GSTN je tradiční veřejná telefonní síť s komutací okruhů (PSTN), se kterou mobilní sítě spolupracují, aby zajistily kontinuitu hlasových hovorů a doplňkové služby.

Popis

General Switched Telephone Network (GSTN) označuje globální, vzájemně propojený celek veřejných telefonních sítí s komutací okruhů, běžně známý jako Public Switched Telephone Network (PSTN). Ve specifikacích 3GPP, zejména těch souvisejících s architekturou jádra sítě a spoluprácí sítě (např. TS 24.229 pro protokoly IP Multimedia Subsystem), se termín GSTN používá pro označení této starší (legacy) telefonní infrastruktury. Jedná se o síť s komutací okruhů, kde je na dobu trvání hlasového hovoru mezi dvěma stranami vytvořen vyhrazený fyzický nebo logický spoj („okruh“). Síť se skládá z ústředen (jako ústředny třídy 4 a třídy 5), přenosových tras (měděné, optické) a signalizačních systémů (primárně signalizační systém č. 7 – SS7).

Z architektonického hlediska GSTN funguje na principu časového multiplexu (TDM) pro hlasové kanály. Každému hlasovému hovoru je přidělen konkrétní časový slot v digitálním proudu, což poskytuje předvídatelnou službu s konstantní přenosovou rychlostí. Mezi klíčové komponenty patří místní ústředny (připojující účastnické linky), tranzitní ústředny (pro směrování hovorů mezi ústřednami) a mezinárodní brány. Řídicí rovinu zajišťuje síť SS7, která využívá samostatné signalizační kanály k navázání, správě a ukončení hovorů a k poskytování služeb, jako je identifikace volajícího nebo přesměrování hovoru. Toto oddělení hlasové a signalizační cesty je charakteristickým rysem architektury GSTN.

V kontextu systémů 3GPP je GSTN externí síť, se kterou musí jádro mobilní sítě spolupracovat. Tato spolupráce je klíčová pro poskytování hlasových hovorů mezi mobilními účastníky a účastníky pevné linky v PSTN. V jádrech 2G/3G s komutací okruhů toho bylo dosaženo prostřednictvím Mobile Switching Center (MSC). Ve 4G a 5G, kde je jádro sítě paketově orientované (založené na IP), tuto funkci spolupráce zajišťují specifické uzly. Pro hlasové služby založené na IMS (VoLTE, VoNR) s GSTN komunikují funkce Media Gateway Control Function (MGCF) a IMS Media Gateway (IM-MGW). MGCF překládá signalizaci SIP z IMS do zpráv ISUP pro síť SS7, zatímco IM-MGW provádí konverzi mezi médii založenými na IP (RTP) a médii založenými na TDM. To umožňuje bezproblémovou kontinuitu hlasových služeb mezi paketově orientovaným mobilním světem a starším světem s komutací okruhů.

K čemu slouží

GSTN existuje jako historický základ globální telefonie a poskytuje již více než století všudypřítomnou, spolehlivou a kvalitní hlasovou komunikaci. Jejím účelem v ekosystému 3GPP je zajistit zpětnou kompatibilitu a kontinuitu služeb. Když byly poprvé nasazeny mobilní sítě, jejich primární službou byla mobilní telefonie a potřebovaly se připojit k rozsáhlé stávající základně účastníků pevných linek a služeb v PSTN. GSTN představovala zavedený standard, ke kterému se musely mobilní sítě připojit.

Tvorba a vývoj standardů 3GPP musely s touto starší infrastrukturou počítat. Problém, který řeší, je vzájemné propojení: bez definovaných postupů spolupráce by byly mobilní sítě izolovanými ostrovy. Motivací pro specifikaci spolupráce s GSTN ve standardech, jako je TS 24.229, bylo zaručit, že hovor z 5G smartphonu může dosáhnout telefonu pevné linky a naopak, a to s řádným překladem signalizace a konverzí médií. Tím se řeší omezení nových síťových technologií fungujících ve vakuu; musí se integrovat s již nasazenou základnou. Jak se sítě vyvíjejí směrem k plně IP, GSTN představuje starší doménu, která je postupně nahrazována, ale během přechodného období zůstává kriticky důležitá.

Klíčové vlastnosti

• Architektura s komutací okruhů s vyhrazeným spojením pro každý hovor
• Pro hlasové kanály používá časový multiplex (TDM)
• Pro mimopásmovou signalizaci a řízení hovorů spoléhá na signalizační systém č. 7 (SS7)
• Poskytuje vysokou spolehlivost a kvalitu hlasu (POTS)
• Globálně propojená a standardizovaná pro mezinárodní volání
• Podporuje základní doplňkové služby (čekání na lince, přesměrování hovoru atd.)

Související pojmy

• MGCF – Media Gateway Control Function
• IM-MGW – IP Multimedia Media Gateway Function

Definující specifikace

• TS 24.229 (Rel-19) — IMS call control protocol based on SIP and SDP

📖 Anglický originál a plná specifikace: GSTN na 3GPP Explorer