, ואם למרכזייה יש משאבים פנויים כדי לקשר שיחה נוספת, היא תשמיע ליוזם השיחה צליל חיוג. החיוג יתבצע על ידי העברת מתקפים או חיוג צלילי אל המרכזייה, אשר תפענח את המספר המבוקש ותקשר אוטומטית את הלקוח אל אחד מצלילי החיווי (תפוס, מצלצל וכו') ואל היעד במידת האפשר, ובעת הצורך דרך מרכזיות נוספות (במקרה של חיוג חוץ). המרכזייה האוטומטית "תשגיח" על הקווים של המנויים שמשתתפים בשיחה, וכל עוד שני המנויים לא ניתקו - היא תשמור על הקישור ביניהם. יכולות נוספות, כגון רישום שיחות לגבייה, ושירותים נוספים יכולים להשתלב גם הם במרכזייה האוטומטית, למשל זיהוי שיחות חירום או שיחות חינם.

בערים גדולות בארצות הברית, תהליך המעבר ממרכזיות ידניות אלו למרכזיות אוטומטיות ארך שנים רבות, ובתקופה זו חברת Bell (אנ') דגלה בגישה שהלקוח לא צריך לעסוק במבנה הרשת ולא צריך לדעת אם המרכזייה של היעד שלו כבר הוסבה לאוטומטית או שהיא עדיין ידנית. לפיכך במרכזיות ידניות הוצבו צגים שהראו למרכזן מהו המספר שחוייג, והמרכזן ביצע את הקישור הידני אל היעד הרצוי.

בישראל הושלם המעבר למרכזיות אוטומטיות ב-21 בפברואר 1968[1].

מרכזיות דיגיטליות[עריכת קוד מקור | עריכה]

מרכזיות תוכנה[עריכת קוד מקור | עריכה]

מרכזיות IP[עריכת קוד מקור | עריכה]

מרכזיית IP היא מרכזיה אשר מחוברת לטלפונים ולמרכזיות אחרות רק (או כמעט רק) בחיבורי VoIP (העברת קול, וידאו וכדומה דרך חיבור על רשת תקשורת רגילה, לרוב האינטרנט) ולא דרך פרוטוקולי טלפוניה מסורתיים (PSTN). באמצעות טכנולוגיית VoIP ניתן להעביר דיבור באמצעות רשתות נתונים ורשת האינטרנט על ידי קידוד תווים דיגיטלי. הקידוד נעשה או על ידי טלפוני ה- IP או על ידי מרכזיית ה- IP.

תקשורת VoIP לרוב זולה וגמישה בהרבה מתקשורת טלפוניה מסורתית, אולם מסובך יותר להבטיח את אמינותה[דרוש מקור]. בשנים האחרונות הולך וגובר השימוש בחיבורי VoIP. כמו כן במקרים רבים מרכזיות לא כוללות תמיכה מובנית בחיבור לטלפוניה והחיבור לטלפוניה נעשה דרך מתאמים חיצוניים ייעודיים[דרוש מקור].

מרכזיות ה- IP מגיעות בתצורה של שילוב חומרה ותוכנה All-In-One-Box והן גם יכולות להתבסס על תוכנה המותקנת על מחשב או להיות מותקנות "בענן".

הפרוטוקולים העיקריים בשימוש הם SIP ו-H.323.

מרכזיות וירטואליות[עריכת קוד מקור | עריכה]

פאנל ניהול של מרכזייה וירטואלית

מרכזייה וירטואלית היא שרות של מרכזיית IP המאפשר לחבר טלפוני VOIP באמצעות רשת האינטרנט מבלי שהלקוח צריך לקנות מרכזיה או קווים - הכל "בענן". היתרונות העיקריים לשימוש בשירות מרכזייה וירטואלית הם חסכון בעלויות הקמה ותחזוקה, גמישות ונגישות. לרב ספקיות שירות מספקות פאנל ניהול ידידותי כך שאין צורך באיש טלפוניה בארגון. חסרונות העיקריים הם תלות ברשת האינטרנט ומגבלות ביכולת חיבור המרכזיה אל מערכות המחשב של הארגון. בתקופה אחרונה ספקיות שירות מרכזייה וירטואלית מציעות שרות מרכזייה וירטואלית בחינם וגובות רק עבור דקות שיחה יוצאות ועבור מספר טלפון וירטואלי.

עוד לפני הופעת מרכזיות ה־IP, היה קיים שירות מקביל בשם Centrex (קיצור של CENTRal EXchange - שירות שדימה מרכזיית טלפוניה פרטית ללקוח אולם ישב אצל ספק הטלפוניה. אל הלקוח הגיעו קווי טלפון פרטיים[2].

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

ויקישיתוף מדיה וקבצים בנושא מרכזייה בוויקישיתוף

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ יהודה שיף ודני דור, חמישים לישראל, הוצאת גלי אלפא תקשורת, 1997
  2. ^ סנטרקס: זה חי (עדיין)! - כתבה בNetwork World, 7 בפברואר 2012