Giriş

Bütün telekomünikasyon network’leri bilgi yanında kontrol sinyallerini de iletirler. Bunlar network kontrol cihazları arasındaki sinyallerdir. Network üzerinden çağrının kurulması ve çalışması için pek çok denetleme işlevine gerek vardır.

Telefon network’ü büyük bir sinir sistemi gibidir. Burada kontrol sinyalleri sistem üzerinden duyu ve kontrol bilgisini taşır. Telefon network’ü veri işleme cihazları tarafından kullanıldığında terminaller ve veri işleme cihazları arasında diğer denetleme sinyalleri seti kullanılır. Bu ikinci seviye sinyalleri, telefon network’ü tarafından sanki bilgi sinyalleri gibi ele alınırlar. Eğer bir network özellikle veri iletişimi için kurulduysa kullandığı kontrol sinyalleri telefon network’ünde kullanılanlardan farklıdır.

Kontrol Sinyalleri

Telefon network’leri üzerindeki kodlanmış kontrol sinyalleri aşağıdaki işlevlere sahiptir;

1- Aboneyle ses haberleşmesi :(Çevir sesi, meşgul sinyali, zil çaldırma tonu,gürültü..)
2 – Çevrilen numaranın bağlanacağı ofise iletilmesi.
3 – Ofisler arasında çağrının tamamlanamadığına ilişkin bilgi alış verişi.
4 – Ofisler arasında çağrının bittiğine ve çözüldüğüne ilişkin bilgi alışverişi.
5 – Bir telefonun zilini çaldırma veya abone cihazını uyarma için kullanılan sinyal.
6 – Ücretlendirme amacıyla kullanılan bilginin iletilmesi.
7 – Network’deki cihazın veya trunk’ların durumunu veren bilginin iletilmesi. Bu bilgi çağrının yönlendirilmesini sağlar.
8 – Sistem hatalarını teşhis ve izole etmekte kullanılan bilginin iletilmesi.
9 – Eko bastırıcılar, TASI cihazı ve uydu kanal cihazı diye adlandırılan özel cihazın kontrolü

Bazı kontrol sinyalleri sayısal – bilgi taşır. Abonenin çevirdiği numara ofisten ofise geçer. Bazı sinyaller bir cihazın durumu hakkında bilgi verir. örneğin; aranılan bir müşterinin cevap verip vermediğini bilmek gereklidir. Uzun mesafeli çağrılarda abone telefonu kaldırıldığında arayan ofis ücretlendirmeye başlar.Bu nedenle ahizenin ne zaman açıldığını bilmek gerekir. Benzer olarak çağrının ilerleyeceği registerlerin elde edilebilirliğine dair bilgiyi edinmek önemlidir. Bunlar ve diğer durum sinyalleri iki durumlu sinyalleşme ile iletilebilir.

Diğer sinyaller bazı cihazları kontrol etmek için gerekli sinyallerdir. örneğin; bir çağrı için önce hattın yakalanması gereklidir. Bağlantı kurulduktan sonra çözülmesi için bir sinyal gönderilir. Bu hareketler iki durumlu sinyalleri gerektirir.

Diğer sinyaller bazı cihazları kontrol etmek için gerekli sinyallerdir. örneğin; bir çağrı için önce hattın yakalanması gereklidir. Bağlantı kurulduktan sonra çözülmesi için bir sinyal gönderilir. Bu hareketler iki durumlu sinyalleri gerektirir.

Bu kategorilerden birine uyan çeşitli sinyaller vardır. örneğin; jetonu gönderen sinyaller, jeton kutusu kontrolü için olan sinyaller, ileriye doğru zil çaldırma sinyalleri veya geriye doğru zil çaldırma tonu sinyali, yardımcı ücretlendirme işlevleri olabilir.

Network sinyalleşmesi network üzerinden veri iletmekte temel bir problemdir. Kullanılan tekniklerin çoğu veri iletim tekniklerinden daha yavaştır. Analog devrelerde ucuz ve güvenilir olarak tasarlanmıştır

Kontrol sinyallerinin çoğu bilgi iletişiminden önce iletilir. örneğin; digit çevirme, yönlendirme ve zil çaldırma sinyalleri.

Bazıları (Örn. ahizenin yerleştirilmesi) bilgi iletişimi ile aynı zamanda gönderilmelidir.

Telefon sinyalleşme sistemleri, ses haberleşmesi için düzenlendiklerinden, veri iletişimi hesaba katılmamıştır. Bazı durumlarda veri, telefon network’ünün denetleme sinyalleri ile karışabilir. Genel bir network üzerindeki bilgisayar, bu network’ün sinyalleşmesi düzenini kullanmalıdır.

İki Sinyalleşme Alanı

Kontrol sinyalleşmesinin, transmisyonda iki kısım olarak çalıştığı düşünülebilir:

Abone ve onun yerel santrali arasındaki sinyalleşme (line)
Ofisler arası sinyalleşme (register)

Telefon ve merkezi ofis arasında kullanılan metodlar, telefonun kendisi ve kullanıcı tarafından belirlenen çok geniş sınırlara sahiptir. Otomatik ofisler arasındaki sinyaller, tümüyle cihazdan cihaza olan sinyallerdir. Kullanılan çoğullama ve taşıyıcı metodlarına bağlıdır. Modern merkezi ofislerde, ofis genellikle abone ve trunk’lar arasında, trunk’ların kendi arasında sinyalleşme buffer’ı olarak davranırlar. Abone ve merkezi ofis arasında daha az sinyal gereksinimi vardır. Telefon setinde ucuz ve güvenilir cihaz gereksinimi baskın faktördür.

Çevirme – Dialing

Telefonda çevirme, otomatik anahtarlamaya öncü olmuştur. Abone, ahizesini kaldırdığında lokal döngüde de voltajı değişir ve merkezi ofise abonenin bir çağrı isteğinde bulunduğu bildirilir. Merkezi ofis, aboneye çevir sesi "dial tone" verir. Abonenin çevirmesi sonucu DC (pulse) darbeleri oluşur.

Basit "make-break" darbeleri telefonun içinde üretilir. Çoğu sistemlerde darbeleme hızı saniyede 10’dur ve 7,5 ile 12 arasında değişir. Yeni ve daha hızlı bir "dialing" çevirme formu hızla yayılmıştır. Digitone diye adlandırılan bu dokunmalı telefonlarda çevirme yerine 12 tuş vardır. (1…… 9 , 0 ,*, #) Her tuş , iki frekans birleşiminden oluşur bir şekilde hatta değişik bir ses iletir. Tonların dizisi merkezi santralde özel bir cihaz tarafından alınır ve yorumlanır. Digitler bir registerde toplanır. Böylece santral cihazı üzerinde önemli bir farklılık görülmez. Yalnızca sinyali yorumlayan kısım farklıdır.

Digitone tuşlarından her birisi iki frekanstan oluşur. Birisi 697,770,852 ve 941 Hz’lik guruptan diğeri 1209,1336,1477 ve 1633 Hz’lik guruptan olmak üzere iki frekanstan oluşur. Dolayısı, ile kendi kendini denetleme kodu 4X4=16 kombinasyon’dan oluşur. Bunlardan yalnızca 12’si 12 tuşlu telefonda kullanılır. 16 tuşlu telefon askeri amaçlıdır. 16 frekans, milletlerarası CCITT standardı olarak kararlaştırılır. Eğer alıcı ofis bu frekanslardan farklı bir frekans belirlerse bu bir hata durumu olarak belirlenir.

Şekil 1. Tuş takımı ve frekanslar.

Merkezi ofis ve telefon arasındaki sinyalleşme şunlardan oluşur:

1 – Digitone veya rotary çevirme.
2 – Ahize açık durumunu belirtmek i&
ccedil;in iki durumlu dc sinyal.
3 – Çevir sesi, meşgul sinyali gibi çeşitli duyulabilir tonlar.
4 – Telefonu çaldıran sinyal ringing tonu. Abone döngüsü üzerinde ring tonu, 75-150 V arasında 20 Hz’lik bir sinyaldir. Sinyal bir taşıyıcı kanalı üzerinden gönderilir. 20 Hz. tarafından modüle edilmiş 1000 Hz kullanılır.

Şekil 1. Alçak – Yüksek frekans grupları.

DTMF Network Çağrı Oluşumu Tonları
Ton	Frekans (Hz)	On Time (sn)	Off Time (sn)
Dial (Çevir)	350 + 440
Busy (Meşgul)	480 + 620	0.5	0.5
Ringback (normal)	440 + 480	2	4
Ringback PBX(zil sesi)	440 + 480	1	3
Congestion Toll (yıgılma)	480 + 620	0.2	0.3
Reorder (local tekrarla)	480 + 620	0.3	0.2
ROH (alıcı ahize açık)	1400 + 2060 / 2450 + 2600	0.1	0.1
Olmayan Numara	200 + 400	Sürekli	1 Hz FM.

Ofisler Arası Sinyalizasyon

Ofisler arasındaki sinyalizasyon adım adım değildir ve normalde abone ve merkezi santral arasında olandan farklıdır. Daha da ilerisi bir çağrı çeşitli linkler üzerinden ilerlerken farklı linkler üzerindeki sinyalleşme bağımsızdır. Değişik yapıda tasarlanmış linklerde değişik sinyalleşme dilleri kullanılabilir.

Her link üzerinde bağımsız olan sinyalleşme, uçtan uca sinyalleşme olarak adlandırılır. Her nokta sinyali bir sonrakine aktarır. Bütün sistemler bu bağımsızlığa sahip değildir. Avrupa’da daha değişik bir sistem," uçtan uca sinyalizasyon" kullanılır. Şehirlerarası A B C D ofisleri üzerinden çağrı bağlantısı yönlendirildiğinde A, B’ye çağrının B’de sona ermediğini, transit bir arama olduğunu bildirir. B, A’ya transit bir register atar ve ilerlemesini bildirir. A, D’nin adresini belirten digitleri yollar. B, A’ya digitleri aldığına ilişkin onay gönderir ve digitleri C’ye iletir. iletirken gene bunun transit bir arama olduğunu belirtir. Bundan sonra B’nin lojik devresi aradan çıkar. C’nin "devam et" mesajı B üzerinden kurulan yoldan A’ya gönderilir. C bunu onaylar ve D ile bir bağlantı kurar. C,B’de olduğu gibi transit registerini çözer ve aktivitesini durdurur. Bundan sonra D, A’ya iletmesini söyler ve A telefon numarasının geri kalan digitlerini yollar.

Telefon bağlantısı tamamlandığında B ve C’ye devreyi çözmeleri için mesaj gönderilir.

Noktadan noktaya sinyalleşme ile A,B’ye yönlendirme hakkında bütün bilgiyi göndermelidir. Bundan sonra A’daki register ve lo-jik çözülür. B, bilgiyi C’ye gönderdikten sonra da B’nin registeri ve lojiği çözülür. C, son olarak D’ye giden bir trunk seçer ve D’ye abone numarasını, yönlendirme digitlerini eleyerek gönderir. Bu metot, uçtan uca sinyalleşmeden daha hızlıdır ve değişik sinyalizasyon tekniklerinin kullanımında esneklik sağlar.

Bant içi ve bant dışı sinyalizasyon

Çoğu sinyalleşme sistemlerinde, ofisler arası sinyalleşme ses bant genişliği içindedir. Bu, bant içi sinyalleşme olarak adlandırılır. Bunun yanında daha az kullanılan bir çeşit de konuşma kanalının hem konuşma frekans bandından hem de ayrı bir dar sinyalleşme bandından (genellikle tek frekans) iletilmesidir .örneğin CCITT R2 sinyalleşme sistemi 3825 Hz’lik bir sinyalleşme frekansı içerir. Bu, bant dışı sinyalleşme olarak adlandırılır.

Bant içi sinyalleşmenin çeşitli avantajları vardır. Kontrol sinyalleri, ses sinyallerinin gittiği her yöne gidebilirler. Bunun için bant içi sinyalleşme herhangi bir tip ofis üzerinde kullanılabilir. Eğer devrede PCM linkleri varsa, kontrol sinyalleri konuşma boyunca PCM formuna dönüştürülürler. Bant dışı sinyalleşmenin uygulanması uygun tasarlanmış taşıyıcı sistemlerine sınırlandırılmıştır. Bant içi sinyalleşmede hattın hatalı bir bölümündeki bir çağrı kolaylıkla başka bir konuşma kanalına aktarılabilir.

Bant dışı sinyalleşmede tek bir kanal kullanılıyor iken, bant i
çi sinyalleşme çeşitli frekansların kullanılmasına da olanak sağlar. Bant içi sinyaller, konuşma sırasında iletilemez. Bununla birlikte belirleme devresi konuşma sırasında dinlemeli ve konuşma tamamlandığında sinyallere cevap vermeye hazır olmalıdır. Konuşma sırasında ses sinyallerini kontrol sinyali sanma tehlikesi vardır. Sinyaller normalde bunun olmaması için seçilirler. Bununla birlikte veri gönderildiğinde eğer önlem alınmamışsa kontrol sinyallerini dinlemekte olan cihaz kaza eseri tetiklenebilir.

Bant dışı sinyallerin konuşma ile karışma tehlikesi yoktur, Kompandor ve eko bastırıcılarından etkilenmezler. Sinyalleşme konuşma sırasında da gönderilebilir. Bununla birlikte bant dışı sinyal, daha fazla bant genişliği ve elektronik gerektirir. Sinyalleşme oranları daha düşüktür çünkü sinyal dar bir bant genişliğine genellikle tek bir frekansa sınırlandırılmıştır,

Şekil 2.

DC Ofis Sinyalleşmesi

Ofisler arasında çeşitli sinyalleşme tipleri vardır. DC ofis sinyalleşmesinin çeşitli türleri vardır. "Revertive pulse" (sayılabilir darbe) diye adlandırılan sistem daha hızlıdır. Burada gönderen ofisten alınan bir başlangıç darbesi alan ofis-teki bir darbe üretecinin başlatılmasına neden olur ve bu darbeyi, gönderen ofise geri iletir. Gönderen uçtaki bir sayıcı bunları sayar ve registere istenilen sayıda digit geldiğinde bir stop sinyali gönderir. Böylece sayıcı bir sonraki digitler için serbest bırakılır. Diğer bir sistem "panel çağrı belirleme sinyalleşmesi" diye adlandırılır. 5 sinyal seviyesinden birini gönderir. îki pozitif voltaj iki negatif voltaj ve bir açık devre kullanılır. Daha büyük bir pozitif voltaj darbeleme sonu (End of pulsing) diğer dördü digit kodu için kullanılır.

MF-Çoklu Frekans Ofis Sinyalizasyonu

Şehirlerarası ofisler genellikle birbirleriyle MF-çoklu frekans tonlarını kullanarak işaretleşirler. MF sinyalleşmesinin kullandığı altı frekans, değişik kanalların en düşük kayıp sapmasına sahip olduğu ses spektrumu bölümünde yer alır. Bell sisteminde kullanılan frekanslar:

700,900,1100,1300,1700 Hz’dir. Digitler bu 5 frekansın ikisi ile kodlanır ve digit-iletiminin başlangıcı ve digit-iletiminin sonu kodları arasında gönderilir. Kuzey Amerika’da kullanılan CCITT No.5 sisteminin frekansları şunlardır:

Sinyal		Frekans çifti	Tolerans
KP1		1100+1700	+- 6 Hz
(Ulusal çağrı için digit iletiminin başlangıcı)
KP2		1300+1700	+- 6 Hz
(Uluslararası çağrı için tandem bir santralden digit iletimine başlanması)
Digitler:	1	700+900	+- 6 Hz
	2	700+1100	+- 6 Hz
	3	900+1100	+- 6 Hz
	4	700+1300	+- 6 Hz
	5	900+1300	+- 6 Hz
	6	1100+1300	+- 6 Hz
	7	700+1500	+- 6 Hz
	8	900+1500	+- 6 Hz
	9	1100+1500	+- 6 Hz
	0	1300+1500	+- 6 Hz
ST		1300+1700	+- 6 Hz

Bunlar CCITT No.5 sistemi frekanslarıdır. Kuzey Amerikan sinyalizasyonu CCITT No.5’e tümüyle uymaz.

Diğer ülkelerdeki telefon sistemleri farklı frekansları kullanırlar. İngiltere, CCITT R2’de belirlendiği gibi transmisyonun her yönü için farklı frekansları kullanır.

İleri Yönde:	Geri Yönde
1380	540
1500	660
1620	780
1740	900
1860	1020
1980	1140

MF sinyalleri normal ses kanalları üzerinden gönderilir ve konuşma gibi iletilir. Bunlar operatör veya otomatik bir cihaz tarafından gönderilebilir. Operatör yanlışlıkla aynı anda iki tuşa birden basarsa hata belirlenir. Bu ofisler arası sinyalizasyon duyulabilir. Bazı sistemlerde operatörün sinyalizasyonu nadiren duyulabilir.

Tipik Bir Telefon Çağrısı

Aşağıdaki şekil, kuzey Amerika’da tipik bir telefon konuşması için sinyalleşmenin nasıl olduğunu gösterir. 2600 Hz’lik frekans sürekli olarak şehirlerarası ofisler arasındaki boş kanallar üzerinden gönderilir. Bu frekans aynı zamanda çözme sinyali olarak da davranır.

Şekilde şehirlerarası iki ofis arasındaki bir ses kanalı gösterilmektedir. Abone numarayı çevirdiğinde bu numara lokal merkezi ofise belki de şehirlerarası ofise "dc (pulsing) darbeleme" ile ulaşır. Şehirlerarası ofis uygun bir trunk içinde boş bir kanal seçer ve 2600 Hz’lik tonu durdurur. Bu trunk’ın sonundaki ofis 2600 Hz sinyalinin kesildiğini belirler ve bir şehirlerarası telefon numarası almak üzere uyarılır. Numara, MF kodunda gönderilir. Şehirlerarası ofis numarayı aranılan ofis bulunana kadar bir diğerine iletir. Merkezi ofis aranılan telefonun zilini çaldırır. Taraflardan biri ahizesini kapattığında şehirlerarası ofisler 2600 Hz’lik tonu ileterek bunu bildirirler.

Sistem üzerinde çağrı olmadığında şehirlerarası ofisler sürekli 2600 Hz gönderirler. Bu tondaki bir kesinti, çağrının kurulacağına ilişkin bir sinyali belirtir.

Abone, ahizesini açtığında bir çevir sesi alır ve çevirir. Telefon, merkezi ofise dc sinyalleri gönderir.

Merkezi ofis, ücretlendirmek için tarih, zaman, arayan numara ve aranılan numarayı kaydeder. Bölge kodunu ve numarasını kendi şehirlerarası ofisine aktarır.

Şehirlerarası ofis çağrıyı gerçekleştirmek için en boş ofisler arası trunk’ı seçer. Bir "gönderici" devresi bölge kodu ve numarayı MF sinyalizasyonunu kullanarak gönderir

Bir sonraki şehirlerarası ofis, MF sinyallerini yönlendirir.

En son şehirlerarası ofis, numarayı C.O’e gönderir. Merkezi ofis, 20 Hz zil çaldırma tonunu abone döngüsü ve arayanın trunk ‘ ına aktarır.

Şekil 3. Tipik bir Telefon çağrısı durumunda abone-ofisler arası sinyalizasyon

Arayan taraf telefonu kaldırır ve çağrı ilerler: Herhangi bir taraf, ahizeyi kapattığında çağrı sona erer. Kendi merkezi ofisi akım yokluğunu belirler ve bunu şehirlerarası ofise bildirir. Şehirlerarası ofis, 2600 Hz’lik sinyali şehirlerarası trunk üzerinden gönderir. Çağrıyı başlatan merkezi ofis, sona erme zamanını kaydeder. Artık şehirlerarası trunk yeni çağrılara hazırdır.

Şekil 4.

Sinyalizasyon ve Veri İletişimi

Bazı veri iletişim cihazlarında bant-içi sinyalizasyon bir probleme neden olmuştur. Veri, haberleşme hattı üzerinden sinyalizasyon sistemi ile karışmayacak şekilde gönderilmelidir. Haberleşme sistemi, bant içi bir kontrol sinyalini enerjinin önemli bir kısmı sinyalleşme frekansında ve az bir kısmı diğer frekanslarda olduğundan tanır. Bu, insan sesi için doğru değildir. Veri iletmek için ya kullanılabilen bant genişliğini sınırlayan sinyalleşme frekanslarını tümüyle önlemek gerekir. Bant üzerinden iletildiğinde ise sinyalleşme frekansında enerji olduğunda diğer frekanslarda daima yeterli enerji bulunur. Böylece verinin kontrol sinyali ile karışması önlenir. Bu durumda kanal kapasitesi en iyi şekilde kullanılır ve modem tasarımı ile gerçekleştirilir. Aşağıdaki şekilde Bell sistemi sinyalleşme frekansları görülür.

Avrupa’da milletlerarası 2040 ve 2400 Hz’lik iki frekanslı sistem kullanılır.

Telekomünikasyon şirketleri veya imalatçıları veri iletişim cihazına sınır
koyarak sinyalleşme ile karışmasını önler.

Veri iletişim cihazları veya modemler relatif sinyal seviyeleri belirlenen sınırları aşamayacak veya otomatik cihazların sinyal gönderildiğini sanmasını önleyecek şekilde tasarlanmalıdır.

Modemler ve veri-işleme cihazı tasarımı bant-içi sinyalleşme ile ilgilidir. Genellikle anahtarlama amacıyla kullanılan sinyalleri taşımayan kiralık hatlara uygulanamaz.

Şekil 5.

Ortak Kanaldan Sinyalizasyon

Yukarıdaki tekniklerin tümü sinyalleşmenin ses kanalı ile birlikte ilerlediği durumları gösterir. Bu, kanala bağlı sinyalleşme olarak adlandırılır. Bunun alternatifi sinyallerin trafik devrelerinden bağımsız bir yoldan iletilmesidir. Bağımsız bir sinyalleşme kanalı, pek çok trafik kanalı için sinyal taşır. Bu yaklaşım "ortak kanaldan sinyalleşme" olarak adlandırılır.

Ortak kanaldan sinyalleşme çok daha karmaşıktır , fakat bilgisayar devrelerinin maliyetinin düşmesi ile gittikçe artan bir çekiciliğe sahiptir. 4 tip ofisler arası sinyalleşme için tipik sinyalleşme hızları:

Sinyalleşme Tipi	Sinyalleşme Hızı (digit/saniye)
DC darbeleme	1.2
MF	6-10
Ortak kanaldan sinyalleşme	25-160
PCM sinyalizasyonu	1000

Pek çok cihaz artık bilgisayarlarla idare edilmektedir. Ortak kanaldan sinyalleşme, yayılmış bir bilgisayar network’üdür.

Ortak kanaldan sinyalleşme ile sinyalleşme hızları artar ve sinyalleşme kapasitesi genişler. Bu sinyalleşme, teşhis (diagnostik) ve yönlendirme (routing) gibi değişik network idari işlevleri için kullanılabilir.

Ortak kanaldan sinyalleşme ile sinyalleşme hızları artar ve sinyalleşme kapasitesi genişler. Bu sinyalleşme, teşhis (diagnostik) ve yönlendirme (routing) gibi değişik network idari işlevleri için kullanılabilir.

Sinyalleşme verisi 28 bitten oluşur, 8’i hata belirleme bitidir. Bu veriler 2400 bitte 4 fazlı modem kullanarak konuşma kanalı üzerinden gönderilir.

Şekil 6. Ortak kanaldan sinyalizasyon

PCM Sinyalleşmesi

Bant içi sinyalleşme PCM linkleri üzerinde problemsiz bir şekilde iletilebilir. Sinyaller ses boyunca digitale çevrilir. Bununla birlikte PCM linkleri için digital sinyalleşme sistemlerini kullanmak avantajlıdır. Ses kanalındaki yedek bitler sinyalleşme için ayrılmıştır. Bunu gerçekleştirmek için CCITT R2 sisteminin PCM versiyonu geliştirilmiştir.

PCM sinyalizasyonu ve ortak kanaldan sinyalleşme telekomünikasyon sinyalizasyonunun yapısını değiştirecektir.

Telekomünikasyon network’leri, digital PCM transmisyon ve sinyalizasyonu ile bilgisayar kontrollü sistemlere doğru ilerlemektedir. Bununla birlikte dc pulse ve MF sinyalizasyonu dünyada yaygın olarak kullanılmaktadır.