Apontamentos de Sistemas Telefonicos 1.docx

UNIVERSIDADE EDUARDO MONDLANE FACULDADE DE ENGENHARIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELECTROTECNICA

APONTAMENTOS DE SISTEMAS TELEFÓNICOS

PEREIRA, ESMERALDO MENDES JOSÉ 2

INDICE CAPÍTULO I. INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS TELEFÓNICOS.......................................................4 1.1. Desenvolvimento das telecomunicações.................... telecomunicações........................................ ............................................. ......................... 4

Sistemas Telefónicos

1.2. Estrutura da rede de telecomunicações..................................................................4 1.3. Serviços de redes....................................................................................................9 1.4. Terminologia................... erminologia....................................... ........................................ ............................................................ ............................................... ....... 10 1.. !egulamentaç"o.... !egulamentaç"o....................... ....................................... ........................................ ........................................ ..................................... ................. 10 1.#. $adrões %Standards )...............................................................................................11 1.&. 'odelo de refer(ncia )S* +ara intercone,ões intercone,ões de sistemas a-ertos.......................11 1.. /uncionamento /uncionamento do telefone.............. telefone.................................. ................................................................. ............................................. ...13 ... 13

CAPÍTULO 2. TRANSMISSÃO EM TELECOMUNICAÇÕES..........................................................16 2.1. )ntroduç"o............................ )ntroduç"o................................................ ........................................ ......................................... .................................... .................... ..... 1# 2.2 veis de +ot(ncia............................................ +ot(ncia................................................................ ......................................... .................................. ............. 1# 2.3. ircuito a uatro os....................................................... os........................................................................... .......................................1& ...................1& 2.. 'ulti+le,aç"o +or divis"o de freu(ncia........................... freu(ncia............................................... .....................................21 .................21 2.#. 'ulti+le,aç"o +or divis"o de tem+o....................................... tem+o.............................................................. ............................... ........ 22 CAPÍTULO 3. EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS DE COMUTAÇÃO...................................................30 3.1. )ntroduç"o............................ )ntroduç"o................................................ ........................................ ......................................... .................................... .................... ..... 30 3.2. omutaç"o de mensagens......................... mensagens............................................. ........................................... ..................................... ................ ..30 30 3.3. omutaç"o de circuitos............................. circuitos................................................. .................................................... ................................ ........ 31 3.4. Sistemas manuais............................ manuais................................................ ........................................ ........................................ .............................. .......... 31 3.. /unções /unções de um sistema de comutaç"o............................. comutaç"o................................................. ..................................... ................. 3 3.# Sistema stro5ger +asso6a6+asso............................................................................3# 3.&. !egistos !egistos 7Transladores7E 7Transladores7Emissores.............. missores.................................. ....................................................... ................................... ....39 .... 39 3.. !e+artidores............ !e+artidores................................ ....................................... ....................................... ....................................... ................................. ................ .. 41 3.9. Sistemas ross-ar.......................................... ross-ar............................................................. ............................................... ............................ ........ 42 3.10. 8m truning geral................................................ geral.................................................................... ................................................ ............................ 4 CAPITULO 4. TRAFÉGO EM TELECOMUNICAÇÕES...................................................................4 4.1. )ntroduç"o............................ )ntroduç"o................................................ ........................................ ......................................... .................................... .................... ..... 4& 4.2. 8nidade de Tr:fego..................................... r:fego......................................................... ........................................ ....................................... ................... 4 4.3. ongest"o............................ ongest"o................................................ ........................................ ........................................ .......................................... ...................... 0 4.4. 'edições do Tr:fego...................................... r:fego......................................................... ........................................................ ..................................... 1 4.. 8m modelo matem:tico............................ matem:tico............................................... ............................................... ............................ ............. 2 4.#. Sistemas de c;amadas +erdidas....................... +erdidas........................................... .................................. ............................ .................. ....# # 4.#.1.Teoria............... 4.#.1.Teoria................................... ....................................... ....................................... ........................................ .................................. ..................... ....... # 4.#.2. Desem+en;o do traf
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4.&.1. > Segunda Distri-uiçao de Erlang................................... Erlang....................................................... .................................... ................#2 #2 4.&.2. $ro-a-ilidade $ro-a-ilidade de atraso......................................... atraso............................................................ .................................... .......................... ......... # 4.&.3 a+acidade nita da la.......................................... la.............................................................. ................................. ........................ ........... ## 4.&.4. >lguns resultados ?teis.................................................. ?teis...................................................................... ..................................... ................. ## 4.&.. Sistemas com um ?nico servidor.............................................. servidor........................................................................ .......................... #&

CAPITULO !. REDES DE COMUTAÇÃO..........................................................................................1 .1. )ntroduç"o............................ )ntroduç"o................................................ ........................................ ......................................... .................................... .................... ..... &1 .2. !edes de um ?nico est:gio..................................................... est:gio.................................................................................... ............................... &1 .3. @radings............................... @radings................................................... ........................................ .......................................................... ......................................... ... &2 .3.1. $rinc+ios....................................... $rinc+ios........................................................... ................................................................. ............................................. .... &2 .3.2. onstruç"o de gradings +rogressivos.............................................. +rogressivos........................................................... ................... ......&4 &4 .3.4. a+acidade de trafego nos gradings............................ gradings.......................................................... .............................. ........ &# .3.4. >+licações dos @radings................................. @radings..................................................... .................................................... ................................ & .4. Sistemas de lin.................................. lin...................................................... ........................................ ........................................ ........................... ....... & .4.1. @eneralidades............................. @eneralidades................................................ ....................................... ........................................ ................................. ............. & . 4.2. !edes de dois est:gios.............................. est:gios.................................................. ............................................. .................................... ........... &9 .4.3. !edes de tr(s est:gios.................................................. est:gios..................................................................... ...................................... ................... 2 .. @rau de serviço de sistemas de lin...................................................................... ..1.@eneralidades................... ..1.@eneralidades....................................... ........................................ ........................................ ........................................... .......................  ..2. !edes de dois estagios..................................... estagios......................................................... .................................. ............................ ................ ..  ..3. !edes de tr(s estagios.................................................. estagios..................................................................... ...................................... ................... # CAPITULO 6. COMUTAÇÃO POR DIVISÃO DE TEMPO..............................................................."" #.2. omutaç"o Es+acial e Tem+oral................................... em+oral........................................................................... ..........................................  #.2.1. )ntroduç"o.......................... )ntroduç"o.............................................. ........................................ ........................................ .................................. .................... ......  #.2.2. omutadores omutadores es+aciais.................................. es+aciais...................................................... ........................................ ................................. .............  #.2.3. omutadores omutadores tem+orais........................................ tem+orais........................................................................ ................................ ............. 9 #.3. !edes de comutaç"o +or divis"o de tem+o.......................................................... tem+o.......................................................... .90 #.3.1. !edes -:sicas..................................... -:sicas......................................................... ....................................... .................................... ......................... ........ 90 #.3.2. amin;os -idireccionais................... -idireccionais...................................... ....................................... .................................... ........................... ........... 91 #.3.3. !edes de comutaç"o mais com+le,as........................................ com+le,as.......................................................... ........................ ......92 92 #. 3.4. oncentrador.......................... oncentrador.............................................. ....................................... ....................................... ................................ ................ .... 92 #.4. @rau de serviços das redes de comutaç"o +or divis"o de tem+o.......................... 93 #.#. SincroniAaç"o............... SincroniAaç"o................................... ....................................... ....................................... ........................................ ............................... ........... 9 #.#.1. >lin;amento do frame........................................ frame............................................................ ....................................... ............................ ......... 9 #.#.2. !edes de sincroniAaç"o................... sincroniAaç"o....................................... .................................................... ................................ ............... .............. . 9# CAPITULO . CONTROLE DE SISTEMAS DE COMUTAÇÃO .....................................................................## Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

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&.1. )ntroduç"o............................................................................................................. 99 &.2. /unções de +rocessamento da c;amada............................................................... 99 &.2.1. Seu(ncia de o+erações.....................................................................................99 &.2.2. Trocas de sinais................................................................................................. 101 &.2.3. Diagrama de transiç"o de estado..................................................................... 102 &.3. ontrole comum.................................................................................................. 10 &.4. ona-ilidadeB dis+oni-ilidade e segurança........................................................10# &.. ontrole +or +rograma armaAenado.................................................................... 10 &..1. >ruitectura do +rocessador............................................................................. 10 &..2. $rocessamento distri-uido................................................................................ 109 &..3. Soft5are............................................................................................................110 &..4. ontrole de so-recarga.....................................................................................112

CAPITULO "$ SINALI%AÇÃO ...................................................................................................................114 . 1. )ntroduç"o.......................................................................................................... 114 .2. SinaliAaç"o $'................................................................................................... 11 .3. SinaliAaç"o de lin;a de assinante........................................................................ 11 .4. $rinc+io de sinaliAaç"o de canal comum.............................................................11 .4.1. @eneralidades................................................................................................... 11 .4.2 !edes de SinaliAaç"o......................................................................................... 11# .. Sistema de sinaliAaç"o )TT C &.......................................................................11 .#. !edes digitais de serviços integrados.................................................................. 119 C&'()*+, #. R--/ - P+&, N&(,&+ - T-+-,*(&-/..................................................................121 9.1. )ntroduç"o........................................................................................................... 121 9.2. Esuema nacional de numeraç"o........................................................................ 122 9.3. /acturaç"o........................................................................................................... 122 9.4. Encamin;amento................................................................................................. 123 9.4.1. Encamin;amento >lternativo >utom:tico %>>!..............................................124 9.. @est"o de rede.................................................................................................... 12# CAPITULO 10$ R EDES CELULARES ........................................................................................................12 A5(,/.............................................................................................................................................12#

Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

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CAPÍTULO I. INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS TELEFÓNICOS 1.1. Desenvolv!en"o #$s "ele%o!&n%$'(es > maior +arte das actividades ;umanas de+endem do uso da informaç"oB esta a+arece numa grande variedade de formasB incluindo a voA ;umanaB documentos escritos e im+ressos e dados de com+utadores. > informaç"o +ode ser +rocessadaB armaAenada e trans+ortada. E foram desenvolvidas tecnologias +ara e,ecutar todas essas funções. 8m dos mais im+ortantes meio de trans+ortar a informaç"o < converte6la em sinais els comunicações elle,ander @ra;am =ell inventou o telefone e a +rimeira central telefónica a New Haven Connecticut foi inaugurada em 1&. !edes de telecomunicações cresceram em todos os +aises do mundo e foram acrescidas de uma rede internacional ue conecta mais de um -ili"o de telefones em mais de 200 +ases. Estas redes agora +rovid(nciam muitos serviços diferentes incluindo telegr:aB telefoniaB comunicações de dados e transmiss"o de televis"o. * negócio de telecomunicações envolve muitos +artici+antesB estes incluemF −

*s utiliAadoresB

−

*s o+eradores +?-licos de telecomunicações (PTO),

−

*s +rovedores de serviços ue envolvem telecomunicaçõesB

−

*s fa-ricantes de eui+amentos e com+onentes (tanto hardware como software)B

−

*s investidores eB

−

*s governos. 8ma veA ue os utiliAadores devem +agar ta,as +ara co-rir o custo de +rovid(nciar redesB eles s"o ;a-itualmente c;amados $ssn$n"es ou %len"es.

1.,. Es"+&"&+$ #$ +e#e #e "ele%o!&n%$'(es Se uma comunicaç"o < reuerida entre estações de H nI utiliAadoresB ela +ode ser +rovid(nciada +or uma rede constituinda numa lin;a de cada estaç"o +ara ualuer outra como mostrado na gura 1.26aB esta < a c;amada +e#e "o"$l!en"e n"e+l-$#$ ou +e#e e! !$l*$. > rede em mal;a tem a vantagem deF e,iste uma ligaç"o entre uma estaç"o e ualuer outra. > desvantagem < o alto custo na utiliAaç"o de ca-os. Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

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a c;amada rede em mal;a cada estaç"o necessita de lin;as +ara as outras H n −1 I estações. $ortanto se a lin;a de > +ara = tam- o n?mero total de lin;as reueridas < igual aF 1 N = n ( n −1 ) 2 2

Se n ≫ 1 B ent"o N < a+ro,imadamente +ro+orcional a n . * arranGo da gura 1.26 a < +ratic:vel se n for +eueno e as lin;as forem curtasB contudo a medida ue n aumenta e as lin;as se tornam mais com+ridas este arranGo torna6se e,tremamente caro. $or e,em+lo um sistema servindo 10 mil estações de utiliAadores necessita de a+ro,imadamente 0 mil;ões de lin;as. Em veA de cada estaç"o ser conectada com ualuer outraB elas +odem ser conectadas +or uma ?nica lin;a formando um bus como mostrado na gura 1.26- ou um anel como ilustrado na gura 1.26c. Estas redes s"o inuteis +ara a telefonia normalB uma veA ue a+enas uma conversaç"o +oder ter lugar de cada veA. ontudo as redes do ti+o -us e anelar +odem ser usadas +ara comunicaç"o de dadosB +ara transmiss"o de dados so-re um circuito comum a muito maior velocidade do ue < gerada nos terminais individuais. Juando o circuito esta ocu+adoB o terminal ue +recisa enviar uma mensagem armaAena6a at< ue o circuito se torne livre. Estas congurações s"o usadas +ara redes de areas locais %K>B +ara transmiss"o de dados a curtas distncias.

a)

Rede em malha

C) Rede em anel Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

b) Bus

d) Rede em estrela

#


e) Rede em arvore

/igura 1.2. Estrutura de redes $ara a telefoniaB a comunicaç"o nos dois sentidos < reuerida entre ualuer +ar de estações eB deve ser +ossvel ue muitas conversações ten;am lugar ao mesmo tem+oB Estes reuisitos +odem ser satisfeitos +rovid(nciando uma lin;a +ara cada estaç"o de utiliAador a+artir de um centro de comutação central %+or e,em+lo uma central telefónica. * centro de comutaç"o central interliga as lin;as sem+re ue solicitada. Esta conguraç"o de rede < mostrada na gura 1.26d e < c;amada de rede em estrela. este sistema o n?mero de lin;as < reduAido de N =0,5 n ( n −1 ) +ara N = n . Se n for grande o custo de +rovid(nciar o centro de comutaç"o < de longe menor ue a +ou+ança em custo de lin;a. uma :rea co-erta +or uma rede em estrelaB a medida ue o n?mero de estações servidas +or ela cresceB os custos de lin;a aumentam tornando6se ent"o económico dividir a rede em redes menoresB cada uma servida +ela sua +ró+ria centralB como < ilustrado na gura 1.3.

a) Area com um só central

b) Area com várias centrais Figura 1.3.

* com+rimento m

&


/igura 1.4. Lariaç"o do custa da rede com o n?mero de centrais uma :rea servida +or v:rias centrais os clientes em cada central ter"o ue conversar com clientes de outras centrais. M necess:rio +ortanto +rovid(nciar circuitos entre centrais. Estes circuitos s"o c;amados de circuitos de junção e eles formam a rede de junção. Se Gunções s"o +rovid(nciadas entre todas as centraisB a rede de Gunç"o tem a conguraç"o da gura 1.2.a. ontudo se o custo da Gunç"o for alto n"o ser: económico ligar todas as centrais directamenteneB sendo mais -arato faAer cone,ões entre as centrais locais dos clientes atrav rede da :rea como mostrado na gura 1. a-ai,o < ent"o uma mistura de uma rede em estrela ligando todas as centrais locais a uma central tandem e uma rede em mal;a ligando algumas das centrais locais entre elas.





/igura 1.. >rea multicentral. K 7 entral KocalN T 7 entral Tandem lientes ue uerem comunicar com +essoas noutra +arte do +as +ara al>! se uma central origem n"o < ca+aA de ac;ar um circuito livre na rota directa +ara uma central destinoB ela automaticamente encamin;a a c;amada +ara a central de nvel su+eriorB isto acontece n"o a+enas uando n"o ;: circuitos directos devido a um corte mas tam-
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/igura 1.#. rede de comunicaç"o nacional 1. entral internacional 7 @at 5aO %centro de trnsito 3N 2. entrais Tandem nacionais %centros de comutaç"o trocais terceariosN 3. entrias regionais Tandem %centros de comutaç"o troncais secund:riosN 4. entrais locais Tandem %centros de comutaç"o troncais +rim:riasN . entrais locaisN #. Kin;as de clientes. uma rede moderna o uso do >>! mel;ora a resist(ncia da rede +ara faAer face tanto aos cortes como as so-recargas de trafego. 8ma rede n$%on$l 234l%$ %o!&"$#$ #e "ele%o!&n%$'(es 0PSTN como mostra na gura 1.# consiste na ;ieraruia seguinteF 1. Re#es lo%$s 6 ue interligam estações dos clientes as suas centrais locais %s"o tam-cima desta ;ieraruia e,iste a rede internacional ue +rovid(ncia circuitos ligando as redes nacionais dos diferentes +aises atrav-ai,o da ;ieraruia da rede nacional +?-licaB alguns clientes tem lin;as internas servindo telefones de e,tens"o. Estes s"o conectados uns aos outros e as lin;as das centrais +?-licas atrav ue esteGa tam-
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@randes com+an;ias tem tam-Qs em diferentes +artes do +as ou ainda atrav
nós do clienteN

−

nós de comutaç"oN

−

nós de transmiss"oN

−

nós de serviços.

De maneira a esta-elecer uma ligaç"o +ara um destino reuerido e desliga6lo uando n"o for mais necess:rio o cliente deve enviar uma informaç"o +ara a central. $ara uma cone,"o ue +assa atrav
Sistema de transmiss"oN

−

Sistema de comutaç"oN

−

Sistema de sinaliAaç"o.

1.7. Se+v'os #e +e#es *s clientes dum o+erador +?-lico de telecomunicações %$T* reuerem muitos serviços diferentes dos uais a+arentam reuerer diferentes redes. E,em+los incluemF −

!edes telefónicas +?-lica comutaç"o %$STN

−

!ede telegr:ca +?-lica comutaç"o %tele,N

−

!edes +rivadas de voA e dados %usando circuitos algadosN

−

!edes móveis celularesN

−

!ede +?-lica de dados 7 $D % em+regando normalmente comutaç"o de +acotesN


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Sistemas Telefónicos −

!edes de serviços es+eciais intrduAidas +ara satistaAer necessidades es+eciais dos clientes.

Estes serviços +odem usar centros de comutaç"o se+arados e os circuitos +rivados usam lin;as de transmiss"o conectados de uma forma semi6+ermanente aos nós das redes sem comutaç"o. ontudo como mostrado na gura 1.&B os diferentes serviços usam uma rede de transmiss"o comum ue consiste nos circuitos de Gunç"o e troncais. *s clientes s"o conectados R esta atrav
/igura 1.&. !elaç"o entre serviços e rede de su+orte $ 7 ircuitos +rivadosN $D 7 !ede +?-lica de dadosN $ST 7 !ede +?-lica de comutaç"o telefónicaN Tele, 7 !ede telegr:ca de comutaç"o +?-lica. *s serviços +rovidenciados +elas redes de telecomunicações +odem +ortanto serem divididos em duas categoriasF 1. Telese+v'os 6 nos uais a +rovis"o de um serviço de+ende de um +articular a+arel;o terminal %+or e,em+lo de um telefone ou tele6im+ressor. ,. Se+v'os #e "+$ns!ss6o 7 os uais fornecem ao cliente ca+acidade de transmiss"o ue +ode ser usada +ara ualuer funç"o deseGada %+or e,em+lo circuitos +rivados.

1.:. Te+!nolo-$ omes diferentes +ara os centros de comutaç"o das redes s"o usados nos diferentes +aises. )nternacionalmente centrais troncais s"o c;amados de centros +rim:riosB secund:rios e terci:riosB como mostrado na gura 1.#. * centro +rim:rio esta no nvel mais -ai,o da ;ieraruia troncal e faA o interface com as centrais locais. a terminologia ITU (União Internacional de Telecomunicações)B uma central internacional do ti+o gat5aO < c;amada de Cen"+o #e T+$ns"o 7 0CT7. entrais internacionais T1 e T2 interligam a+enas circuitos internacionais. entrais T2 comutam tr:fego entre gru+os regionais e centrais T1 interligam continentes.

1.;. Re-&l$!en"$'6o * negocio de o+erar redes de telecomunicações teve a tend(ncia de ser um mono+ólio. Entretanto < e,tremamente caro escavar estradasB instalar condutas e ca-os atrav
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ue seGam usados m
1.>. P$#+(es 0S"$n#$+#s ) * +laneamento e a o+eraç"o com sucesso das telecomunicações internacionais de+ende da coo+eraç"o entre os +ases envolvidos. > +adroniAaç"o %standardiAaç"o ue tornou uma rede internacional efectivamente +ossvel < e,ecutada +ela União Internacional das Telecomunicações (ITU). Esta foi fundada em 1# como ni"o Telegr*+ca nternacional e < a mais antiga das ag(ncias es+ecialiAada das ações 8nidas. * tra-al;o da )T8 < feito atravssociado a ele e,iste o /a!inete nternacional de egisto de fre-u0ncia (1$), o ual regula a atri-uiç"o de freu(ncia de r:dio +ara +revinir interfer(ncia entre diferentes transmissões. * T& e o T&T s"o com+ostos +or re+resentantes dos governosB dos o+eradores e das organiAações industriais. >m-as t(m um grande n?mero de gru+os de estudos activos. >s recomendações dos gru+os de estudo s"o a+resentadas em secções +len:rias ue se reunem em alguns anos. *s resultados das secções +len:rias s"o +u-licados em s os +adrões s"o +roduAidos +elo A!e+%$n S"$n#$+# Ins""&"e 0ASI e +elo Institut o" lectrical and lectronic ngin#er (I). Entre outras organiAações de +adroniAaç"o encontramosF a ssociation 1rancaise de Normali3ation (1NO), a $ritish 4tandard nstitute ($4) e a Deutsc;es )nstitute fr ormung %D). Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

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*s +adrões de grandes com+an;ias industriais +odem tam-
1.?. Mo#elo #e +ee+@n%$ ISO 2$+$ n"e+%one(es #e ss"e!$s $4e+"os $ara comunicaç"o de dados com sucesso atravQs interconectam terminais de dados do memsmo fa-ricante e o+eram usando rotocolos +ro+riet:riosB contudoB a medida ue a comunicaç"o de dados se desenvolveu surgiu a necessidade de comunicar entre com+utadores e terminais de diferentes fa-ricantes. )sto levou6nos ao conceito de intercone$ão de sistemas abertos (OSI) +ara +ermitir ue as redes seGam inde+endentes da m:uina. * desenvolvimento das es+ecicações de +rotocolos necess:rios +ara a interconex"o de sistemas a!ertos foi e,ecutado +ela 4O. *s +adrões 4O s"o -aseados no +rotocolo de sete camadas con;ecido como modelo de re"er%ncia ISO !ara o OSI. * +rinc+io deste modelo < mostrado na gura 1..

/igura 1.. 'odelo de sete camadas )S* +ara interconecç"o de sistemas a-ertos ada camada < um utiliAador de serviços da camada de -ai,o e +rovid(ncia serviços a camada acima. Tam-s camadas do modelo *S) s"o como se segueF C$!$#$ 1 7 %$!$#$ Bs%$F esta dene o interface em termos de cone,õesB tensões e velocidade de dados de maneira ue os sinais seGam transmitidos -it6a6-it. C$!$#$ , 7 %$!$#$ #e ln F esta +rovid(ncia a detencç"o e correcç"o de erros +ara um lin de maneira a assegurar ue a troca de dados seGa conavel. Ela +ode Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

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reuerer ue os dados seGam divididos em -locos c;amados H+acotesIB +ara inserir -its de vericaç"o de erros ou de sincroniAaç"oB contudo a trans+ar(ncia < +reservada +ara os -its de dados nestes -locos. C$!$#$ 7 7 %$!$#$ #e +e#eF esta diA res+eito as o+erações da rede entre os terminais. Ela < res+ons:vel +elo esta-elecimento das cone,ões correctas entre os nós a+ro+riados da rede. C$!$#$ : 7 %$!$#$ #e "+$ns2o+"eF < res+ons:vel +elo esta-elecimento do camin;o de comunicaç"o a+ro+riado inde+endente da redeB +ara um eui+amento terminal +articular (por exemplo provid0nciando a apropriada velocidade de dados e controle de erros). Ela +ortantoB li-erta o utiliAador da nessecidade de se +reocu+ar com esses detal;es. C$!$#$ ; 7 %$!$#$ #e sess6oF diA res+eito ao esta-elecimento e manutenç"o de uma sess"o o+eracional entre terminais. C$!$#$ > 7 %$!$#$ #e $2+esen"$'6oF diA res+eito ao formato de dados a+resentados de maneira a ultra+assar diferenças da re+resentaç"o da informaç"o tal como ela < fornecida num terminal e reuerida +or outro terminal. * seu +ro+osito < faAer com ue a comunicaç"o so-re a rede seGa inde+endente da m:uina. C$!$#$ ? 7 %$!$#$ #e $2l%$'6oF Dene a natureAa da tarefa a ser e,ecutada. Ela fornece ao utiliAador de +rogramas a a+licaç"o necess:riaB +or e,em+lo correio electrónicoB +rocessamento de +alavrasB transações -anc:riasB etc. M -astante util analisar sistemas de comunicaç"o em termos do modelo *S). *s sistemas de comunicaç"o est"o agora a ser es+ecicados e +roGectados com +rotocolos em camadas de acordo com o modelo *S). 8m e,em+lo e o sistema de sinaliAaç"o )TT &. *s +roGectistas de redes de telecomunicações est"o +rinci+almente ocu+ados com as camadas 1 : 3. >s camadas mais altas diAem res+eito aos +roGectistas de soft5are +ara a+licações +articulares da rede. o caso da telefonia a camada 3 a+enas reuere os sinais de H +edido de c;amadaI e de HdesligarI %fora de descanso e no descanso ou +edido de c;amadaB UUtoue de c;amadaQQ e tons de endereçamento %discagem. $rotocolos +ara as camadas mais altas +odem ser desenvolvidos Had ;ocI +elo utiliAador a medida ue a conversaç"o avança. Em contraste +ara comunicaç"o entre m:uinas %com+utadores devem ser +re+arados todos os tra-al;os em detal;e e +rogramados com anteced(ncia.

1.. F&n%on$!en"o #o "eleone 1. Re%e2'6oF >s correntes de voA de entrada +assam entre os os  e $ atravs forças electromotriAes induAidas nos enrolamentos de 75 Ω e 35 Ω s"o am-as nas mesmas direcçõesB e tendem a +roduAir correntes em direcções o+ostas em !1. >s +ro+orções dos enrolamentos e das im+edncias dos circuitos conectados s"o contudo tais ue a corrente resultante em !1 < +euena e introduA +ouca ueda de tens"o. > tens"o dos enrolamentos de 75 Ω e 30 Ω < +ortanto uase toda dis+onvelB o ue +rovoca o fu,o da corrente no circuito local de rece+ç"o %auscutador. )sto contudo inclui n"o a+enas o rece+tor mas tam-
1


con;ecido como rele 5. en;uma corrente ui normalmenteB mas uando o assinante retira o auscutador do descansoB um loo+ de corrente continua esta-elece6se via /47B o enrolamento de 3!Ω e o transmissor. * rele de lin;a < o+erado +ela corrente ue ui a volta do loo+ como mostrado na gura 1.9.a. > o+eraç"o do rele 5B faA com ue a central tome con;ecimento do +edido de c;amada.

7. Ds%$-e!F > o+eraç"o do rele 5 numa central autom:tica resulta no recon;ecimento +or +arte da central de um +edido de c;amada o ual d: origem ao envio de um sinal de marcar. > o+eraç"o de discagem < feita atrav e K s"o reles de su+ervis"oB uando o assinante c;amador re+õe o auscutador no descansoB o rele de su+ervis"o K> ue foi o+erado +elo loo+ de assinante li-erta6se imediamentamente uando o loo+ < disconectado em @S2. )sto +ermite ue o eui+amento ocu+ado na c;amada volte a situaç"o de desocu+ado ou vaga.


1#


;. Re%e2'6o #e &!$ %*$!$#$F Juando se rece-e uma c;amadaB a central envia um sinal de -ai,a freu(ncia ue +assa +elo terminal B cam+ain;aB consensador e terminal $ faAendo tocar a cam+ain;a. >o se levantar o auscutador os contactos /4 introduAem um circuito de -ai,a im+ednciaB faAendo com ue a corrente no loo+ de assinante aumenteB dando assim a con;ecer a central ue a c;amada foi atendida. *s restantes +rocessos s"o id(nticos aos descritos anteriormente. >. Sn$l$'6o #$ ln*$ #e $ssn$n"e 0Sn$l$'6o Loo2<#s%onne%" uma rede telefónica local a sinaliAaç"o loop&disconnect < usada +ara enviar os sinais de +edido de ;amada e de desligar dos clientes +ara a central. 8ma veA ue e,iste uma corrente mnima de lin;a ue a central +ode detectarB e,iste +ortanto uma resist(ncia de lin;a m:,ima +ermissivelB isto limita o com+rimento de lin;a m:,imo e o taman;o da :re servida +ela central.

Juando telefones de disco marcadore s"o usadosB os clientes enviam informaç"o de endereço +or im+ulsos decadicos. $or digitar o disco marcador esta-elece6se e corta6 Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

1&


se o circuito +ara enviar um trem de at< 10 im+ulsos de loo+6disconectB a+ro,imadamente 10 im+ulsos +or segundo. > central < ca+aA de detectar o m de cada trem de im+ulsos devido a mnima +ausa entre digitos %+or e,em+lo de 400 milisegundos a 00 milisegundos , resultando no estado de loo+ signicativamente maior ue os estados de loo+ %ligado esta-elecidos durante o envio dos im+ulsos %+or e,em+lo 33 milisegundos. 8m telefone com -otões usando sinaliAaç"o multi"re&u%ncia entre dois tons ('T)* ele envia cada digito +or meio de uma com-inaç"o de duas freu(nciasB uma de cada dois gru+os de uatro freu(ncias como mostrado na gura 1.11. )sto < feito +ara reduAir o risco de :imitaç"o de sinal ; B uma veA ue cada digito usa duas freu(ncias e estes n"o est"o ;armonicamente relacionadosB e,iste muito menos +ossi-ilidade de cada com-inaç"o seGa +roduAida +ela voA ou +or ruido da sala recol;ido +elo transmissor do telefone do ue se a+enas uma freu(ncia fosse usada. Frequencias (Hz) $"& &&! * "%1

1!" 1 % & +

1##$   * !

1%&& # $ " 

1$## 'eserado 'eserado 'eserado 'eserado

/igura 1.11. odicaç"o de freu(ncias usado +elo telefone de teclas Em adiç"o aos digitos de 1 R 0 o teclado do telefone tem os sm-olos asterisco e cardinalB ue s"o usados em centrais 4PC +ara activar facilidades so- o controle dos clientes.


1


CAPÍTULO ,. TRANSMISSÃO EM TELECOMUNICAÇES ,.1. In"+o#&'6o *s sistemas de transmiss"o +rovidenciam circuitos entre nós numa rede de telecomunicações. Se um circuito usa um camin;o de transmiss"o se+arado +ara cada derecç"oB estes s"o c;amados de %$n$s. Em geral um canal com+leto +assa atrav
,., Nves #e 2o"@n%$ 8ma larga gama de nveis de +ot(ncia < encontrada em sistemas de transmiss"o de telecomunicações eB +ortanto < conveniente usar uma unidade logaritmica +ara +ot(ncias. Esta unidade < o decibel (d+) ue < denido como o seguinteF a Se a +ot(ncia de sada $2 < maior ue a +ot(ncia de entrada $ 1 ent"o o -$n*o , em deci-eis
- Se contudo

P 2 < P 1

( ) P2 P1

%2.1.a

dB

B ent"o a 2e+#$ ou $"en&$'6o - em deci-eis < igual aF L=10log

( ) P1 P2

%2.1.-

dB

c Se os circuitos de entrada e sada tem a mesma im+edncia ent"oF

( )() ( ) () 2

P2 V I = 2 = 2 P1 V 1 I 1

G=20 log10

V 2 V 1

=20 log10

2

I 2 I 1

, e

dB >

%2.2

8ma unidade logaritmica de +ot(ncia < conveniente uando um n?mero de circuitos tendo gan;os ou +erdas s"o conectados em tandem. * gan;o ou +erdas geral do n?mero total de circuitos em tandem < sim+lesmente a soma alg<-rica dos seus gan;os ou +erdas individuais medidas em deci-el. Se uma rede +assiva tal como um atenuador ou ltro < introduAido no circuito entre o gerador e a cargaB o acrescimo da +erda total do circuito < c;amado de !erda de insersão. Se uma rede activa tal como um am+licador < inserido a +ot(ncia rece-ida +ela carga deve aumentarB isto < +ortanto um gan#o de inserção. * deci-el %d= como denido acima < uma unidade relativa do nvel de +ot(ncia. $ara medir o nvel a-soluto de +ot(ncia em deci-eis < necess:rio es+ecicar um n/vel de re"er%ncia. Este < usualmente tomado como sendo de 1 mV e o sim-olo :d+m;, < usado +ara indicar nveis de +ot(ncia relativos a 1 mW B +or e,em+lo 1 mW =+ 30 dBm e 1 μW =−30 dBm . >lgumas veAes %em sitemas satelite +or e,em+lo o nvel de refer(ncia < tomado como sendo 1 W B o sim-olo usado < ent"o d+0. Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

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8ma veA ue o sistema de transmiss"o cont
$or e,em+lo se um sinal tem o nvel a-soluto de −6 dBm num +onto onde o nvel relativo < 610 d=B o nvel do sinal referido no +onto de refer(ncia Aero
1igura 7.9. 'xemplos de n6veis relativos de pot0ncia no sistema de transmiss"o anal?gico

,.7. C+%&"o $ =&$"+o Bos 2.3.1. Princípio de operação

M freuentemente necess:rio o uso de am+licadores +ara com+ensar a atenuaç"o numa lin;a de transmiss"o. 8ma veA ue a maior +arte dos am+licadores s"o unidirecionais < normalmente necess:rio +rovidenciar canais se+arados +ara a direcç"o de transmiss"o de :ida ; e de :retorno;. * termo :circuito a -uatro +os; < ent"o usadoB a+esar dos canais de ida e de retorno +oderem ser +rovidenciados +or canais num sistema multi+le, como mostrado na gura 2.2B ao inv(s de ser em +ares de ca-os.


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Fig 2.2. Circuito  ! "ios #hibrido)

ada e,tremo do circuito a uatro os deve estar conectado a uma lin;a a dois os ligada a um telefone. Se am-os camin;os do circuito a uatro os estiverem conectados directamente ao circuito a dois os em cada e,tremoB um sinal +oder: circular R volta do loo+ com+leto ent"o criado. )sto resultar: em uma oscilaç"o contnua con;ecida como singing a menos ue a soma dos gan;os nas duas direcções fossem menores ue Aero. $ara evitar istoB a lin;a de dois os em cada e,tremo < conectada R lin;a de uatro os atrav +ot(ncia < ent"o dividida igualmente entre a entrada do am+licador de emiss"o e a saida do am+licador de rece+ç"o onde n"o +roduA ualuer efeito. * +reço +ara evitar o HsingingI < +ortanto a +erda de 3 d= em cada direcç"o de transmiss"o +ara al im+edncia de lin;a a 2 os varia com a freu(ncia. $ara conseguir uma o+eraç"o correcta de um terminal de dois por -uatro +os ser: necess:rio +roGectar uma rede de -alanceamento com+le,a +ara ada+ta6la e,tritamente ao longo da -anda de freu(nciaB isto seria muito caro se fosse +ratic:vel. $ara al
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electromecnica n"o se sa-e +reviamente a ual lin;a de dois os esse eui+amento de uatro os ser: conectado. onseuentemente um sim+les :!alanceamento de compromisso; < normalmente em+regueB +or e,em+lo uma resist(ncia de #00 W ou 900 WB +ortanto uma +euena fracç"o de +ot(ncia rece-ida no lado da rece+ç"o no circuito de uatro os +assar: atrav
,.7.,. E%os um circuito a uatro osB um -alanceamento de lin;as im+erfeito faA com ue +arte da energia do sinal transmitido numa direcç"o volte na outra. * sinal reetido +ara o lado do falador %do ue fala < c;amado H e%o #o $l$#o+IB e o do lado do ue escuta < c;amado He%o #o =&e es%&"$I. *s camin;os atravessados +or estes ecos s"o mostrados na gura 2.3.

Figura 2.3. Caminhos de eco e do singing no circuito a ! "ios

> atenuaç"o entre a lin;a a dois os e a lin;a a uatro os %entre a lin;a a uatro os e a lin;a a dois os  foi mostrado na secç"o 2.3.1 como sendo de A d$ . $ortantoB a atenuaç"o total de um circuito a dois os +ara outro a 2 os < deF L2=6 −G 4 ; dB (%), onde @4 < o gan;o luido de um lado do circuito a uatro osB isto atenuaç"o atrav
| |

N + Z dB N − Z

()

onde B < im+edncia da lin;a a dois os e N < a im+edncia da rede de -alanceamento. > +erda ou atenuaç"o $ re+resenta a +arte da +erda trans6;i-rida ue < devida a n"o ada+taç"o da im+edncia entre a lin;a de dois os e a rede de -alanceamento eB < con;ecido como !erda de retorno de Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

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Sistemas Telefónicos balanceamento (+3- 4 +alance 3eturn -oss).

> atenuaç"o Lt do eco ue atinge a lin;a de dois os de uem fala a volta do camin;o mostrado na gura 2.3
B onde T @ < o atraso da lin;a a uatro os

(entre os seus terminais a dois +os).

> atenuaç"o Li do eco ue atinge a lin;a de dois os de uem escuta (relativo ao sinal rece!ido directamente)
e < atrasado +or um tem+o de 2 T 4 em relaç"o ao sinal rece-ido directamente. * efeito do eco +ara uem fala e +ara uem escuta < diferente. $ara uem fala ele interrom+e a sua conversaç"o e +ara uem escuta reduA a inteligi-ilidade de auilo ue rece-e. * eco de uem fala < usualmente o mais +ro-lem:tico +orue tem nvel mais alto %de uma uantidade igual ao $5. * efeito incomodo do eco aumenta com a sua magnitude e atraso. Juanto mais longo for o circuito maior ser: a atenuaç"o do eco Lt reueridaB isto +ode ser conseguido faAendo com ue a +erda total 57 aumente com o com+rimento do circuito. E,iste um limite +ara o ual a +erda +ode ser aumentada +ara controlar o eco. Este < normalmente atingido uando o atraso a volta do loo+ 5T @ < de cerca de @ ms. Este atraso < e,cedido em circuitos intercontinentaisB via satelite e outrosB sendo +ortanto im+ossvel o-ter tanto uma adeuada -ai,a +erda de transmiss"o como uma adeuada alta atenuaç"o de eco. Em tais circuitos < necess:rio controlar o eco +ela introduç"o dos dis+ositivos c;amados su!ressores de eco ou canceladores de eco. 8m su+resor de eco consiste num atenuador o+erando a voAB o ual < instalado no camin;o do circuito a uatro os e < o+erado +or sinais do outro camin;o. Sem+re ue a voA < transmitida numa direcç"oB a transmiss"o na direcç"o o+osta < atenuadaB interrom+endo +ortanto o camin;o do eco. E,ite um destes su+ressores em cada e,tremo do circuito. 8ma serie de diculdades surgem com sim+les su+ressores de eco deste ti+o. uma conecç"o comutada de muito longa distncia < +ossivel ;aver uma serie de circuitos com su+ressores de eco ligados em tandem. Se estes circuitos o+erassem inde+endentemente +oderiam aumentar +ro-lemas em relaç"o ao sinal < +ortanto necess:rio desactivar os su+ressores de eco nos lins interm
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+or um loo+ de feed!acD o ual ada+ta as caractersticas de transmiss"o do camin;o do eco e detecta uaisuer variações ue +ossam ocorrer durante uma conversaç"o.

,.7.7. Es"$4l#$#e Se as +erdas de retorno de -alanceamento das transmissões do circuito a uatro os forem sucientemente +euenas e os gan;os dos seus am+licadores forem sucientemente altosB o gan;o luido a volta do loo+ +ode ser maior ue Aero e +ode ocorrer o singing. > +erda luida 54 do camin;o do singing < mostrado na gura 2.3 e < F Ls=2 ( B + 6 −G4 ) dB

%2.#

Su-stituindo a euaç"o %2.4 na euaç"o %2.# tem6seF Ls=2 ( B + L2 ) dB

%2.&

+ortanto a +erda do camin;o do singing < igual a soma das +erdas de dois a dois os nas duas direcções de transmiss"o e dos =!KQs em cada e,tremo. > condiç"o necess:ria de esta-ilidade < 54EB isto reuer ue 57F$EB isto < /7G$ ondeF G2=− L2 %2. * gan;o @2 ue +ode ser o-tido num circuito a uatro os < limitado +or $5. > euaç"o (7.) mostra ue se NIB a +erda do retorno de -alanceamento < innito. os casos limites onde tanto X ou  s"o Aero ou innito a +erda do retorno de -alanceamento < Aero. > +erda entre os canais de ida e de retorno < ent"o de a+enas 6 dB %mais uaisuer +erdas devido a inu(ncia dos transformadores. ircuitos a uatro os s"o normalmente criados +ara serem estaveis incondicionalmenteB isto < devem serem est:veis mesmo uando as lin;as a dois os em cada e,tremo s"o circuitos a-ertos ou est"o em curto circuito ($I), isto e,ige uma o+eraç"o com uma +erda liuida total G2< 0 . a +r:tica a atenuaç"o do camin;o do singing < deli-eradamente feita maior ue AeroB isto d: uma margem de segurança e evita a distorç"o +or atenuaç"o causada +elos ecos uando o circuito o+era +erto do seu +onto de singing. * !onto singing dum circuito < denido como sendo o gan;o ma,imo S ue +ode ser o-tido %de uma lin;a de 2 os +ara a lin;a de 2 os sem +roduAir singing. $ortanto da e,+ress"o 2.& temos S = B B isto argem de estabilidade < denida como a uantidade m:,ima do gan;o adicional  ue +ode ser introduAida %igualmente e simultaneamente em cada direcç"o de transmiss"o sem causar o singingB isto margem de esta-ilidade < a soma da +erda de dois os a dois os e do =!K. a +r:tica uma margem de esta-ilidade de 3 d= < considerada adeuadoB isto , Ls=6 dB . Se o Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

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circuito for +roGectado +ara =!K igual a AeroB ent"o a +erda total do circuito de dois os +ara dois os < +ortanto 3 d=. o esta-elecimento de cone,ões comutadas de longa distncia < freuentemente necess:rio conectar uma s cone,"o com+leta +ortanto consiste numa serie de circuitos a uatro os em tandem com uma terminaç"o de uatro os +or dois os em cada e,tremo de cone,"o. M necess:rio assegurar ue este circuito ten;a uma esta-ilidade adeuada. 8ma veA ue o desvio standard de @4 aumenta com o n?mero de circuitos em tandemB tal deve acontecer tam-
,.;. M&l"2le$'6o 2o+ #vs6o #e +e=&@n%$ a transmiss"o +or multi+le,aç"o +or divis"o de freu(ncias %/D'B uma s sada deste modulador < um sinal de +ortadora su+rimida com -anda lateral du+la ( f c ± f m ) . Este sinal < a+licado a um ltro +assa -anda ue elimina a -anda lateral su+erior ( f c + f m ) e transmite a -anda lateral inferior ( f c −f m ) . >s sadas destes ltros s"o ligados em comum +ara dar um sinal de sada com+osto contendo o sinal de cada canal telefónico transladado +ara uma diferente +arte do es+ectro de freu(ncia como mostrado na gura 2.#6c. o e,tremo de rece+ç"o o sinal de entrada < a+licado a um -anco de ltro +assa -andaB cada ual seleccionando a -anda de freu(ncias contendo o sinal de um canal. Este sinal < a+licado a um modulador fornecido com a +ortadora adeuada fc e a sada deste modulador consiste no sinal de -anda -ase e com+onentes de audio freu(ncia n"o deseGados. *s com+onentes n"o deseGados s"o su+rimidos +or um ltro +assa -ai,o e o sinal -anda -ase < transmitido +ara o circuito de audio freu(ncia no nvel correcto +or meio de um am+licador. 'odulaç"o +or +ortadora su+rimida < usada +ara minimiAar a +ot(ncia total dos am+licadores do sistema de transmiss"o de -anda larga. * uso da modulaç"o de -anda lateral ?nica ma,imiAa o n?mero de canais ue +odem ser transmitidos na largura de -anda dis+onvel. $ara evitar interfer(ncia entre canais as -andas laterais os canais adGacentes o-viamente n"o devem so-re+or6se. /iltros +assa -anda +r:ticos n"o +odem ter uma caracteristica +erfeitamente a-ru+taB +ortanto < necess:rio dei,ar uma +euena -anda de guarda entre as -andas de freu(ncias de canias adGacentes. Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

2


> gura 2.#6c mostra6nos o gru+o -:sico +adr"o de 12 canais %gru+o -:sico $ do CCTT . * es+açamento entre +ortadoras < de 4 YZAB +ortanto 12 canais ocu+am a -anda de #0610 YZA. ada canal tem uma -anda -ase de 300 ZA a 3B4 YZA. > freu(ncia de ltros de cristal < usada +ara o-ter as necess:rias transições a-ru+tas entre as -andas. $ara transmiss"o so-re um ca-o de +ares -alanceados o gru+o -:sico de 12 canaisB modula uma +ortadora de 120 YZAB de maneira a +roduAir uma -anda lateral inferior na -anda de freu(ncia de 12 YZA a #0 YZA. * gru+o -:sico < tam-

2#


,.>. M&l"2le$'6o 2o+ #vs6o #e "e!2o

,.>.1. P+n%2os * sistema de multi+le,aç"o +or divis"o de tem+o % T8K -:sico < mostrado na gura 2.6a. ada canal de -anda -ase < conectado ao camin;o de transmiss"o atrav

2&


$ara acomodar canais telefónicos com uma -anda de 300 ZA R 3B4YZA usando ltros +assa -ai,o -aratos a freu(ncia de amostragem internacionalmente acordada < de  YZA. * gerador de im+ulsos do terminal rece+tor deve ser sincroniAado com o do terminal emissor. 8m im+ulso de sincroniAaç"o distinto < +ortanto enviado em cada +eriodo de re+etiç"o +ara al forma com+leta da onda transmitida durante cada +eriodo de transmiss"o cont
2


+rocesso inverso. 8ma veA ue os codicadores usados +ara convers"o analógico6digital s"o necess:rios +ara e,ecutar as suas o+erações durante o tem+o do time slot de um canalB eles +odem ser ligados em comum em todos canais TD' como mostrado na gura 2.9.

Figura 2.$

* gru+o de -its re+resentando uma amostra < c;amado de 0ord ou b5te. 8m -Ote de  -ites < normalmente c;amado de octeto. $ara telefonia a amostragem < feita a  YZA e a codicaç"o de  -ites < usada. $ortanto um canal telefónico reuere ue os digitos -in:rios seGam encamin;ados a velociadade de 8 × 8 =64 ki!b"#!s . 8ma veA ue a largura de -anda mnima reuerida < metade da velocidade dos im+ulsosB uma largura de -anda de 32 YZA < necess:ria +ara transmitir um ?nico canal telefónico. >s an.agens de .ransmiss/es digi.ais s0o conseguidas a cus.a de uma mui.o maior necessidade de largura de anda


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2.6.2. G+&2o M&l"2le P+!/+o < PCM

Sistemas PCK foram desenvolvidos +rimeiro +ara a transmiss"o so-re ca-osB +roGectados originalmente +ara transmiss"o de audio freu(ncias. /oi ac;ado ue estes s"o satisfatórios usando uma adeuada codicaç"o -i+olar +ara uma transmiss"o at< 2 Mb / s . onseuentemente os canais telefónicos s"o com-inados +or multi+le,aç"o +or divis"o no tem+o +ara formar um conGunto de 24 ou 30 canaisB isto < con;ecido como gru!o !rim6rio multi!le$ . Ele < tam- o+eraç"o de um multi+le, +rim:rio < mostrado na gura 2.11B o com+rimento do frame < de 125 μs corres+ondente ao intervalo de amostragem. Ele cont
Duas estruturas de frame s"o usadas na maior +arte dos casosB em sistema euro+eu de 30 canais e o sistema *S) de 24 canais usado na >merica do orte e no Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

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[a+"o. >m-os sistemas em+regam codicaç"o de  -itsB contudo o sistema de 30 canais usa compandig da lei . E o sistema de 24 canais usa compandig da lei \. omo mostrado na gura 2.11B o frame do sistema de 30 canais < dividido em 32 time slotsB cada com  digitos. $ortanto a velocidade total dos -its < de 8 $%&× 8 bits× 32 c"n"is=2048 $b / s . *s time slots de 1 R 1 e de 1& R 31 est"o alocados a um canal de voA. * time slot Aero < usado +ara alin;amento do frameN o time slot 1# < usado +ara sinaliAaç"o. 2.6.3. Hierarquia Digital Plesiocrona

* gru+o +rim:rio multi+le, de 24 canais ou 30 canais < usado como -loco de construç"o +ara um n?mero maior de canais em sistemas multi+le, de ordem su+erior. > cada nvel de ;ieraruiaB v:rios conGuntos de -its con;ecidos como tributarios s"o com-inados +or um multi+le,ador. > sada de cada multi+le,ador +ode servir como tri-ut:rio a um multi+le,ador no +ró,imo nvel su+erior na ;ieraruia ou +ode ser enviado directamente +ara uma lin;a ou +ara um linD de r:dio. uma rede de transmiss"o ue n"o foi +roGectada +ara o+eraç"o sincrona as entradas de um multi+le,ador digitalB n"o ser"o em geral e,actamente sincronasB contudo elas t(m a mesma velocidade de -its nominal. Eles normalmente t(m como origem diferentes osciladores de cristal e +odem variar dentro de uma tolerncia de clocB diA6se ent"o ue eles s"o !lesiocronos. > +rimeira geraç"o de sistemas multi+le, digital de ordem su+erior foram +roGectados +ara esta situaç"oB eles formam a #ierar&uia digital !resiocrona (7'8). 'ais recentemente a introduç"o de redes digitais integradas resultam em sistemas de transmiss"o totalmente sincroniAados e isto levou ao surgimento da nova #ierar&uia digital sincrona (S'8). Se as entradas de um multi+le, s"o sncronasB isto

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a n"e+%$l$'6o #e 4"s um -it < tomado de cada tri-ut:rio de cada veA. Se e,istem N sinais de entradaB cada um com uma velocidade f t bits / s B ent"o a velocidade com-uinada ser: N ' f t bits / s e cada elemento do sinal com-inado ter: uma duraç"o igual a 1 / N de um digito de entrada. a n"e+%$l$'6o #e 2$l$v+$s gru+os de -its s"o tomados de cada tri-ut:rio de cada veAB e isto envolve o uso de m intercalaç"o de -its foi escol;ida +ara a ;ieraruia digital +lesiocrona. 'ais tarde foi escol;ida a interlaç"o de +alavra +ara ;ieraruia digital sincrona. E,istem tr(s +adrões incom+ativeis de multi+le,aç"o digital +lesiocrona centrados na Euro+aB >mssim < +orue < necess:rio adicionar um over#ead e,tra de digitos +or duas raAõesF


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Sistemas Telefónicos /igura 2.14. Zieraruia digita +lesiocrona Euro+eia

1. > +rimeira raA"o < o alin;amento do frame. 8m desmulti+le,ador de ordem su+erior deve recon;ecer o nicio de cada frame +or forma a encamin;ar os digitos su-seuentesB rece-idos +ara os tri-ut:rios de sada correctosB tal como um desmulti+le,ador +rim:rio deve encamin;ar os digitos rece-idos +ara os canais de sada correctoB mesma tecnica < em+regue. 8m código ?nico < enviado como +alavra de alin;amento de frame %/>VB a ual < recon;ecida +elo desmulti+le,ador e usada +ara manter as suas o+erações em sincronismo com o sinal de entrada. > ;ieraruia euro+eia usa um -loco />V no nicio de cada frame. 2. > segunda raA"o de adicionar digitos e,tra ao frame < +ara e,ecutar o +rocesso con;ecido como 5&s"B%$'6o %GustifO do 5ord . Este +rocesso < +ara +ermitir ue o multi+le,ador e o desmulti+le,ador manten;am uma o+eraç"o correcta a+esar dos sinais de entrada dos tri-ut:rios entrando no multi+le,ador +ossam estar desviados uns em relaç"o aos outros. Se um tri-ut:rio de entrada < lentoB um digito e,tra %isto < um digito de Gusticaç"o < adicionado +ara manter a velocidade de sada de digitos correcta. Se o tri-ut:rio de entrada aumenta a velocidadeB nen;um digito < adicionado. Estes digitos de Gusticaç"o devem ser removidos +elo desmulti+le,ador de maneira a enviar a seu(ncia correcta dos digitos do sinal +ara o tri-ut:rio de sada. $ortanto outros digitos adicionais c;amados digitos de serviço de justi9cação devem ser adicionados ao frame do multi+le,ador +ara sinaliAar ao desmulti+le,ador se digitos de desmulti+le,aç"o foram adicionados em cada tri-ut:rio.

#

Figura 1$ 2 3mon.anha4 mul.i5le6 P7M

Juando a intercalaç"o de -its < usadaB -its +ara um canal +articular ocorrem em diferentes -Otes de frame de ordem su+eriorB de maneira a se+arar um canal de um conGunto de -its agragados. 8m +rocesso de desmulti+le,aç"o total < necess:rioB isto resulta na montan;a de multi+le, mostrado na gura 2.1#. > nova ;ieraruia digital sincronaB utiliAa intercalaç"o de -OteB isto +ermite6nos dro! and insert ou add:dro! ou ainda mulde$ers. $ara inserir ou remover conGuntos de ordem su+erior com relativa facilidade. Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

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,.>.: He+$+=&$ #-"$l sn%+on$ >s redes tornaram6se totalmente digitaisB o+erando de uma forma sincronaB usando sistemas de transmiss"o de -ra ó+tica de alta ca+acidade e comutaç"o +or divis"o de tem+o. M vantaGoso ue os multi+le,adores usados nesta rede seGam com+ativeis com os comutadores usados nos nós da redeB isto ;ierauia digital sincrona usa velocidade de digitos de 1!!9!2 M78/ e multi+los desta +or factores de 4 B +or e,em+lo 62290" M78/ e 24""932 M78/ resultando na ;ieraruia ilustrada na gura 2.1&.

Jualuer das e,istentes velocidades +lesiocronas )TT at< 140 M78/ +ode ser multi+le,ada na velocidade de trans+orte comum da ;ieruia digital sincrona de 1!!9!2 M78/ . > SDZ inclui tam-s +rimeiras 9 colunas s"o +ara over;eads de secç"o 7 S*ZB tais comoF >lin;amento de frameN monitoriAaç"o de erro e dados. >s restantes 2#1 colunas constituem o !a5 load no ual uma variedade de sinais +ode ser ma+eada. ada tri-ut:rio do multi+le, tem a sua +ró+ria :rea de +aOload con;ecido como &n#$#e "+4&"/+$ 0TU. ada coluna cont
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Sistemas Telefónicos container e um over;ead de encamin;amento < adicionado +ara formar um container virtual (;<).

* container virtual viaGa atrav
* frame ST'61 < usado desta maneira +ara trans+ortar sinais ue usam o TD' +lesiocrono. Devido ao facto ue STZ +rovid(ncia interfaces +ara mensagens de gest"o de redes num formato +adr"oB ele +ode levar6nos a uma rede de transmiss"o com gest"o da emiss"o na ual a ca+acidade de trans+orte +ode ser alocada de uma forma e,vel a v:rios serviços. > rede +ode ser recongurada so-re controle de soft5are a +artir de terminais remotos. > facilidade do SDZ em +rovidenciar multi!le$ add:dro! leva6nos a novas estruturas de rede. > gura 2.19 mostra6nos 4 unidades de comuntaç"o remotas %!S8 ligadas a uma central +rinci+al %$KEB numa conguraç"o em anelB dividido em duas rotas alternativas em cada +ar de centrais e os multi+le,adores sincronos %SZP +odem ser arranGados +ara reencamin;ar o trafego no caso de avaria sem ualuer intervenç"o do nvel mais alto de gest"o de rede.


3


/igura 2.19. entrais locais interligadas em anel sincrono S'P 7 'ulti+le, Sincrono. P8E – 9en.ral 5rinci5al: ';7 – Unidade de comu.a<0o remo.a

CAPÍTULO 7. EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS DE COMUTAÇÃO 7.1. In"+o#&'6o Sistemas de comutaç"o e sistemas de sinaliAaç"o associados s"o essenciais +ara o+eraç"o das redes de telecomunicações. >s funções e,ecutadas +or um sistema de comutaç"o ou +or um su-sistema de maneiras a +rovidenciar serviços aos clientes s"o c;amados de "acilidades. >o longo dos anos a construç"o do sistema de comutaç"o tornou6se cada veA mais sosticado de maneira a +rovid(nciar Hfacilidades adicionaisI ue +ermitem ue as redes forneçam mais serviços aos clientes e ue facilitam a o+eraç"o de manutenç"o. >+esar da com+re,idade do sistema de comutaç"o modernoB e,ite funções -:sicas ue devem ser e,ecutadas +or todos os sistemas de comutaç"o. $or e,em+lo o comutador manual d:6nos uma e,celente demostraç"o de facilidades agora +rovid(nciadas +elos modernos sistemas de comutaç"o controlados +or +rogramas armaAenados.

7.,. Co!&"$'6o #e !ens$-ens os +rimeiros dias da telegr:a um cliente +oderia uerer enviar uma mensagem da localidade  +ara a localidade $B a+esar de n"o ;aver circuito telegr:co entre  e $. ontudo se ;ouvesse um circuito entre  e C e outro circuito entre C e $B isto +oderia ser alcançado +elo +rocesso con;ecido como %o!&"$'6o #e !ens$-ens. * o+erador  enviava a mensagem +ara o o+erador C onde ela era rescrita +elo o+erador rece+torB o o+erador recon;ecia o endereço da mensagem como sendo de $ e ent"o transmitia a mensagem so-re o circuito +ara $B este +rocesso < mostrado na gura 3.16a.


3#


T M teleimpressor> 3:7 M preprofurador (profurador de +ta)> =:T M transfer0ncia autom*tica> S M mem?ria. 1igura A.9 M 'volu<"o da comuta<"o de mensagens. a) Transfer0ncia manual da 4K4 directamente so!re papel> 7 !) Transfer0ncia manual em pepel perfurado> c) Transfer0ncia manual em papel perfurado com selec<"o de rotula autom*tica> @ d) 4istema de comuta<"o de 4K4 autom*tica. 9

A

Desenvolvimentos t mensagem era +osteriormente retransmitida a+artir da mesma mensagem como mostra na gura 3.16-. 'ais tarde a rota de sada +assou a ser selecionada automaticamente (+gura A.9&c). /inalmente a ta +erfurada foi eliminada atrav comutaç"o de mensagens < +ortanto um sistema de atraso ou sistema de bic#a (9la). > comutaç"o de mensagens continua a ser usada +ara o traflgumas mensagens +odem ser muito curtasB +or e,em+lo o utiliAador de uma unidade de displaL (8) +ode +ressionar a+enas algumas teclas +ara acessar um com+utador main frame e es+erar uma res+osta r:+idaB em contrasteB a transfer(ncia de c;eiros de dados entre os com+utadores resulta em mensagens muito longas. * o+erador de dis+laO (8) n"o o-ter: a res+osta r:+ida deseGada se tiver ue es+erar ue se com+lete a transfer(ncia de um grande c;eiro. Este +ro-lema < resolvido +ela divis"o de mensagens longas em unidades menores con;ecidas como !acotes. 8m comutador de +acotes envia cada um destes como uma mensgem Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

3&


se+arada. $ortanto +acotes de diferentes mensagens s"o intercalados no circuito de sada e uma mensagem curta %+or e,em+lo um sim+les +acote n"o tem ue es+erar +ela transfer(ncia de uma mensagem longa.

7.7. Co!&"$'6o #e %+%&"os > invenç"o do telefone introduAiu uma nova necessidadeF comunica<"o em am!os os sentidos em tempo real. > comutaç"o de mensagens n"o +odia satisfaAer esta necessidade devido ao seu inerente atraso. Torna6se ent"o necess:rio conectar os circuitos do telefone c;amador ao telefone c;amado e manter esta cone,"o durante o +eriodo da c;amadaB a isto < c;amado de %o!&"$'6o #e %+%&"os. M inerente a comutaç"o de circuitos ueB se o circuito reuerido de sada dum comutador estiver G: ocu+ado numa outra c;amadaB a nova c;amada a ela oferecida n"o +ode ser conectada. > c;amada n"o +ode ser armaAenada como na comutaç"o de mensagensB ela < +erdida. > comutaç"o de circuitos < +ortanto um e,em+lo de sistema de c#amadas !erdidas.

7.:. Ss"e!$s !$n&$s >s +rimeiras formas do comutadorB tin;am circuitos de entrada conectados a -arras de metal vertical e linDs de sada conectados a -arras de metais ;oriAontais como mostrado na gura 3.2.

1igura A.7. ntigo comutador cross!ar

* o+erador feAia a cone,"o atrav +ara a lin;a de c;amada ? B atrav necessidade de centrais maiores com muitos o+eradores +ara manusear o traf
3


res+osta e o+erando uma c;ave +ara conectar o auscutador ao circuito do cord"o ligado a este plug. * o+erador o-tem o n?mero da lin;a c;amada conversando com o assinante c;amador e ent"o com+leta a cone,"oB se a lin;a estiver livre +ela inserç"o de um outro +lug do circuito de cord"o no Gac associado a essa lin;a como mostrado na gura 3.3. E,iste uma s
Figura 3.3. Comutador de cord%o

* o+erador ent"o su+ervisiona a cone,"o +ara detectar sinais de lm+ada dos clientes ue indicam o m da conversaç"o e ent"o desliga a cone,"o +ela remoç"o dos dois plugs dos QacDs. Este +rocesso de monitoriAaç"o < c;amado de s&2e+vs6o. * e,em+lo da central manual mostra as seguintes facilidades ue est"o tam-
*+eraç"o com -at
−

SinaliAaç"o loo+6disconectN

−

* multi+lo (-ual-uer operador pode antender -ual-uer assinante)>

−

Teste de ocu+aç"oN

−

oncentraç"o (operador atende muitos clientes)>

−

/acturaç"o +or contador e ticetingN

−

lasse de serviçoN

−

ontrole comumN

−

Larrimento (o operador veri+ca as lampadas acessas e desliga&as)>


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ontrole +or +rograma armaAenadoN

−

SinaliAaç"o de canal comum (a sinali3a<"o esta na mesma linha -ue o assinante fala).

> o2e+$'6o $ 4$"J+$ %en"+$l signica ue a corrente dos telefones dos clientes < fornecida a+artir de uma grande -at este arranGo < c;amado de !3l"2lo. 8m o+erador num e,tremo de comutador uerendo faAer uma cone,"o a uma lin;a +articular n"o +ode ver se essa lin;a G: tem uma cone,"o feita +or um outro o+erador no outro e,tremo do comutador. Seria +ortanto uma +erda de tem+o como tam-
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c;amados de T B  e 4. * comutador testa o +otencial do o $ +ara ver se um tronco esta livre antes de faAer uma cone,"o +ara eleB +ortanto o o 7 e,ecuta uma funç"o de guarda, ele +revine ue ualuer c;amada su-seuente interra com uma c;amada G: esta-elecida. um circuito de lin;a %contendo uma lin;aB um rel< de corte e uma lm+ada de c;amadaB GacQs do comutador devem ser +rovid(nciados +ara cada lin;a dos clientesB contudo o n?mero de c;amadas em +rogresso < sem+re muito menor ue o n?mero total de clientesB conseuentemente o n?mero de circuitos de cord"o reueridos < menor na ordem de uma magnitude menor ue o n?mero de lin;a. * trafs lm+adas e c;aves usadas +elos o+eradores +ara su+ervisar e controlar as cone,õesB est"o localiAadas no circuito de cord"o em v lgumas veAes o tronco de su+ervis"o continuam a ser c;amado de circuito de cord"o. * circuito de cord"o cont
Figura 3.! & Ponte de transmiss%o

> funç"o de su+ervis"o e,ecutada +elo o+erador inclui facturaç"o de c;amadasB em adiç"oB a monitoriAaç"o das cone,ões +ara desliga6las uando as c;amadas aca-am. Estes s"o con;ecidos como ticketing e contador Em Ticketing o o+erador uando esta-elece a cone,"o regista os n?meros do assinante c;amador e do assinante c;amado escrevendo num +a+el % isto
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n?meros de c;amada locais de custo unit:rioB conseuentemente algumas administrações ado+taram o contador. 8m %on"$#o+ ue consiste num eui+amento o+erado a solenoideB < conectado ao o P no circuito de lin;a. $ela o+eraç"o de uma c;ave no circuito de cord"oB o o+erador envia um im+ulso de corrente no o $ o ual incrementa o contador do cliente c;amador. Sistemas de comutaç"o autom:tica continuaram a usar estes dois m maneira como tanto as c;amadas de entrada como as de sada s"o manuseadas diferem +ara diferentes ti+os de clientes. Estas s"o determinados +ela classe de serviços (lgumas lin;as +odem ser -arradas de faAer c;amadas a longa distncia. *utras +odem ser -arradas de faAer c;amadas de sadaB +orue a factura do cliente n"o foi +aga. E,em+lo de diferentes classes de serviço de destino s"oF 8m cliente normal com uma ?nica lin;a e um cliente tendo um gru+o de lin;as ligadas a um $=P. o ultimo casoB o cliente c;amador n"o < dito ue o cliente est: ocu+ado at< ue cada lin;a ten;a sido testada e ac;ada ocu+ada. um sistema manual as diferentes classes de serviços +odem ser indicadas ao o+erador +or lm+adas c;amadoras de diferentes cores e +or etiuetas colocadas nos Gacs dos comutadores. Em sistemas electromecnicos as lin;as tendo diferentes classes de serviços s"o ligadas a diferentes gru+os de comutadores. um sistema de controle +or +rograma armaAenado as classes de serviço dos clientes faAem +arte dos dados armaAenados +ara esse cliente. $ortantoB ualuer classe de serviço +ode ser associado a ualuer lin;a e mais classes de serviços +odem ser +rovidenciadas. 8m circuito de cord"o < ocu+ado ao longo de toda a c;amada a ual < ti+icamente de v:rios minutos de duraç"o. ontudo a+enas < necess:rio uma fracç"o de minuto +ara ue um o+erador esta-eleça a cone,"o e a desligueB ent"o um ?nico o+erador +ode o+erar v:rios circuitos de cord"o. $ortanto o controle comum < uma +ro+riedade do sistema manual . * controle comum < tam-s funções de controle +ara um grande n?mero de cone,ões s"o concentradas num n?mero menor de eui+amentos de controle. De maneira a res+onder aos sinais de :pedido de chamadas; e :desligar; B os ol;os do o+erador faAem um varrimento contnuo das lm+adas no comutadorB +rocurando mudanças nos seus estados. > t
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* o+erador num central manual +rovid(ncia muitos serviços com o mesmo eui+amento -:sico de comutaç"oB atrav
7.;. F&n'(es #e &! ss"e!$ #e %o!&"$'6o * e,em+lo da central manual demonstra as funções -:sicas ue todos os sistemas de comutaç"o devem e,ecutar. Esta s"o as seguintesF 1. A"en#e+ 6 * sistema deve continuamente monitorar todas as lin;as +ara detectar +edidos de c;amadas. * sinal de pedido de chamada < tam-N - uma cone,"o com terminal c;amador =N c 8ma cone,"o entre os dois terminais. um sistema manual as cone,ões > e = s"o feitas nos dois e,tremos no circuito de cord"o e a cone,"o  a+enas os Gunta no circuito do cord"o. 'uitos sistemas autom:ticos tam- e = na +onta de transmiss"o. >. Ale+"$ 6 Tendo feito a cone,"o o sistema envia um sinal de alerta ao cliente c;amadoB faAendo tocar a cam+ain;a do telefone. ?. S&2e+vs6o 6 De+ois do terminal c;amado ter res+ondidoB o sistema continua a monitorar a cone,"oB de maneira a ser ca+aA de desligar uando a c;amada terminar. Juando a facturaç"o da c;amada < feita +elo sistema de contadorB o sistema de su+ervis"o envia im+ulsos so-re o o PB +ara o+erar o contador no circuito de lin;a do cliente c;amador. Juando < em+regue o ticeting autom:tico o sistema deve enviar o n?mero de c;amador ao circuito de su+ervis"o uando a c;amada < esta-elecida. Este Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

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+rocesso < con;ecido como #en"B%$'6o #e ln*$ %*$!$#o+$ 0CLI ou #en"B%$'6o $&"o!/"%$ #e n3!e+o 0ANI. um sistema controlado +or +rograma armaAenado os dados +ara a facturaç"o da c;amada +odem ser gerados +or um +rocessador central a medida ue ele esta-elece e desliga as cone,ões. . Envo #e no+!$'6o 6 Se a lin;a do cliente c;amado esta localiAada noutra central a funç"o adicional de envio de informaç"o < reuerida. > central de origem deve sinaliAar o endereço reueridoB +ara a central do destino %e +ossivelemente centrais interm
7.> Ss"e!$ s"+o-e+ 2$sso<$<2$sso * +rimeiro sistema +r:tico de telefonia autom:tica foi inventado +or lmon $. 4trowger em 191 e foi usado em todo o mundo. Stro5ger inventou um selector de dois movimentos o ual < mostrado na gura 3.. >+esar do sistema ser o-soleto ainda ;: sitos onde est"o em funcionamento. Este conecta um tronco de entrada a ualuer um dos 100 troncos de sada. * comutador tem 3 -ancos de contactos de maneira a faAer cone,ões +elos os %^ B %  e %$ de cada tronco de sada. *s -ancos de contacto s"o a+resentados em arcos semi6circularesB cada contendo 10 contactos em 10 nveis. > cone,"o < feita com o -anco de contactos atrav +ausa su-seuente na discagem indica o m de um digito. −


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8ma central de 100 lin;as +ode ser construida como mostrado na gura 3.#. $rovidenciando um selector +ara cada lin;a de cliente e multi+lando em conGunto as suas sadas corres+ondentes. ada cliente +ode selecionar ualuer outro discando um n?mero de dois digitos. Este arranGo tem dois defeitos o-viosF 1. M -astante caroB +orue cada lin;a tem o seu +ró+rio selector stro5ger %a concentraç"o o-tida num sistema manual foi +erdidaN 2. > sua ca+acidade < limitada em 100 lin;as. $ara +ermitir ue um grande n?mero de lin;as +ossam +artil;ar um menor n?mero de selectores de dois movimentos a concentraç"o foi introduAida. ada lin;a < +rovida de um comutador muito mais -arrato de um movimento c;amado uniselector o ual < mostrado na gira 3.&.

8m grande n?mero de uniselectores dos clientes t(m os seus -ancos de contactos multi+lados a troncos ue se conectam ao n?mero muito menor de selectores de dois movimentos. Juando o rel< de lin;a detecta um sinal de pedido de chamada o mecanismo do uniselector < energiAado e comanda os seus contactos a volta do -anco at< ue um selector de dois movimentos livre seGa ac;ado. M in?til ue o c;amador comece a discar antes ue esse +rocesso esteGa com+leto. $ortanto introduAiu6se o sinal de marcar . * selector de dois movimentos envia de volta o sinal de marcar uando < ocu+ado +elo uniselector e disconecta o sinal de marcar uando começa a rece-er os digitos discados. >lternativamente os uniselectores +odem ser associadas com selectores de dois movimentos e as lin;as dos clientes conectadas aos -ancos de contactos multi+lados dos uniselectores. * uniselector -usca ent"o a lin;a c;amadora em veA do selectror. 'enos uniselectores s"o necess:riosB mais um controle comum < reuerido +ara colocar uniselector a cada c;amada ue < originada. * uniselector usado desta maneira < c;amado de buscador de lin#a. Selectores de dois movimentos tam-

4


* taman;o de uma central Stro5ger +ode ser incrementado +ara deA mil lin;as usando a rede de comutaç"o multi6estagio da gura 3.. * arranGo de comutadores e a intercone,"o de troncos numa central < c;amado de trunking e a gura 3. < o e,em+lo de diagrama de trunking. "o < necess:rio mostrar cada comutador na central. 'as as suas cone,ões +odem ser re+resentados adeuadamente mostrando um selector em cada est:gio de comutaç"o. > central mostrada na gura 3. tem 3 nveis de selectores de dois movimentos e um esuema de numeraç"o de 4 digitos. *s selectores nos +rimeiros dois digitos so-em verticalmente em res+osta a um digito discadoB contudo durante a +ausa entre digitos eles o+eram dum modo autocomandado como o uniselector. $ortanto as escovas -uscam uma sada livre dum nvel seleccionado o ue nos leva a um selector no +ro,imo est:gio de comutaç"o. Estes selectores s"o c;amdos selectores de gru!o. *s selectores no ultimo est:gio res+onde a 2 digitos discados e s"o c;amados selectores 9nais. > gura 3. mostra o camin;o atrav o+eraç"o do sistema < controlada +or circuitos de rel
4#


necess:rios +ara outros +ro+ositos. 8m e,em+lo ti+icoB codigos de formato H1PPI d:6nos acesso a v:rios serviçosB o codigo H999I < usado +ara serviços de emerg(ncia e H0I < usado com digito de +re,o de tronco %+re,o +ara c;amadas internacionais. odigos de discagem +odem tam-lto6'a<. $or e,em+lo os nveis 1B &B 9 e 0 do +rimeiro gru+o de selectores n"o +odem ser utiliAadas +ara o-ter acesso a clientes da central e a sua ca+acidade < reduAida de 10000 +ara #000 lin;as de cliente. $ara c;amadas de Gunç"oB digitos de discagem s"o usados +ara faAer cone,ões atrav
7.?. Re-s"os T+$nsl$#o+esE!sso+es >+esar dos esuemas de n?meraç"o ligados terem sido usados largamente usados uma solucç"o mais geral +ara o +ro-lema de encamin;amento era necess:rio +ara cidades muito grandes. )dealmente o encamin;amento de uma c;amada deve estar com+letamente inde+endente dos digitos discados +ara esta-elecer a ligaç"o. *s codigos discados +ara atingir a +rimeira central +articular +ode ent"o ser o mesmo a+artir de cada central origem. > soluç"o o-tida +ara este +ro-lema foi instalar o eui+amento con;ecido como H+e-s"o<"+$nsl$#o+trav
4&


curto +eriodo de tem+o tem+o no inicio de esta-elecimento esta-elecimento da cone,"o cone,"o de cada c;amada. c;amada. * tem+o levado a rece-er os digitos discados +elos clientesB e,ecutar a translaç"o e enviar os digitos < a+enas uma fracç"o de minimo. 8m registo < conectado a um +onto atrav funç"o do registo consiste em rece-er digitos e armaAena6los. Em sistemas electromecnicos electromec nicos isto < feito +or comutadores ou rel funç"o de translaç"o consiste essencialmente em consultar uma ta-ela de dados. *s di digi gito toss di disc scad ados os ar arma maAe Aena nado doss nu num m re regi gist sto o s" s"o o us usad ados os +a +ara ra ac aces essa sarr um endereço na memória e o n?mero lido a+artir deste endereço < a translaç"oB isto lguns sistemas usam o translador comum. Em sistemas $> as funções de registo < translações +odem am-os ser e,ec e,ecutadas utadas +or um +rocessador central. !egistos foram adicionados nas centrais +asso6a6+asso +ara grandes cidades. 8m forte sistema de numeraç"o ligado de & digitos < usado atravB=B s"o um codigo central %o ual < transladado e os ultimos 4 digi di gito toss s" s"o o n? n?me mero ross do doss cl clie ient ntes es ne nessa ssa ce cent ntra rall %o %oss u uai aiss n" n"o o so sofr frem em ne nen; n;um uma a trans tra nsla laç" ç"o o.. *s re regi gist stos os ad adic icio iona nado doss a ce cent ntra rais is +a +ass sso6a o6a6+ 6+as asso so s" s"o o c; c;am amad ados os de H#+e%"o+esI e as cidades ue os usam s"o c;amadas de H $+e$s #+e%"o+$sI. *s registos s"o uma +arte inerente aos sistemas mais recentes e alguns desses sist si stem emas as fa faAe Aem m a tr tran ansl slaç aç"o "o de n? n?me mero ross de as assi sina nant ntes es +a +ara ra al al fu funç" nç"o o de su su+er +ervis vis"o "o < +r +rovi ovid(n d(ncia ciada da +or re rel. De maneira a esta-elecer a +ossi-ilidade de clientes faAerem c;amadas a longa distncia directamente foi necess:rio introduAir esuemas nacionais de numeraç"o com mesmo codigo +ara uma central terminal corres+ondendo a diferentes rotas a+artir de centrais origem em diferentes +artes do +as. Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

4


1igura A.JR 8iagrama de trafetgo de uma central directora

7.. Re2$+"#o+es 'uitas mudanças ocorrem durante a vida de uma centralF ovos clientes a+arece e antigos clientes se v"oN clientes movem6se de uma +arte da area de central +ara outra e os ue tem $=P +odem aumentar n?meros de lin;asN o n?mero total de lin;as +ode aumentar ao longo dos anosN o crescimento do trafego +odem reuerer comutadores adicionais dentro da central e mais Gunções +ara outras centrais. @rande e,i-ilidade < +ortanto reuerida no transito de uma central. )sto < o-tido +ela inserç"o de re+artidores na ca-lagem +ermanente da central. Ti+icamente estes re+artidores re+artidor es cont(m um conGunto de -locos de terminais e os terminais est"o conectados de uma maneira +ermanente +or os c;amados HGum+ersI. *s re+aridores de um central +asso6a6+asso t+ica s"o mostrados na gura 3.10.


49


* re+artidor +rinci+al %'D/ < o lugar onde os ca-os da rede de distri-uiç"o dos clientes terminais. * arranGo dos terminais no Hlado da lin;aI do 'D/ corres+onde a ca-lagem de rua e +ortanto reete a geograa da :rea. * terminal no Hlado da centralI do 'D/ est"o organiAados na ordem de n?meros de lista telefonica %DB +ortanto o n?mero de lin;a < mudado movendo o seu Gam+er. $rotectores e fusveis s"o montados no 'D/ +ara +rotecger o eui+amento central contra uaisuer surgimento de alta tens"o a+artir de lin;as e,ternas. * 'D/ tam-
7.. Ss"e!$s C+oss4$+ *s comutadoes stro5ger reuerem manutenç"o constante. *s -ancos +recisavam de lim+eA lim+eAaB aB os mecani mecanismo smoss +roce +rocesav savam am de lu-ri lu-rica caç"o ç"oBB as escova escovass e os cord cordões ões gast gastav avam am6se 6se.. Esta Esta desv desvan anta tage gem m levo levou u ao dese desenv nvol olvi vime ment nto o de nova novass form formas as de comutador. 8ma ideia era de su-stituir o comutador o+erando manualmente da gura 3.2 +or uma matriA de rellgo e,terno Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

0


ao comutador deve decidir uais os magnetos a o+erarB a isto < c;amado de :marcador; (KarDer). ma veA ue leva menos ue um segundo a o+erarB o comutadorB um marcador +ode controlar muitos comutadores e servir muitos registosB como mostra na gura 3.14. $ortanto mesmo uma central grande necessita de +oucos marcadoresB isto < um outro est:gio de controle comum ue nós c;amamos de controle centraliAado.

>o contr:rio um selector de dois movimentos um comutador de cross-ar +ode faAer mais ue uma conecç"o ao mesmo tem+oB ele +oder faAer tantas conecções como o seu n?mero de -arras verticais. $ortanto ele +ode ser usado como se fosse um gru+o de uniselectores em veA de um unico selector de dois movimentos. $or e,em+lo um comutador de 10 +or 10 +ode faAer at< 10 conecções simultan(as entre 10 +ontos de entrada e 10 +ontos de sada.

Figura 3.1!. 'ar(er contolr o" crossbar sitch

De maneira a +roduAir comutadores maioresB um sistema de lin de dois estagios de comutadores +rim:rios e secund:rios < usadoB como mostrado na gura 3.1B a isto < c;amdo link "rame. > gura mostra 20 comutadores de taman;o 10,10 usados +ara conectar 100 troncos de entradas R 100 troncos de sada. E,iste a+ena um lin de cada comutador +rim:rio +ara cada comutador secund:rio e estes lins s"o distri-uidos Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

1


sistematicamente. * n?mero de uma sada de um comutador +rim:rio corres+onde ao n?mero de comutador secund:rio +ara o ual o seu lin vai e o n?mero de uma entrada no comutador secund:rio corres+onde ao n?mero do comutador +rim:rio do ual o lin v(m. $or e,em+loF lin 263 conecta a sada 3 do comutador +rim:rio 2 e a entrada 2 do comutador secundario 3.

Figura 3.1*. Rede de dois estagios #usando comutadores de 1+,1+)

Juando um marcador < instruido +ara esta-elecer uma conecç"o entre um dado tronco de entrada +ara outro tronco de sadaB isto dene o lin a ser usado e os magnetos de selecç"o e de +onte a serem o+erados +ara esta-elecer a conecç"o. * marcador n"o faA a conecç"o at< ue ele ten;a interrogado a condiç"o de livre ou de ocu+ado do tronco de sada e do lin relevanteB a+enas se os dois forem ac;ados livresB ele o+era os comutadoresB a isto < c;amado selecção condicinal . 8m concentrador +ode ser contruido multi+lando em conGunto as +artes ;oriAontais de uma serie de comutadores +rim:rios como mostrado na gura 3.1#B esta mostra uma rede com 00 troncos de entrada e 100 troncos de sada usa do comutador de 10,10.


2


8m e,+ensor teria +or sua veA uma serie de comutadores secund:rios multi+lados em conGunto. De maneira a contruir uma rede maiorB 4 est:gios +odem ser usadosB isto < im+lementado da mesma ue numa rede de 2 est:gios na ual cada comutador < +or si uma rede de dois estagios. > gura 3.1& mostra6nos uma rede de 4 estagios construida a +artir de 400 comutadores de taman;o 10,10 +ara servir 1000 troncos de entrada e de sada. >+esar destas redes +rovidenciarem acessos a +artir de cada tronco de entrada +ara cada tronco de sadaB +ode n"o ser sem+re +ossivel faAer a conecç"o mesmo uando o tronco reuerido de sada esteGa livre. a rede de dois est:gios da gura 3.1 e,iste a+enas um lin de um comutador +rim:rio +ara um comutador secund:rio. Juando uma conecç"o < reuerida a+artir de um tronco de entrada no comutador secund:rio o lin +ode estar ocu+ado +or estar G: a ser usado outro tronco de sada nesse comutador secund:rio. > tentativa de c;amada falta a+esar do tronco de sada estar livreB esta situaç"o < c;amada de 4lo%n-9 . > ca+acidade de trafego das redes de lins < +ortanto afectada +elo -locing interno em adiç"o a congest"o dos troncos e,ternos. * controle +or marcador +ermite ue a selecç"o condicional seGa feita so-re redes de v:rios est:gios. $ortanto se um camin;o livre atrav

3


7.1. U! "+&nn- -e+$l 8m diagrama de truning geral +ara uma central telefónica < mostrado na gura 3.20. Ele cont
4


um sistema -:sico stro5ger +asso6a6+asso cada concentrador < um gru+o de uniselectores de clientes ou -uscador de lin;a e cada e,+ansor < um gru+o de selectores nais. *s selectores do gru+o formam o comutador de encamin;amento. 8ma veA ue o controle distri-uido < usadoB n"o e,ite registos e controle centralB devido a n"o e,itencia de um registo a faAer interface com o circuito de su+ervis"o a funç"o de su+ervis"o +ode em +rinci+io ser localiAada em ualuer das duas +osições mostradas na gura 3.20. a +r:tica essa funç"o < normalmente e,ecutada no lado de sada do comutador de encamin;amento. $ara uma c;amada local ela < +rovid(nciada +or rel
uma central directoraB os directores e,ecutam a funç"o de registo mais n"o e,iste controle comum. * controle de encamin;amento cont. um sistema cross-ar os marcadores cum+rem a funç"o de controle central. ada uma das redes de comutaç"o consiste uma rede lin de dois estagios. 8ma veA ue a translaç"o D6+ara6E < +rovid(nciada. * concentrador +ode actuar tam-




CAPITULO :. TRAFQGO EM TELECOMUNICAÇES :.1. In"+o#&'6o Juando uma f:-rica est: +ara ser +roGectadaB uma decis"o inicial deve ser tomada em relaç"o ao seu taman;o de maneira a se o-ter o resultado deseGado. $or e,em+lo numa renaria de +etróleoB este resultado < medido em n?mero de -arris +or diaN +ara uma serral;aria < o n?mero de +eças +or dia. o caso de sistemas telefónicos < o tr:fego a ser +rovidenciadoB este determina o n?mero de troncos a serem +rovidenciados. a engen;aria telegr:a o termo tronco < usado +ara descrever ualuer entidade ue trans+orta uma c;amadaB ele +ode ser um circuito internacional com o com+rimento de mil;ões de uilómetros ou +oucos metros de os entre comutadores na mesma central telefónica. * arranGo de troncos e comutadores dentro de uma central telefónica < c;amado de trunking. Se um registo do n?mero de c;amadas em +rogresso for feito so- um +erodo de +oucos minutos em grande sistemas de telecomunicações tal como uma central telefónica ou uma rota de transmiss"o a+arecer: algo como mostra na gura 4.1.

/igura 4.1. Lariaç"o do tr:fego num curto +eriodo * n?mero de c;amadas varia de um modo aleatório a medida ue c;amadas individuais começam e terminam. Se esta variaç"o aleatória for alisada tomando o valor m

#


/igura 4.2. Lariaç"o do trafego ao longo do dia

> gura 4.2 mostra ue e,istem +oucas c;amadas durante a noite. * n?mero de c;amadas aumentam a medida ue as +essoas v"o ao tra-al;o e atinge o m:,imo no meio da man;"B ele cai ao meio dia uando as +essoas v"o almoçar e aumenta de novo a tardeN ele decresce a medida ue as +essoas v"o a casa e tem +icos mais tarde uando as +essoas faAem c;amadas +essoais. > gura 4.2. < t+ica de uma central telefónica servindo uma cidade inteira. $ara uma central servindo uma cidade onde +oucas +essoas vivemB o +ico nocturno +ode estar inteiramente ausenteN +ara uma central servindo uma :rea residencial su-ur-ana o +ico nocturno +ode ser maior. $ara al' as 11 >'B 8ma veA ue a uantidade de eui+amento +rovidenciado deve ser suciente +ara co-rir a ;ora de maior tr:fego muito deste eui+amento estar: vago durante a maior +arte do diaB +or esta raA"o ue as o+eradoras de telecomunicações oferecem aos clientes c;amadas -aratas em +erodos fora do +ico. * custo +ara os o+eradores de telecomunicações < +raticamente nen;um +ara trans+ortar tais c;amadasB +ara al
:.,. Un#$#e #e T+/e-o > grandeAa de trafego < a n"ens#$#e #e "+/e-o mais freuentemente c;amado de "+/e-o. M denida como o nSmero mdio de chamadas em progresso . > +esar de ser uma uantidade sem dimensões um nome foi dado a unidade de tr:fegoB este < o HE!K>@I %a-reviado +or B o ual foi escol;ido em ;omenagem ao dinamaru(s >. Y. E!K>@ o +ioneiro da teoria do tr:fego. Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

&


um gru+o de troncos o n?mero m duraç"o duma c;amada < freuentemente denominada "e!2o #e o%&2$'6o +orue ela ocu+a um tronco durante esse tem+o. * e,em+lo da gura 4.3 mostra como um Erlang %1 E +ode ser resultado de um tronco estar ocu+ado todo tem+o %g.aN cada um dos dois troncos estarem ocu+ados durante a metade do tem+o %g. -N ou de cada um dos tr(s troncos estarem ocu+ados um terço do tem+o %g. c.

/igura 4.3. E,em+lo de tr:fego de 1 E>!K>@ trans+ortado +or tr(s troncos Da deniç"o de Erlang conclui6se ue o tr:fego trans+ortado +or um gru+o de troncos < dado +orF ( =

)'* T

%4.1

ondeF  < o tr:fego em ErlangN C < o n?mero m +ro-a-ilidade de ac;ar o tronco ocu+ado < igual a +ro+orç"o de tem+o +ara ual o tronco est: ocu+ado. $ortanto esta +ro-a-ilidade < igual a ocu+aç"o %  do tronco. Ee!2lo :.1. Em mc;eF a o tr:fego de sadaN 4 o tr:fego de entradaN Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM




% o tr:fego total. Resol&'6o DadosF N,m-r! d- c*"m"d"s d- s"d" : ) s=120 ; N,m-r! d- c*"m"d"s d- -ntr"d" : ) - =200 ; D/r"01!m2di"d"sc*"m"d"s d- s"d" : * s=2 min; D/r"01!m2di"d"sc*"m"d"s d- s"d" : * - =3 min; T =1 *=60 min ( c!rr-s3!nd- " *!r" d-m"i!r tr"f-4! ) .

a

(=

) ' * 120 × 2 = =4 5 60 T

-

(=

) ' * 200 × 3 = =10 5 T 60

c

( T!t" = (1 + (2 =4 + 10=14 5

otaF Em m duraç"o m
( =

) t '* T

=

(3 +3 )× 2 60

=0,2 5

> +ro-a-ilidade de ac;ar a lin;a ocu+ada < de 0B2.

:.7. Con-es"6o M n"o económico +rovidenciar todo o eui+amento suciente +ara trans+ortar todo tr:fego ue +oderia ser oferecido a um sistema de telecomunicações. uma central telefónica < teoricamente +ossvel ue todos os assinantes façam uma c;amada simultaneamente. * custo de satisfaAer esta necessidade seria +roi-itivo mas a +ro-a-ilidade de isso acontecer < des+reAvel. $ode +ortanto acontecer a situaç"o em Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

9


ue todos os troncos num gru+o esteGam ocu+ados eB +ortanto ele n"o +ossa aceitar mais c;amadasB este estado < con;ecido como H %on-es"6oI. um sistema de comutaç"o de mensagens c;amadas ue c;egam durante o +erodo de congest"o s"o armaAenados numa -ic;a at< ue um tronco de sada esteGa livreB +ortanto elas s"o atrasados mas n"o +erdidas tais sistemas s"o c;amados de Hss"e!$s #e 4%*$sI ou HBl$sI ou ainda H ss"e!$s #e $"+$soI. um sistema de comutaç"o de circuitos tal como uma central telefónica todas as tentativas de faAer c;amadas so-re um gru+o congestionado de troncos n"o ter: sucessosB tais sistemas s"o +ortanto c;amados de ss"e!$s #e %*$!$#$s 2e+##$s9 . um sistema a c;amada +erdida o resultado de congest"o < tal ue o tr:fego trans+ortado < menor ue o tr:fego oferecido ao sistema. $ortanto +odemos escreverF Tr"f-4!Tr"ns3!rt"d!=Tr"f-4! 6f-r-cid!−Tr"f-4! P-rdid!

> +ro+orç"o de c;amadas ue s"o +erdidas ou atrassdas devido a congest"o < uma medida do serviço +rovidenciado %ualidade de serviçoB ela < c;amada de -+$& #e se+v'o9. $ara um sistema de c;amadas +erdidas o grau de serviço H $I +ode ser denido comoF B=

N,m-r! d- )*"m"d"s P-rdid"s N,m-r! d-)*"m"d"s 6f-r-cid"s

Tam-
Tr"f-4! P-rdid! Tr"f-4!6f-r-cid!

$odemos tam-
E o trafego trans+ortado
Juanto maior for grau de serviço $ +ior < o serviço fornecido. * grau de serviço < normalmente es+ecicado +ara o trafego da ;ora de maior trafegoB em outras alturas < muito menor. > es+ecicaç"o do grau de serviço de+ende de v:rios factores. Se for muito grande os utiliAadores +odem faAer muitas c;amadas sem sucesso e cam insatisfeitosB se for muito +euenoB s"o feitos gastos desnecess:rios em eui+amentos ue raramente s"o usados. a +r:tica o grau de serviço na ;ora de maior trafego +ode variar na ordem Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

#0


de 1 em 1000 +ara troncos -arratos dentro de uma centralN 1 em 100 +ara cone,ões entre centrais e 1 em 10 +ara rotas internacionas -astante caras. * +ro-lema -:sico de determinar o taman;o de um sistema de telecomunicações con;ecido como !roblema de dimensionamento duraç"o mc;eF a Trafego oferecidoN - Trafego trans+ortadoN c Trafego +erdidoN d * grau de serviçoN e > duraç"o total dos +erodos de congest"o. Resol&'6o

DadosF ) !f =1200 ; ) 3-r =6 ;T =1 *=60 min;* =3 min ) !f '*

( !f =

!)

( tr"n =

c)

( 3-r = ( !f − ( tr"ns=60,0 −59,7 5

d)

B=

e)

D/r"01!t!t" d!s 3-ri!d!s d- c!n4-st1!= B' T =0,005 × 60 min ¿ 0,005 ' 3600 s =18 s

T

=

1200 × 2 =60 5 60

a)

) tr"n ' *

( 3-r ( !f

T

=

=

( ) !f −) 3-r ) ' * (1200 −6 ) × 2 = =59,7 5 T

0,3 =0,005 60

60

ou

B=

N7 P-rdid"s 6 = = 0,005 N7 )*"m"d"s 6f-r-cid"s 1200

:.:. Me#'(es #o T+/e-o M im+ortante +ara uma com+an;ia o+eradora de telecomunicações sa-er a uantidade de trafego ue seus sistemas manuseam na ;ora de maior tr:fegoB em +articular ela +recisa de sa-er uando < ue um sistema se torna so-recarregado e eui+amento adicional deve ser instalado. $ortanto o seu trafego deve ser medido regularmente e seus registos mantidos. 8ma veA ue o eui+amento deve ser fa-ricado e instalado e testado antes de entrar em serviçoB ele < sem+re es+ecicado +ara trans+ortar o trafego ue < +revisto +ara uma data futura. Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

#1


$or deniç"o a mediç"o de trafego trans+ortado consiste na contagem de c;amadas em +rogresso durante a ;ora de maior trafego e no c:lculo da m
11+ 13 + 8 + 10 + 14 + 12 + 7 + 9 + 15 + 17 + 16 + 12 =12 5 12

:.;. U! !o#elo !$"e!/"%o De maneira a o-ter soluções analticas dos +ro-lemas de teletr:fego foi necess:rio ;aver um modelo matem:tico do trafego oferecido a um sistema de telecomunicações. 8m modelo sim+les < -aseado nos seguintes +ressu+ostosF •

•

Trafego +uramente aleatórioN Euil-rio estatsticoN

* +ressu+osto de tra"ego !uramente aleatDrio9 signica ue c;amadas ue c;egam e c;amadas ue terminam s"o even"os $le$"o+$!en"e n#e2en#en"es. ;amadas feitas +or um utiliAador individual n"o s"o evidentemente feitas aleatoriamenteB contudo o trafego total gerado +or um grande n?mero de utiliAadores < o-servado como se com+ortando como se as c;amadas fossem geradas aleatoriamente. Se as c;amadas c;egadas s"o eventos aleatoriamente inde+endentes as suas ocorr(ncia n"o s"o afectadas +or c;amadas anteriores. * trafego < +ortanto algumas veAes c;amado H tra"ego desmemorizadoI %sem memoriaB isto tam-
μ − μ P ( 8 )= 8 9

ondeF x < o n?mero de c;amadas c;egadas no tem+o T N \ < o n?mero m
#2


$or esta raA"o o trafego +uramente aleatório < tam-
´ P ( ´ T ≫ t )= - T

´ < o intervalo m
P (T ≫ t )=-

*

onde h < o tem+o m gura 4.2 mostra ue est: condiç"o < satisfeita na ;ora de maior trafego e evidentemente o grau de serviço $ de maior trafego < o ue ueremos determinar. * euil-rio estatstico n"o < o-tido imediamente antes da ;ora de maior trafegoB uando a velocidade de +edido de c;amadas esta a su-ir ou no m da ;ora de maior trafego. Ee!2lo ;.:. Em m
- 8ma c;amada c;egueN c Duas c;amadas c;eguemN d 'ais de duas c;amadas c;eguem. Resol&'6o 8

μ − μ P ( 8 )= 8 9


#3


a

8 = 0 ; μ=

10 = 2 ; P ( 0 )=: 5

0

2 −2 P ( 0 )= - = 0,135 09

-

8 =1 ; P ( 1 )=: P (1 ) =

c

1

2

19

−2

- = 0,270

8 =2 ; P ( 2 ) =: 2

2 −2 P (2 )= - =0,270 29

d

8 > 2; P ( 8 > 2 )=: P ( 8 > 2 )= 1−[ P ( 2 )+ P ( 1 ) + P ( 0 ) ] =1 −(0,135 + 0,270 + 0,270 )=0,325

Ee!2lo :.>. um sistema telefónico a duraç"o m c;amada dure +elo menos outros 4 minutosN - > c;amada termine dentro dos +ro,imos 4 minutos. Resol&'6o

a

t =4 min;*=2 min; −t

P ( ´ T  t )= - * P ( ´ T  4 ) =-

−4 2

= 0,135

4 P ( ´T + 4 ) =1− P ( T´  4 )=1 −0 < 135 =0 < 865

$ara um gru+o de N troncos o n?mero de c;amadas em +rogresso varia aleatoriamente como mostrado na gura 4.1. Este < um e,em+lo de 2+o%esso #e n$s%!en"o e !o+"e9 ou +rocesso de renovaç"oI. * n?mero de c;amadas em +rogresso est: sem+re entre 0 e B ele +ortando tem ^1 estados e o seu com+ortamento de+ende de mudanças de cada estado +ara outro acima dele e +ara outro a-ai,o deleB tal +rocesso < c;amado de cadeia de arkov . Ele est: re+resentado na gura 4.4 onde P(Q) < a +ro-a-ilidade de estado Q e P(D) < a +ro-a-ilidade do +ro,imo estado su+erior D N P(Q,D) < a +ro-a-ilidade de incremento +ara o estado D, dado o +resente estado QN P (D,Q) < a +ro-a-ilidade de um decrescimo +ara Q a+artir do +resente estado D . >s +ro-a-ilidades P(), P(9) ... P(N) s"o c;amadas 2+o4$4l#$#es #e es"$#o9 e as +ro-a-ilidades condicionais P(QD) a P(DQ) s"o c;amadas de Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

#4


2+o4$4l#$#es #e "+$ns'6o #$ %$#e$ #e M$+ov9. Se ;ouver euil-rio estatstico estas +ro-a-ilidades n"o mudam e o +rocesso < dito como sendo uma cadeia de 'arov regulador.

/igura 4.4 7 Diagrama de transiç"o de estados +ara  troncos onsidere um intervalo de tem+o muito +eueno (t)B começando no tem+o t . 8ma veA ue (t) < muito +euenoB a +ro-a-ilidade de alguma coisa acontecer durante este tem+o < +euenaB a +ro-a-ilidade de dois ou mais eventos acontecerem durante (t) < +ortanto des+reAvel. *s eventos ue +odem acontecer durante %t s"o +ortanto como se segueF −

8ma c;amada c;egando com a +ro-a-ilidade P ( " ) N

−

8ma c;amada terminada com a +ro-a-ilidade P (- ) N

−

en;uma mudança com +ro-a-ilidade

1− P ( " ) − P ( - )

.

> euaç"o 4.1 mostra ue o n?mero m
8ma veA ue %t < muito +euenoB ent"o ( ' = ( t ) ≪1 *

e re+resenta a +ro-a-ilidade P(a) de uma c;amada ue c;ega durante %t. Pk < > = P( ")=

( ' = ( t ) *

4.2

Se o tem+o m = P( ")=

k ⋅ δ ;t : h << 1

$ ' = ( t ) *


k ⋅ δ ;t : h

e re+resenta a +ro-a-ilidade P(e) %4.3

#

Sistemas Telefónicos Se a +ro-a-ilidade de e,istirem Q c;amadas em +rogresso no tem+o t < P(Q)B ent"o a +ro-a-ilidade de transiç"o de Q +ara D troncos ocu+ados durante (t) < deF P ; j→k : = P ; j : ⋅ P ; a : = P ; j :

A ⋅ δ ;t : h

4.4 Se a +ro-a-ilidade de e,istirem D c;amadas no tem+o t < P(D) ent"o a +ro-a-ilidade de transiç"o de  +ara Q troncos livres durante (t)
k ⋅ δ ;t : h

4.! * +ressu+osto de euil-rio estatstico e,ige ue $%Gb seGa igual : $%bGB de outra maneira o n?mero de c;amadas em +rogresso cresceria ou decresceria constantemente. $ortanto das euações %4.4 e %4. temosF P ;k : ⋅ δ ;t : P ; j : ⋅ δ ;t : k = A h h

de onde P ( k )=

( P ( > ) 4.6 $

$ortantoF P (1 ) =

( P( 0) 1 2

( ( P (2 )= P (1 ) = P ( 0 ) 2 2'1 3

(

( P (3 )= P ( 2 )= P ( 0 ) 3 3' 2 '1

$ortantoB em geralF P ; x: =

A x x<

.P ;0:

4.& * +ressu+osto de trafego +uramente aleatório im+lica um n?mero muito grande de fontes e +ortanto +ode se ter ualuer valor entre Aero e innito e a soma das +ro-a-ilidades deve ser igual a unidadeB +ortantoB ∞

∞

1 = ∑ P ; x: = ∑ x =0

x =0

x

A

x<

. P ;0: = e A . P ;0:

− A

como P ;0: = e Be su-stituindo em %4.& vem P ; x: =

A x x<

e − A

+ortantoB se as c;amadas c;egadas tem uma distri-uiç"o de $oissonB ent"o tem-
##


ent"o algumas c;amadas +odem ser +erdidas ou atrasadas e a distri-uiç"o G: n"o < mais $oissoniana. > distri-uiç"o ue ent"o ocorre ser: estudada nos +ro,imos ca+itulos.

:.>. Ss"e!$s #e %*$!$#$s 2e+##$s :.>.1.Teo+$ Erlang determinou o -+$& #e se+v'o %isto < a +ro-a-ilidade de +erda num sistema de c;amadas +erdidas tendos N troncos uando oferecidos um trafego B como mostrado na gura 4. a-ai,o.

1igura @. M 4istemas de chamadas perdidas

> sua soluç"o de+ende dos seguintes +ressu+ostosF 6 Traf

A x x<

.P ;0:

#&


contudo n"o +ode ;aver um n?mero negativo de c;amadas e elas n"o +odem ser do ue B +ortanto +odemos armar com certeAa ue 0 ≤ x ≤ N B donde. N

x

N

1 = ∑ P ; x: = ∑ x =0

A

x =0

x<

. P ;0:

ent"o 1

P ;0: =

N

∑ x =0

A x k <

su-stituindo na euaç"o 4.& temosF A x P ; x: =

x< k A

N

∑

k <

4. Esta < a +rimeira formula de distri-uiç"o de ErlangB de +articular im+ortncia < $% uma veA ue < a +ro-a-ilidade de congest"oB isto
A N B = E 19 N ; A: =

N < A K

N

∑ K <

4.9 * grau de serviço de um sistema de c;amadas +erdidas com N troncos de dis+oni-ilidade total uando s"o oferecidos  Erlangs de trafego < dado +or 51, N ( ( ) . k =0

Ee!olo :.?. > um gru+o de  troncos s"o oferecidos 2 ' de trafego. >c;eF a o grau de serviçoN

- a +ro-a-ilidade de a+enas 1 tronco tronco estar ocu+adoN c a +ro-a-ilidade de a+enas 1 tronco estar livreN d a +ro-a-ilidade de +elo menos 1 tronco estar livre. Resol&'6o DadosF N,m-r! d- tr!nc!s : N =5 Tr"f-4! !f-r-cid! : ( =2 5


#


a Gr"/d-s-r#i0! : B =: A N

!

2

N < = 0 A K 2

B = E 19 N ; A: =

!< 1

N

∑ K <

0<

k = 0

+

2

+

1<

2

2

2<

3

+

2

3<

+

2

4

4<

!

+

2

= 0903

!<

- Pr!b"biid"d- d- "3-n"s 1 tr!nc! -st"r !c/3"d! : P ( 1 ) =: x

A P ; x: =

N

x< K A

∑ K < k = 0

1

2

P ;1: =

1< 2

0

0<

1

2

+

1<

+

2

2

2<

+

2

3

3<

+

2

4

4<

+

2

!

= 092!

!<

c Pr!b"biid"d-d- "3-n"s 1 tr!nc! -st"r i#r- : P ( 4 )=: ( 3r!b"biid"d- d- 1 tr!nc! -st"r i#r-2 i4/" " 3r!b"biid"d- d- 4 tr!nc!s-st"r-m !c/3"d!s

24 P ;4:

=

4< 2

0

0<

d

1

+

2

1<

+

2

2

2<

+

23 3<

+

24 4<

+

2!

= 090#1

!<

" 3r!b"biid"d- d- 3-!m-n!s 1 tr!nc! -st"r i#r- : P ( 8 < 5 )=: ( 3r!b"biid"d- d- 3-! m-n!s 1 tr!nc! -st"r i#r-2 i4/" " s!m"d"s 3r!b"biid"d-s d0 ; 1 ; 2 ; 3 ; 4 -st"r-m !c/3"d! .

P ; x < !: = 1 − P ;!: = 1 − 090 = 09#63

Ee!2lo :.. 8m gru+o de 20 troncos +rovidencia um grau de serviço de 0B001 uando l;es s"o oferecidos 10 ' de trafego a De uanto < ue o grau de serviço mel;ora se um tronco < adicionado ao gru+o` - De uanto < ue o grau de serviço +iora6r: se um tronco for +osto fora de serviço` Resol&'6o Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

#9


1 _ 20N =1 _ 0B01N > _ 10 E

:.>.,. Dese!2en*o #o "+$J-o Se o trafego oferecido :I aumenta o n?mero de troncos :N; deve o-viamente ser aumentado +ara +rovidenciar o mesmo dado grau de serviço. ontudo +ara mesma ocu+aç"o de troncos a +ro-a-ilidade de ac;ar todos os troncos ocu+ados < menor +ara um grande gru+o de troncos do ue +ara um +eueno gru+oB +ortanto +ara um dado grau de serviçoB um grande gru+o de troncos tem uma maior ocu+aç"o ue um +euenoB isto
8ma veA ue grandes gru+os de troncos s"o mais ecientes ue +euenos gru+os < mel;or concentrar o trafego num unico e grande gru+o de troncosB +rinc+io de concentraç"o < largamente a+licado. $or e,em+lo numa central local o trafego de um grande n?mero de lin;as de clientes de -ai,a ocu+aç"o < concentrado num menor gru+o de troncos de alta ocu+aç"o. > +enalidade +aga +ela alta eci(ncia de grande gru+os de troncos < de ue o grau de serviços %@oS se deteriore mais com su-carga de trafego do ue +ara +euenos gru+os de troncos. > gura 4.& mostra como o grau de serviço varia com o tr:fego oferecido +ara diferentes taman;os de gru+os dos uais foram todos dimensionados +ara +rovidenciar um grau de serviço de 0B002 na sua normal carga de trafego. $ara um gru+o de cinco troncos uma so-recarga de 10 inerente @oS em 40B contudo +ara um gru+o de cem troncos ele faA com ue o @oS se incremente em 0. $or esta raA"o a maior +arte das com+an;ias o+eradoras de telefones ado+tam um crit
&0


+elo crit
8ma c;amada n"o < conectada ao tronco n?mero dois a menos ue o tronco n?mero dois esteGa ocu+ado. ;amadas ue encontrem o tronco de ?ltima escol;a ocu+ado s"o +erdidas. omo resultadoB o +rimeiro tronco tem muito alta ocu+aç"o e o tr:fego trans+ortado +elos troncos su-seuentes < menor. * tronco de ultima escol;a < na verdade muito ligeiramente carregadoB este com+ortamente < ilustrado na gura 4. +ara um gru+o de 20 troncos. * desem+en;o deste arranGo +ode ser analisaso como se segue. onsideremos ue o trafego de ( 5r"n4 < oferecido a um gru+o de troncos. Da euaç"o 4.9 o @oS dum gru+o com um tronco
( 1 + (

Trafego ue trans-orda do +rimeiro tronco +ara o segundo
( ( ' 5 1,1 ( ( ) = 1 + (

donde concluimos ue o trafego trans+ortado +ara o +rimeiro tronco
A2 1 + A

=

A 1 + A

Em geral o trafego trans+ortado +or troncos de ordem HI < igual ao trafego +erdido +elo gru+o dos +rimeiros H61I troncos 7 trafego +erdido +elos gru+os dos +rimeiro HI troncos ue ca igual :F Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

&1


[

( 51,k −1 ( ( )− 51, k ( ( )

]

$ode6se +ensar ue < mais sim+les considerar cada tronco como um gru+o de um tronco unico ao ual < oferido o trafego ue trans-orda do trafego anteriorB contudo isto seria incorrectoB o trafego ogerecido ao +rimeiro tronco < $oissoniano. $ara o segundo tronco tem mais +icos +orue o trafego trasn+ortado +elo +rimeiro tronco foi removido. * calculo do trafego trasn+ortado +elo tronco de ordem HI atrav
Tr!nc! d" 3rim-ir" -sc!*" : 51,1 ( 2 )=:

a

51,1 ( ( )=

⇒

2 2 ( 51,1 ( 2 )= = =0,67 1 + ( 1 +2 3

- Tr!nc! d- /tim" -sc!*" N

( N 9

B = 51, N ( ( )=

N

∑

$ =0

( ) $

( $ 9

4

4

2

51,4 ( 2 )=

2

49 4

∑

$ =0

( ) $

=

49 0

1

2

2

$ 9

09

+

2

19

2

+

2

29

5

51,5 ( 2 )=

∑=

$ 0

[

3

39

+

2

4

=0,095

49

5

2 59 5

+

2

( ) $

2 $ 9

=

]

2 59 0

1

2

3

4

5

2 2 2 2 2 2 + + + + + 09 1 9 2 9 3 9 4 9 5 9

[

=0,037

]

( 51,k −1 ( ( )− 51, k ( ( ) =2 ' 5 1,4 ( 2 )− 51,5 ( 2 ) = 2 ' (0,095 −0,037 )=0,12 5


&2


:.>.7. Ss"e!$s #e %*$!$#$s 2e+##$s e! T$n#e! 8tiliAador est: interessado no grau de serviço de uma cone,"o com+leta ue +ode ter varios lins em tandemB se uma cone,"o consiste em dois lins tendo graus de serviços B 1 e B 2 e a ela < oferecido o trafego de > Erlang ent"oF o trafego oferecido ao segundo lin < igual :F ( ' ( 1 −B 1)

ontudo o trafego ue atinge o destino < dado +orF ( ' ( 1 −B 1) ' ( 1− B2 ) = ( ' ( 1+ B1 ' B2− B1 −B 2)

e o grau de serviço geral < dado +orF B = B 1 + B 2−B 1 ' B 2 Se B 1 e B 2 s"o muito menores ue 1B como eles devem ser ent"+ des+reAavel e o grau de serviço geral ser: a+enass deF B = B1 + B 2

B 1 ' B 2 ser:

Em geral +ara uma cone,"o de  lins nos escrevemosF N

B=

B ∑ =

k

k 1

a +r:tica esta euaç"o < uma sim+licaç"o e,agerada +or duas raAõesF •

•

P+!e+$ +$6o 6 *s graus de serviços s"o es+ecicados +ara ;ora de maior trafegoB e as ;oras de maior trafego de diferentes lins +odem n"o conscidir. $ortanto na ;ora de maior trafego de um lin as +ro-a-ilidades de +erdas de outros lins +odem ser menores ue seus graus de serviços es+ecicadosB +ortanto a +erda geral < um -ocado maior do ue a de um lin ocu+ado. Se-&n#$ +$6o < Juando o trafego num sistema est: a crescer n"o < economico instalar o eui+amento aos +oucos +ara satisfaAer o crescimento de trafego e,actamenteB em veA disto ele < instalado em uantidade suciente +ara satisfaAer trafego ue < +revisto +ara o m de um +erodo de +rovis"o de v:rios anosB conseuentemente o grau de serviço de ualuer ser: muito mel;or ue o valor es+ecicado no inicio deste +erodo e aumentar: at< atingir o valor es+ecicado no m do +erodo.

:.>.:. Uso #e "$4el$s #e "+$e-o =.

> euaç"o 4.9 +ara E 1B%> < adeuada +ara resolver o +ro-lemaF dado > e  ac;e

ontudo o +ro-lema de dimensionamento e = ac;e B sendo -astante dicil e,trair  em funç"o > e =. Da euaç"o 4.9 foram calculadas ta-elas +ara uma larga gama de valores de >B = e . 8m e,em+lo destas < mostrada na ta-ela 4.1. $ara usar a ta-ela selecciona6se o valor es+ecicado de = e v<6se na coluna a carga de trafego es+ecicado. $or e,em+lo a Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

&3


ta-ela 4.1 mostra ue o @oS es+ecicado < 0B01 ent"o 10E reuerem 1 troncos e 0E reuerem #4 troncos

:.?. Ss"e!$s #e %*$ :.?.1. A Se-&n#$ Ds"+4&'$o #e E+l$nErlang determinou a +ro-a-ilidade de encontrar um atraso uando o trafego ( < oferecido a um sistema de la com N troncosB como mostrado na gura 4.9. Em sistemas de la os troncos s"o freuentemente c;amados de H se+v#o+esIB isto +orue a teoria foi a+licada em muitos outros cam+os ue as telecomunicaçõesB +or e,em+loB < a+licado a uma -ic;a de +essoas es+erando serem atendidas num +osto de correio ou numa cai,a de su+ermercado. > soluç"o de Erlang de+ende dos seguintes +ressu+ostosF 1. Tr:fego +uramente aleatórioN 2. Euil-rio estatsticoN 3. Dis+oni-ilidade totalN 4. ;amadas ue encontram congest"o entram numa la e s"o armaAenadas at< ue o servidor se torne livre. Table 4.1 – =ra>ic-ca5aci.? .ale >or >ull-aailaili.? grou5s um-e r of truns

1 2 3 4  # &  9 10 11 12 13 14 1 1# 1& 1 19 20 21 22 23 24 2 2# 2&

1 lost call in 0 %0.02D

100 %0.01D

E

E

0.020 0.22 0.#0

1.1 1.& 2.3 2.9 3.# 4.3 .1 . #.# &.4 .2 9.0 9. 10.& 11. 12.3 13.2 14.0 14.9 1.& 1#.# 1&. 1.4 19.3

0.010 0.1 0.4 0.9

1.4 1.9 2..

3.2 3. 4. .2 .9 #.# &.4 .1 .9 9.# 10.4 11.2 12.0 12. 13.&

14 1.3 1#.1 1#.9 1&.&

200 %0.00D

E 0.00 0.10 0.3 0.& 1.1 1.# 2.2 2.& 3.3 4B0 4.# .3 #.0 #.# &.4 .1 . 9.# 10.3 11.1 11.9 12.# 13.4 14.2 1.0 1. 1#.#

um-er of 1000 %0.001  truns E 0.001 1 2 0.04# 3 0.19 0.44 4 0.  1.1 # 1.# & 2.1  2.# 9 3.1 #0 3.# #1 4.2 #2 4. #3 .4 #4 #.1 # #.& ## &.4 #& .0 # .& #9 9.4 &0 10.1 &1 10. &2 11. &3 12.2 &4 13.0 & 13.& &# 14.4 &&


1 lost call in

0 %0.02 E 41.2 42.1 643.1 44.0 4.0 4.9 4#.9 4& 4 & 49.& 0.# 1.# 2. 3.4 4.4 .3 #.3 &.2 .2 9.1 #0.1 #1.0 #2.0 #2.9 #3.9 #4. #.

100 %0.01 E 3. 39.& 40.# 41. 42.4 43.3 44.2 4.1 4#.0 4#.9 4&.9 4. 49.& 0.# 1. 2.4 3.3 4.2 .1 #.0 &.0 .0 .9 9. #0.& #1.& #2.#

200 1000 %0.00 %0.001 E E 3#. 3&.# 3. 39.4 40.3 41.2 42.1 43.0 43.9 44.& 4.# 4#. 4&.4 4.3 49.2 0.1 1.0 1.9 2. 3.& 4.# . #.4 &.3 .2 9.1 #0.0

33.4 34.2 3.0 3. 3#.& 3&. 3.3 39.1 40.0 40. 41.# 42. 43.4 44.1 4.0 4. 4#.# 4&. 4.3 49.2 0.1 0.9 1. 2.# 3. 4.3 .2

&4

Sistemas Telefónicos 2 29 30 31 32 33 34 3 3# 3& 3 39 40 41 42 43 44 4 4# 4& 4 49 0

20.2 21.1 22.0 22.9 23. 24.& 2.# 2#. 2&.4 2.3 29.3 30.1 31.0 32.0 32.9 33. 34.& 3.# 3#.# 3&. 3.4 39.4 40.3

1&.4 1.2 19.0 19. 20.# 21.4 22.3 23.1 23.9 24. 2.# 2#. 2&.3 2.2 29.0 29.9 30. 31.# 32. 33.3 34.2 3.1 3.9

1.# 19. 20.4 21.2 22.1 23.0 23. 24.# 2. 2#.4 2&.3 2.2 29.0 29.9 30. 31.& 32.# 33.4 34.3 3.2 3#.1 3&.0 3&.9

& &9 0 1 2 3 4  # &  9 90 91 92 93 94 9 9# 9& 9 99 100

1.2 1.9 1#.& 1&.4 1.2 1.9 19.& 20. 21.3 22.1 22.9 23.& 24. 2.3 2#.1 2#.9

7V.V

2. 29.3 30.1 30.9 31.& 32.

##.& #&.& #.# #9.# &0. &1. &2.4 &3.4 &4.4 &.4 &#.3 &&.2 &.2 &9.2 0.1 1.0 1.9 2.9 3. 4. .& #.& &.#

#3.# #4. #.4 ##.3 #&B2 #.1 #9.1 &0.1 &1.0 &1.9 &2. &3.& &4.& &.# &#.# &&. &.4 &9B3 0.3

#0.9 #1. #2.& #3.# #4. #.4 ##.3 #&.2 #.1 #9.0 #9.9 &0. &1. &2.& &3.# &4.3 &.4 &#.3 &&.2

1B2 2.2

&.2 &9.1 0.0 0.9

32 4.0

#.1 #.9 .& .& 9. #0.4 #1.3 #2.1 #3.0 #3.9 #4. #.# ##.# #&.4 #.3 #9.1 &0.0 &0.9 &1. &2.# &3. &4.4 &.3

/igura 4.9 7 Sitema com la ou -ic;a

Este Este ti+o ti+o de sistem sistema a < algum algumas as veAes veAes con;e con;ecid cido o como como sistem sistema a M / M / / N . *s +ressu+ostos de 1 a 3 s"o comuns a teória dos sistemas R c;amadas +erdidasB contudo o +ressu+osto 2 im+lica ue ( + N . Se (  N B as c;amadas entram no sistema a uma velocidade maior do ue auela em ue saemB como reultado o com+rimento da la deve aumentar continuamente em direcç"o ao euil-rioB isto n"o < euil-rio estatstico. /açamos com ue 8 seGa o n?mero de c;amadas do sistemaB +ortantoB uando 8 < N ent"oB 8 c;amadas est"o a ser servidas e n"o e,iste atraso. Juando 8 > N B todos servidores estam ocu+ados e as c;amadas ue entram encontram atraso. E,istem N c;amadas a serem atendidas e 8 − N c;amadas na la. Se 8 + N B n"o e,iste la e o com+ortamento do sistema < o mesmo ue a do sistema a c;amadas c;amadas +erdidas na ausencia de congestionamento congestionamentoBB +ortantoB da euaç"o euaç"o 4.&F 8

( P ( 8 8 )= P (0) < 8 9

+ara

0+8+N

%4.&

Se 8  N a +ro-a-ilidade da c;egada de um c;amada num +eriodo de tem+o muito curto =t da euaç"o 4.2 < dada +orF P ( " )= (


=t *

&


onde nde h < o tem+o de serviço m
=t *

8ma veA ue todos todos servid servidor ores es est"o est"o ocu+ados ocu+ados a+enas a+enas as N c;amadas ue est"o a ser servidas +odem terminar %em veA de , c;amadas num sistema a c;amdas +erdidas. $ortantoB $ortantoB a euaç"o 4.3 < modicada +araF P ( - ) = N

=t *

e a +ro-a-ilidade de uma transiç"o de 8 +ara 8 −1 c;amadas < dada +orF P ( 8 8 − 1 ? 8 ) = P ( 8 ) ' P ( - )= P ( 8 ) N

$ara euili-rio estatsticoF donde

=t *

P ( 8 8 − 1 ? 8 ) = P ( 8 ? 8 −1 ) B ent"o =t =t P ( 8 8 ) ' N = P ( 8 8 −1 ) ( * * P ( 8 8 )=

( P ( 8 −1) N

N

( 'asB P ( N  camos comF N ) )= ' P ( 0 ) da euaç"o 4.& camos N 9 N + 1 ( ( P ( N N + 1 )= P ( N ) = P (0 ) N N ' N 9 N + 2 ( ( P ( N N + 2 )= P ( N + 1 ) = 2 P ( 0 ) N N ' N 9 ⋮⋮ ⋮

Em geralB +ara 8  N %uando ;: laF 8

N

(

( )

8

N ( P ( 8 8 )= 8 − N P ( 0 ) = ' P ( 0 ) ¿ ( 4.11 ) N 9 N N N 9

Se n"o ;aver limite ao com+rimento +ossvel da la ent"o , +ode ter ualuer valor entre Aero e innitoB +ortanto @

∑ P ( 8 )=1

8 =0

$ortanto das euações 4.& e 4.11 temos N −1

8

N

( ) ∑( )

1 = ( + N ( P ( 0 ) 8 =0 8 9 N 9 N

∑

N @

k

( ¿ ( 4.12 ) N

k =0

onde k = 8 − N . 8ma veA ue ( / N + 1 B ent"oF @

donde

∑ = k 0

( ) ( ) k

( ( = 1− N N


−1

&#

Sistemas Telefónicos 1

P ( 0 )

N −1

=∑ 8 =0

)sto <

8

N

( )

−1

( ( ( 1− + 8 9 N 9 N

[

N

N( P ( 0 )= N 9 ( N − ( )

−1

]

@

8

( + ¿((4.13 ) ¿ 8 9 k =0

∑

$orta $ortanto ntoBB $%, $%, < dado dado +elas +elas euaçõ euações es 4.& e 4.11 4.11 de+end de+endend endo o se 8 + N ou 8  N B enuanto $%0 < dado +ela euaç"o 4.13. Est: < a segunda distri-uiç"o de Erlang.

:.?.,. P+o4$4l#$#e #e $"+$so * atraso atraso ocorre ocorre se todos todos os servid servidor ores es estive estivere rem m ocu+ad ocu+adosB osB isto gora da euaç"o 4.11B a +ro-a-ilidade de ue e,istem +elo menos c;amadas no sistema % Z  N  < dada +orF @

N

( )

8

( ) ∑( )

N

N ( N ( P ( 8 8 )= P ( 0) ' =¿ P (0 ) ' N 9 N 9 N 8 =Z N

∑

Z @

k = 0

( N

k

@

P ( 8 8  Z )=

¿ ∑ =

8 Z

onde k = 8 − N . $ortantoF N

( ) ( ) Z

N ( ( P ( 8 8  Z )= P ( 0) 1− N 9 N N

−1

( )

N Z N ( N ( ) P 8 8  Z = ' ' ' P ( 0 ) ¿ ( 4.14 ) N 9 N N − (

> +ro-a-ilidade de atraso < P D = P ( 8  N ) B donde N

( N ( ) ( ) P D = ' P ( 0 )= 5 2, N 2, N ( ¿ 4.15 N 9 N − (

> +ro+ro-aa-il ilid idad ade e de atra atraso so de um sist sistem ema a com com N serv servid idor ores es o ual ual s"o s"o ofer oferec ecid idos os > Erla Erlang ng < +orta +ortant nto o dada dada +ela +ela eua euaç" ç"o o 4.1 4.1 onde onde P (0 ) < dada +ela euaç"o 4.13. Esta fórmula +ara 52, N 2, N ( ( ) < con;ecica como H F8+!&l$ #e $"+$so #e E+l$n-I. > +ro-a-ilidade de atraso aumenta de 1 R medida ue  aumenta na direç"o de NB uando ( > N o com+rimento com+rimento da la cresce indenitamente. indenitamente.

:.?.7 C$2$%#$#e Bn"$ #$ Bl$ * Sistema +r:tico n"o +ode conter uma la innitaB +ortanto uando a la ca c;eiaB as c;amadas ue c;egam su-seuentemente s"o +erdidas. Se a la +ode a+enas manter at< W c;amadas ent"o 8 + A + N < a euaç"o 4.12 torna6seF N − 1

8

N

( ) ∑( )

1 ( N ( = + P ( 0 ) 8 =0 8 9 N 9 N

∑

N A

k = 0

( N

k

donde Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

&&


( )

A+ 1

( 1− N −1 8 N N 1 ( N = + ' P ( 0 ) 8 =0 8 9 N 9 ( 1− N

∑

¿( 4.16 )

ontudoB se a +ro-a-ilidade de +erda for +euenaB e,iste um erro des+res:vel ao usarmos a euaç"o 4.13. > +ro-a-ilidade de +erda +ode ser estimada +rimeiro assumindo ue a ca+acidade da la < innita e de+ois calculando P ( 8 A + N ) F N

( )

N ( P ( 8 A + N )= ' N 9 N

A+ N

( )

N ( ' P ( 0 )= N − ( N

A

' P D ( 4.17 )

>ssimB a ca+acidade da la WB necess:ria +ara o-ter uma adeuada -ai,a +ro-a-ilidade de +erda +ode ser ac;ada.

:.?.:. Al-&ns +es&l"$#os 3"es Das euações 4.11 e 4.1 c;egamos a alguna outros resultados tal como se segueF 1 N&!e+o !J#o #e %*$!$#$s no ss"e!$ i Juando e,iste atrasoB o n?mero m
ii

/eita a m
, Co!2+!en"o !J#o #$ Bl$ i Juando e,iste atraso o com+rimento m
ii

om+rimento m
7 Te!2o #e $"+$so !J#o =&$n#o $ #s%2ln$ #e se+v'o #$ Bl$ J irst In irst Out 0FIFO i Juando e,iste atrasoB o atraso m
T =

* N − (

¿( 4.20 −" )

*nde h < o tem+o m
&

Sistemas Telefónicos (  T =T ' 5 2, N ( ( )= 5 ( ( ) ¿( 4.20 −b ) N − ( 2, N

> variaç"o do tem+o de atraso m
T em relaç"o ao atraso < mostrada

: Ds"+4&'6o #e $"+$so 0#s%2ln$ #$ Bl$ FIFo 8ma veA ue os tem+os de duraç"otem uma distri-uiç"o de +ro-a-ilidade e,+onencial negativaB ent"o tam-em devem ter os atrasos T D B assimF

Juando e,iste um atraso

 −t 

P ( T D T )= - T

¿( 4.21−" )

ii

Juando a m
P ( T D T )= 5 2, N ( ( ) ' - T ¿ ( 4.21 −b )

Da euaç"o 4.21 +odemos calcular +ortanto a +ro-a-ilidade de e,ceder   ualuer atrso dado. >s fórmulas +ara 8  B T e C s"o necess:rias 52, N ( ( ) +orue uando < +euenoB os atrasos ue ocorrem s"o  freuentemente muito maiores do ue T . /órmulas tam-
:.?.;. Ss"e!$s %o! &! 3n%o se+v#o+ Juando e,iste a+enas um ?nico servidorB a +ro-a-ilidade de ele estar ocu+ado < sim+lesmente a sua ocu+aç"o B e esta < a +ro-a-ilidade de atrasoB isto
omo resultadoB as e,+ressões das seccões 4.&.2 e 4.&.4 s"o sim+licadas com se segueF 

P D = ( ' 8 =

( ( ' 8 = 1− ( 1− ( 2

( ( P( 0) =(1 − ( ) ' C = ' C= 1− ( 1− ( 

P( 8 )=

(

8

1− (

P( 8 Z ) = (



' T =

(* 1 − (

Z


&9


Ee!2lo :.11. 8m $=P tem tres o+eradores em serviço e rece-e 400 c;amadas durante a ;ora de maior tr:fegoB as c;amadas de entrada v"o +ara uma -ic;a e s"o atendidas +ela ordem de c;egada. * tem+o m
$

3-rc-nt"4-md- c*"m"d"s C/- t-mC/- -s3-r"r 3"r" C/-/m !3-r"d!r "t-md": ( =:

( =

) ' * 400 × 18 = = 2 5 3600 T N −1

8

N

N

( N P D = 52, N ( ( )= ' ' P ( 0 ) N 9 N − (

( ) (−) )+ ( )

1 ( ( ( = + ' 1− P ( 0 )  =0 8 9 N 9 N

∑

1

P ( 0 )

3

=∑

 =0

(

8

2

3

2

+ '

8 9 3 9

0

1

2

1 2 2 2 = + + P ( 0 ) 0 9 1 9 2 9

2

1

−1

3

P D =

2

'

3

1

⇒

' =0,44 ❑ P D =44

3 9 3 −2 9

−1

3

8 1 ' 6 3

−1

1 1 = P ( 0 ) 9

4

´ =: 6 "tr"s! m2di! 3"r" t!d"s c*"m"d"s " 3"r" "C/-"s C/--nc!ntr"m"tr"s!: T ∎)!m"tr"s!

P"r"t!d"s "sc*"m"d"s ∎

´ = * = 18 =18 s T N − ( 3−2

´ = 52, N ( ( ) ' T ´ = P D ' T


* N − (

* N − (

4 18 =8 s 9 3 −2

= '

0


% 3-rc-nt"4-md- c*"m"d"s C/-f!r"m "tr"s"d"sd- m"is d- 30 ∎A/"nd! *E"tr"s!

∎S!br- t!d"s"s c*"m"d"s

− t

P(T

D

 t )

−t

=- =18.9 T

P(T

D

 30)

−30

=- =- 18 = 8.3 T

:.?.>. Fl$s e! "$n#e! Juando sistemas s"o conectados em tamdem os atrasos s"o cumulativos. Se o +rimeiro est:gio tem uma entrada +oissoniana  e uma distri-uiç"o negativa de tem+o de ocu+aça as entradas dos segundos e dos su-seuentes est:gios s"o +oissonianosB +otanto as las +odem ser consideradas como inde+endentes +ara o calculo dos atrasos. > +ro-a-ilidade de atraso e o atraso m
:.?.?. T$4el$s #e $"+$so Ta-elas foram +u-licadas +ara 52 N ( ( ) a+artir de 51 N ( ( ) se segueF N

N

N

( ( = N 9 ' 51, N ( ( ) k = 0 k 9

∑

Da euaç"o 4.9B dondeF N −1

∑ = k 0

N

N

N

( ( ( = − k 9 N 9 ' 5 1, N ( ( ) N 9

Su-stituindo na euaç"o 4.13 N

N

N

1 ( = N'( + − ( P ( 0 ) N 9 ' ( N − ( ) N 9 ' 51, N ( ( ) N 9

donde N ( ( ' 51, N ( ( ) +( N − ( ) = ' P ( 0 ) N 9 ( N − ( ) ' 51, N ( ( )

1

Su-stituido na euaç"o 4.1 N ( N − ( )' 51, N ( ( ) N ' 51, N ( ( ) ( N N 9 N 51, N ( ( )= ' ' N ' = = ' 5 ( ( ) N 9 ( N − ( ) ( ( ' 5 1, N ( ( )+( N − ( ) N − ( ' 51, N ( ( ) N − ( 1, N


1


Se 51, N ( ( ) for +eueno. $ortanto os valores de 51, N ( ( ) +odem ser +ositivamente calculados. Ta-elas foram tam-
:.?.. A2l%$'(es #$s o+!&l$s #e $"+$so 8m comutador de mensagens ou comutador de +acotes s"o o-viamente sistemas de -ic;as ou laB se os troncos de sada est"o ocu+ados as mensagens ou +acotes entram numa la at< ue um tonco de sada se torne livre. 8m sistema deve ser dimencionadso +ara atingir uma es+ecicada +ro-a-ilidade de atraso ou um es +ecicado atrsaso m

2


CAPITULO ;. REDES DE COMUTAÇÃO ;.1. In"+o#&'6o 8ma necessidade -:sica +ara a construç"o de sistemas de comutaç"oB tais como centrais telefónicas < ser ca+aA de +roGectar redes de comutaç"o com um n?mero maior de sadas ue os comutadores a+artir dos uais s"o construidos. )sto +ode ser conseguido atrav gura 3.1 mostra uma rede de dois est:gios de comutadores cross-ar de 10 entradas dando acesso a 100 troncos de sadas 

;.,. Re#es #e &! 3n%o es"/-o > gura 3.11 mostra uma rede de um est:gio tendo K entradas e N sadas consistindo numa matriA de cross+oints. Estes +odem ser +or e,em+lo rel rede +oderia tam- rede da gura 3.11 +ode ser re+resentada de uma forma sim+licada +elos sm-olos mostrados na gura .1.

/igura .1 7 Sm-olos de comutadores

Juando a gura .16a < usada +ara re+resentar comutadores electromecnicos o circuito indica o lado do comutadoo+r associado ao mecanismo de controle % +or e,em+lo as escovas do comutador stro5ger ou o magneto de +onte de um comutador cross-ar. * comutador mostrado na gura 3.11 d:6nos dis+oni-ilidade totalB nen;uma c;amada < +erdida a menos ue todos os troncos na sada esteGam congestionados. * n?mero de cone,ões simult:neas ue +odem ser feitas < tanto K %se KGN ou N %se NGK. * comutador contem M × N cross+oints. Se M = N o n?mero de cross+oints
3

Sistemas Telefónicos 2

) 1 = N ¿( 5.1)

$ortanto o custo %como indicado +elo n?mero de cross+oints aumenta na +ro+orç"o do uadrado do taman;o do comutador. ontudoB o rendimento %indicado +ela +ro+orç"o de cross+oins ue +ode ser usado em ualuer alturaB isto < N / N 2=1 / N  decresce inversamente com N. M +ortanto n"o económico usar uma rede de ?nico est:gio +ara grande n?mero de entradas e sadasB +or e,em+lo um comutador com 100 entradas e 100 saidas reuer 10.000 cross+oints e a+enas 1 destes +odem ser usados simultaneamente. omutadores +ara faAer cone,ões entre grandes n?meros de troncos s"o +ortanto construidos como redes contendo v/+os es"/-os #e %o!&"$#o+es. Se o comutador da gura 3.11 < usado +ara faAer cone,"o entre N circuitos semel;antesB ent"o cada circuito < conectado tanto a entrada como a sada. > o+eraç"o dos cross+oints nas coordenadas %GB +ara conectar a entrada G a sada  e,ecuta +ortanto a mesma funç"o ue a o+eraç"o dos cross+oints %BG +ara conectar a entrada  a sada GB conseuentemente metade dos cross+oints s"o redundantes e +odem ser eliminados. )sto resulta na matriA cross+oint triangular mostrada na gura .2. * n?mero de cross+oints referido
omutadores triangulares n"o s"o normalmente usados em sistemas de comutaç"o telefónicos +orue troncos nos dois sentido n"o s"o usados. *s troncos s"o o+erados num só sentido +ara facilitar a su+ervis"o.

/igura .2 7 'atriA triangular cross+oint +ara conectar troncos em am-as as direcções.

;.7. G+$#n-s ;.7.1. P+n%2os $ara um comutador de encamin;amento ou um concentrador n"o < necess:rio ue cada tronco de entrada ten;a acesso a cada tronco de sada. M adeuado ue cada tronco de entrada ten;a acesso a um n?mero suciente de tronco de sada em cada rota +ara fornecer o grau de serviço reueridoB isto < con;ecido como dis!onibilidade limitada. * n?mero de tronco de sada +ara os uais o tronco de entrada +ode o-ter cone,ões < con;ecido como dis!onibilidade e corres+onde a ca+acidade de sada dos comutadores usados. > gura .36a mostra 20 tronco numa rota de sada +ara os uais os troncos de entrada tem acesso +or meios de comutadores dando uma dis+oni-ilidade de a+enas 10.


4


a gura .36a as sadas dos dois comutadores est"o multi+lados conGuntamente em dois gru+os se+arados e 10 troncos de saida s"o alocados a cada gru+o. Se o trafego total oferecido +elos troncos de entrada < +or e,em+lo X ' a cada gru+o de troncos de sada < oferecido 4 E e ser: +rovidenciado um grau de serviço %@*S mel;or 0B01 (a ta!ela @.9 mostra -ue o grupo de disponi!ilidade total de 9 troncos transporta @. ' com um grau de servi
* arranGo mostrado na gura .36a < claramente menos eciente do ue um ?nico gru+o com dis+oni-ilidade total. % a ta!ela @.9 mostra -ue apenas 9 troncos s"o necess*rios para provid0nciar o mesmo /O4 para X ' de trafego . Se o trafego oferecido aos dois gru+os de troncos de entrada < aleatórioB raramente cargas de +ico ocorrer"o simultaneamente nos dois gru+os. > eci(ncia +ode +ortanto ser mel;orada atrav




/igura .4.

este arranGo as +rimeiras seis sadas est"o em dois gru+os se+arados de dis+oni-ilidade totalB as ultimas uatro sadas s"o comuns a am-os os gru+os e trans+ortam o trafego ue trans-orda uando as +rimeiras seis sadas de cada gru+o est"o ocu+ados. M demostrado na secç"o .4 ue este arranGo continuar: a dar um @*S de cerca de 0B01 a+esar de reuer a+enas 1# troncos em veA de 20. * arranGo da gura .46a reuer a+enas um tronco a mais ue o gru+o de dis+oni-ilidade total tendo mesmo @*S. > t re+resentaç"o convencional em diagrama de um granding < mostrado na gura .46-. 8m grading +ermite ue um ?nico est:gio de comutaç"o +rovidencia acesso a um n?mero maior de comutaç"o %isto < a ca+acidade de sada dos comutadores mas sem e,cede6la +or uma ordem de magnitude. 8m granding +rovid(nmcia um grau de serviço mais +o-re ue o gru+o de dis+oni-ilidade totalB com mesmo n?mero de tronco. @radings da forma mostrada na gura .4 foram e,tensivamente estudados +or @./. *Q Dell na decada de 120 e s"o +ortanto c;amados -radings OE'ell . Eles s"o a forma de gradings mais usada numa classe de gradings c;amados de gradings !rogressivos +orue os seus comutadores -uscam as sadas seuencialmente a+artir de uma +osiç"o inicial ,a.

;.7.,. Cons"+&'6o #e -+$#n-s 2+o-+essvos De maneira a formar um grading os comutadores ue tem acesso a uma rota de sada s"o multi+licados numa s

#


* diagrama da gura .4 mostra um +eueno grading +ara a+enas dois gru+os de comutadores. $ara n?meros maiores de troncos de sada os gradings +odem conter uatro ou mais gru+os. $or e,em+lo na gura . e,istem gradings de 4 gru+os.

/igura .. @rading de 4 gru+os +ara 20 troncos %dis+oni-ilidade 10

8ma veA ue o trafego decresce +ara com as sada de ultimas escol;asB o n?mero de gru+os ligados em conGunto cresce de cone,ões induividuais nas +rimeiras escol;asB +ara comuns +arciais e nalmente +ara comuns totais nas ultimas escol;as. a construç"o de um grading +ara +rovid(nciar acesso a N troncos de sada a +artir de comutadores tendo dis+oni-ilidade B a +rimeira eta+a < decidir so-re o n?mero de gru+os de grading g. Se todas escol;as forem troncos individuais nos teremosF N = 4 ' k .

Se todas as escol;as forem totais termosF N = 4 . 8ma veA ue os gradings cont
e simulações de trafego demonstram ue a eci(ncia de tais gradings < +ro,imo de o+timo se o n?mero de gru+os < +ortanto escol;ido como sendo 4=

2 N ¿(5.3 ) $

8ma veA ue os gradings devem ser sim
&

Sistemas Telefónicos $ = S + )

* n?mero de troncos < igual aF N =2 S + )

donde temos ueF S = N − $

e

) =2 $ − N

Se o grading tem mais de dois gru+os n"o e,iste a+enas uma unica soluç"oB < necess:rio escol;er das soluções +ossveis a mel;orB isto
r = $ ¿ ( 5.4 ) ∑ = i

i 1

>gora cada factor f i cont
r ∑ = i 1

i

4 / f i troncos de sadaB dondeF

4 = N ¿( 5.5 ) f i

8ma veA ue e,istem a+enas duas euações e mais de duas incognitas %se C > 2  e,iste uma s
* mel;or grading < o ue tiver menor valor de 8. Ee!2lo ;.1. $roGecte um grading +ara conectar 20 troncos a comutadores tendo 10 sadas. Resol&'6o N,m-r! d- tr!nc!s : N =20 Dis3!nibiid"d- : $ =10 Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM



Sistemas Telefónicos 2 N 20 × 2 N,m-r! N,m-r! d- 4r/3! : 4 = = =4 10 $ f 1 =1

N

f 2=2

N

f C= 4

individuais b sB du+los b dB totais b t

{

{

s + d + t =10 s + d + t =10 C ❑ s'4 d' 4 t ' 4 ❑ s + d + t =10 4 + + =20 4 s + 2 d + t =20 r i = N 1 2 4 f i =1 i ⇔

∑

⇔

{

{

− s + d + t =10 4 s + 2 d + t =20 3 s + d =10 s =1 ; d =7 ; t =2 s =2 ; d = 4 ; t =4 s =3 d =1 ; t =6

s= 4 ;

¿

d =−2 d 2 n-4"t n-4"ti# i#! ! < 3!rt" 3!rt"nt nt! ! n1! n1! 2 3!ssi 3!ssi#2 #2

(¿ )

D=|r 1−r 2|+|r 2−r 3| D 1=|1 −7|+|7 −2|=11 D 2=|2− 4|+|4 −4|=2 D3 =|3−1|+|1−6|=7

i ii iii

s_1 s_2 s_3

d_& d_4 d_1

t_2N t_4N t_#.

grading escol;ido.

E o seu esuema
No"$F *s tr(s gradings +ossiveis est"o mostrados na gura . e o segundo grading < +ortanto o mel;or.

Se um crescimento de trafego torna necessario aumentar o n?mero de troncos ligado a um grading isto +ode ser feito +ela reduç"o dos comuns +arciais e dos comuns totais e o acrescimo de n?mero de individuais. E,istem outras formas de gradings tais como o grading ;omog
9


;.7.:. C$2$%#$#e #e "+$e-o nos -+$#n-s um gradin grading g ideal ideal as interc intercone one,õ ,ões es assegu assegurar rariam iam ue cada cada tronc tronco o de sada sada tran trans+ s+or orta ta6s 6se e uma uma car carga de traf trafeg ego o iden identi tico coBB +ort +ortan anto to se o traf trafeg ego o tota totall  for trans+ortado +or N troncos ent"o a ocu+aç"o de cada tronco < >]. M assu assumi mido do ue ue cada cada tron tronco co esta estarr ocu+ ocu+ad ado o < um even evento to alea aleato tori riam amen ente te inde+endentemente. ada c;amada tem acesso a D troncos troncos e a +ro-a-ilidade de todos D troncos estarem ocu+ados < +ortantoF

( )

( B= N

k

* n?mero de troncos reueridos +ara trans+ortar > Erlangs com grau de serviço = < +ortanto dado +orF −1

N = ( B

k

¿ ( 5.7 )

Esta < a "ormula de grading ideal de rlang e d:6nos uma relaç"o linear entre o trafego e o n?mero de troncos necess:rios. @rading +r:ticos n"o satisfaAem as condições de grading ideal de Erland. ontudo foi ac;ado ue e,iste uma relaç"o linear entre a ca+acidade de trafego  e o n?mero de troncos +ara um dado grau de serviço =. 8ma curv curva a a+ro a+ro,i ,ima mada da de N em fu funç"o ç"o de  +ode +ode +ortan +ortanto to ser deriv derivada ada da teoria teoria de dis+oni-i dis+oni-ilida lidade de total de Erlang Erlang +ara N + $ e estendida como uma lin;a recta +ara N  $ . Da euaç"o .& esta lin;a < dada +orF ( = ( $ + ( N N − $ ) ' B

1 k

¿ (5.8 )

*ndeB  < o trafego trans+ortado +or um gru+o de dis+oni-ilidade total de  troncos troncos %com @*S igual a $. > gura .9 mostra uma familia de curvas desen;ada a+artir da formula modicada de Erlangs acima. Este m

90


Ee!2lo ;.,. >c;e a ca+acidade de trafego do grading mostrado na gura .4 se o grau de serviço reuerido < 0B01. Resol&'6o N =16 N

B =0,01 N

( $ = 4,5 5

%ver ta-ela 4.1

( = ( $ + ( N N − $ ) B

$ =10 N

1 $

( = 4,5 + ( 16 −10 ) × 0,01

1 10

( = 4,5 + 6 + 0,631 ( = 8,3 5

otaF > ta-ela 4.1 mostra um gru+o de dis+oni-ilidade total +ode manusear B9E com um @oS de 0B01.

;.7.:. A2l%$'(es #os G+$#n-s *s gradings foram em+regues largamente em sistemas +asso6a6+asso e tam-PEI de comutadores digitaisB um concentrador de assinantes servindo 204 lin;as cont
;.:. Ss"e!$s #e ln ;.:.1. Gene+$l#$#es E,em+los de sistemas de lins de dois est:gios s"o mostrados nas guras 3.12 e 3.1. 8m sistema de lin de 4 est:gios < mostrado na gura 3.1&. Em geral um sistema de lin +ode ter uaisuer n?meros de est:gios e o n?mero de +ossveis ti+os de lin de HnI estagios < muito grande. a rede rede de dois dois est: est:gi gios os da gura gura 3.1 3.1 e,is e,iste te a+en a+enas as um lin linss entr entre e cada cada comutador +rim:rio +ara cada comutador secund:rio. $ortanto < im+ossvel faAer uma cone,"o a +artir de um tronco de entrada +ara um tronco de sada selecionado devido ao lin estar G: a ser usado noutra cone,"o. cone,"o. Esta situaç"o < c;amada de 4lo%n-9. Se a cone,"o deve ser feita a um +articular tronco de sada %+or e,em+lo uma lin;a individual de assinante a +ro-a-ilidade de -locing < inaceitavelmente alta. $ara esta a+licaç"o < +ortanto necess:rio usar uma rede com mais est:gios %+or e,em+lo a rede de 4 est:gios da gura 3.1& de maneira a ;aver uma escol;a de camin;os atrav rede de dois est:gios da gura 3.1 +ode ser usada como comutador de encamin;amento. Se ela servir 10 rotas de sada com 10 troncos em cada rotaB ent"o o Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

91


tronco n?mero um de cada rota < conectado ao comutador secund:rio n?mero umB etc. $ortanto ualuer tronco de entrada +ode o-ter uma cone,"o +ara a rota de sada seleccionada atrav c;amada só < +erdida se todos os camin;os +ara troncos livres de sada forem -loueados. > +ro-a-ilidade +ara ue isto ocorra simultaneamente em todos lins < o-viamente muito menor ue a +ro-a-ilidade de um ?nico lin estar ocu+ado. De forma similar se os troncos de entrada forem +ara rotas diferentesB um tronco de cada rota < normalmente terminado em cada comutador +rim:rio. > selecç"o +asso6a6+asso n"o < utiliAada. Se o lin < escol;ido antes do tronco de saidaB ent"o um lin livre +ode ser ocu+ado de maneira a conduAir o comutador secundario cuGo tronco na rota de sada reuerida esteGa G: ocu+ado. Em veA distoB < usada a selecção condicional. * marer ou o marcador n"o esta-elece a cone,"o at< ue ten;a interrogado as condiç"o ocu+ado]livre de todos os relevantes troncos de sada de lins internos. >+enas uando < ac;odo um camin;o entre um tronco de entrada livre e um lin interno livre ele o+era os comutadores. om este metódo de selecç"o se o camin;o livre na rede e,istir ele +ode ser usado. 8ma outra vantagem da sele%'6o %on#%on$l J =&e o !$+e+ "e! o $%esso a am-as as +artes de cone,"o atraves da redeB tendo esta-elecido a cone,"o ele +ode testar a sua continuidade. Se a cone,"o < ac;ada avariada o marer +ode +roduAir um registo de avaria e faAer uma segunda tentativa +ara faAer a cone,"o atrav cone,"o < reuerida +ara um +articular tronco livre (uma ve3 -ue a selec<"o condicional  usada, uma tentativa n"o ser* feita para esta!elecer a conex"o a menos -ue o tronco esteQa livre).

Mo#o , 6 > cone,"o < reuerida +ara uma rota +articular de sadaB mas ualuer tronco livre nesta rota +ode ser usado. Mo#o 7 6 > conecç"o +ode ser feita +ara ualuer tronco livre de sada.

$ode ser visto da gura 3.20 ue um concentrador o+era em modo 3B um concentrador de encamin;amento o+era em modo 2B e um e,+ansor o+era em modo 1.


92


;. :.,. Re#es #e #os es"/-os

.11. !ede de comutaç"o de dois est:gios

Se a rede de dois est:gios mostrada na gura .11 tem N troncos de entrada e N troncos de sada e cont
N n

* n?mero de cross+oint +or comutador +rim:rio < igual ao n?mero de cross+oint +or comutador secund:rio e < igual a 4 'n = N . * n?mero total de cross+oints % 2 na rede < igual ao (n,m-r! d- c!m/t"d!r-s ) 8 ( cr!ss3!int 3!r c!m/t"d!r) B isto
2 N ) 2 =2 4N = n

¿ ( 5.9 )

8ma veA ue e,iste a+enas um lin de cada comutador +rim:rio +ara cada comutador secund:rio o n?mero de lins < igual ao n?mero de comutador +rim:rio veAes o n?mero de comutadores secund:riosB isto < n?mero de linsF

( )

2

N N,m-r! d-inks =4 = ¿( 5.10 ) n 2

* n?mero de cross+ont +ortanto varia na +ro+orç"o 1 / n mas o n?mero de lins varia na +ro+orç"o 1 / n2 . Se o n < feito muito grande +ara reduAir o n?mero de cross+oint ent"o e,istiram muitos +oucos lins +ara trans+ortarem o trafego. /açamos o n?mero de lins igual ao n?mero de troncos de sadaB uma escol;a raAoavel uma veA ue um gru+o de troncos trans+ortam o mesmo trafego total ent"o 2 4 = N su-stituindo na euaç"o .10 o-temosF n =√ N ¿( 5.11 )

Ent"o o n?mero total de cross+oint da euaç"o .9
) 2 =2 N ( 5.12 )

> euaç"o .11 +ode ser a+enas um guiaB deve6se selecionar o inteiro mais +ro,imo de n ue seGa um factor de N. a +r:tica os +rogetistas s"o constragidos a usar Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

93


unidades de comutadores de taman;o ,o. * n?mero de cross+oint +or tronco de entrada %da euaç"o .12
DadosF

N =200

n =√ N =√ 200=10 √ 2=14,14

Ent"o 4=

n=10 n=20

}

factores de  ue neste caso < 200

N n

P"r"n=10 ; 4=

200 =20 10

P"r"n=20 ; 4=

200 =10 20

$ara

n =10

temos a redeF

$ara

n =20

temos a redeF


94


* factor de escol;a nesta deve ser C7 n?mero de cross+oint ou tandem o n?mero de lins. Juanto maior o n?mero de lins menor +ro-a-ilidade de -loueamento ent"o +odemos usar neste caso o n =10 +ois temos maior lins. * custo < calculado em funç"o do n?mero de cross+oints. > rede da gura .11 tem o mesmo n?mero de troncos de sada. ontudo um concetrador tem mais troncos de entrada ue de sada ao contr:rio do e,+ansor. onsidere um concentrador com K troncos de entrada e N troncos de sada % M > N  e façamos com ue cada comutador +rim:rio ten;a m entradas e o comutador secund:rio ten;a n sadas. Ent"o de n?mero de comutadores +rim:rios < igual R M / m e o n?mero de comutadores secund:rios < igual R N / n . * n?mero de cross+oint +or comutadores +rim:rios ¿ m ' * n?mero de cross+oint +or comutadores secund:rio

N N n

¿n'

* total de n?mero de crosso+oint
M N m

( )

1 1 M N N M ) 2 = ' m + ' n ❑ ) 2= M ' N + ¿ ( 5.13 ) m n n m n m ⇔

* n?mero de lins < igual ao n?mero de comutadores +rim:rios veAes o n?mero de comutadores secund:rios e < igual R ( N ' M )/(m' n ) . 8ma veA ue a ca+acidade de trafego < limitada +elo n?mero de troncos de sada n"o e,iste necessidade de +rovid(nciar mais do ue este n?mero de linsB ent"o façamos o n?mero de lins igual R N +ortantoF M n = ¿ ( 5.14 ) m

Su-stituindo na euaç"o .13 a euaç"o .14 temosF

(

) 2 = M ' N

m 1 + M m

)

alculamos o mnimo de cross+oint. De maneira a minimiAar ) 2 tratemos m como sendo uma vari:vel contnua e façamos a diferenciaç"o em relaç"o a ela. d ) 2 dm

e igualemos a AeroF

d ) 2 dm

(

= M ' N

1 1 − 2 M m

)

= 0 N uando m=√ M . >ssim da euaç"o temosF m =n =√ M ( 5.15)


9


$ortanto o n?mero de cross+oint < minimo uando o n?mero de entradas no comutador +rim:rio < igual ao n?mero de sadas no comutador secund:rio. Su-stituindo na euaç"o .13 temos ueF

(

1 1 ) 2 = M ' N + √ M √ M

)

() ❑ ) =2 ' N ' M (516 ) . 1 2

⇔

2

De novo a euaç"o .1 < mais ue um guiaB m e n deve ser inteiro e factores de ' e  res+ectivamente. Se M > N ten6se um concentrador e M < N um e,+ansor. $ara alem disto o +roGectista +ode tam- N a euaç"o .1 d:6nos maiores e +ortanto menor comutadores secund:rios do ue se utiliAassemos n = N B conseuentementeB um maior @oS < o-tido uando a rede o+era em modo 2B +ortanto redes +raticas algumas veAes usamF n =√ N

e m=

M √ N

$ara o-ter e,+ansor K < trocado com N e m +or n.

;.:.7. Re#es #e "+@s es"/-os > gura .13 mostra uma rede de comutaç"o de tr(s estagiosB e,iste a+enas um lin entre cada comutador +rim:rio +ara cada comutador secund:rio e um lin entre cada comutador secund:rio +ara cada terce:rio.

/igura .13. !ede de comutaç"o totalmente interconectada de tr(s est:gios.

8ma cone,"o de uma dada entrada num comutador +rim:rioB +ara uma sada seleccionada num comutador terce:rioB +ode +ortanto ser feita atrav c;amada +ode ser esta-elecida a menos ue esta condiç"o se a+liue simultaneamente a todos comutadores secund:rios.


9#


> +ro-a-ilidade de n"o ser +ossvel esta-elecer a c;amada devido ao -locing < +ortanto muito menor do ue +ara uma rede de dois est:giosB esta < +ortanto a+ro+riada +ara o+eraç"o em modo 1. Se uma rede de tr(s est:gios tem N troncos de entrada e  troncos de sada e tem comudadores +rim:rios +ara n entradas e comutadores tercearios +ara n sadas ent"oB o n?mero de comutadores +rim:rios 41 < igual ao n?mero de comutadores terce:rios 43 e igual R N / n . *s comutadores secund:rios tem N / n entradas e sadas. Se o n?mero de lins +rim:rio6secund:rio %lin > e o n?mero de lins secund:rio6 terce:rio %= s"o cada N, ent"o o n?mero de comutadores secund:rios
* n?mero de cross+oints no est:gio +rim:rio

¿ n2 ' = n ' N

* n?mero de cross+oint no est:gio secund:rio

¿ n ' N = N n n

* n?mero de cross+oints no est:gio terce:rio

¿ n ' 2 = n ' N

( )

2

2

N n

e o total n?mero de cross+oints
(

) 3 = N ' 2 n +

)

N ¿( 5.17) n

Deferenciando a euaç"o .1& em relaç"o a n e igualando6a a AeroB +ode ser mostrado ue o n?mero de cross+oints tem um minmo uando n=

√

N 2

¿( 5.18)

e ent"oF

() 2 ' N =

) 3 =2 √

3 2

− ( ) ( ) 2 ') =2 N ' )

√

3 2

2

1 2

1

Se um concentrador de tr(s est:gios tem K troncos de entrada e N de sada % M > N  tendo cada um dos seus comutadores +rim:rios m entradas e tendo cada um dos seus terce:rios n saidas ent"oF * n?mero de comutadores +rim:rios < ']m. * n?mero de comutadores terce:rios < ]n. Se ;ouverem 42 comutador +rim:rio

comutadores secund:rios ent"oB o n?mero de cross+oints +or ¿ m× 4 2 mN

* n?mero de cross+oints +or comutador secund:rio ¿

M N × N m n

* n?mero de cross+oints +or comutador terce:rio ¿ 4 2 × n N Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

9&


* n?mero total de cross+oints
(

M M N N M N ) 3 = m' 4 2+ 42 ' ' + ' 4 2 ' n= 4 2 ' M + N + ' m m n n m n

(

) 3 =4 2 ' M + N +

)

)

M N ' ¿( 5.20 ) m n

8ma veA ue M > N façamos o n?mero de lins  igual ao n?mero de lins $ e igual a NN N =

42 ' M

+ortanto daui tiramos ue

m

=

42=n - M =

4 2 ' N n n' M N

su-stituindo na formula .20 temos ueF ) 3 =( M + N ) ' n +

2

N n

Diferenciando em ordem a n e ac;ando o mnimo temos ueF m=

M N - n= ¿ (5.21) √ M + N √ M + N

assimF

) 3 =2 N √ N + M ¿ ( 5.22)

$ara o-ter um e,+ansor K < trocado +or N e m +or n. Ee!2lo ;.:. $roGecte uma rede de tr(s est:gios comutando 100 troncos de entrada e 100 troncos de sada. Resol&'6o M = N =100

n=

√ √

100 N = =7,07 -nt1!n =5 !/ n=10 2 2

100 100 N 41= ❑ 41= =20 !/ 4 1= =10 5 10 n ⇒

42=n =5 !/ 42=n =10

$ara n _  temos a redeF


9


$ara n _ 10 temos a redeF

* segundo caso < mel;or +ois temos maior n?mero de comutadores secund:riosF minimiAa o -locing.

;.;. G+$& #e se+v'o #e ss"e!$s #e ln ;.;.1.Gene+$l#$#es 8ma teoria sim+les +ara calcular a +ro-a-ilidade de +erda em sistemas de lins < devida a .. Kee. * m ocu+aç"o em cada est:gio < o trafego total trans+ortado dividido +or n?mero de lins nesse est:gio. contudo se a +erda for +euena %como ela deve ser um +eueno erro < introduAido +elo uso do trafego oferecio em veA do trafego trans+ortado. Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

99


Em sistemas +r:ticos a assunç"o de inde+end(ncia +ode n"o ser v:lida +orue e,iste normalmente algum grau de de+end(ncia entre linB isto reduA a +ro-a-ilidade de -loueamento +orue +icos de trafego em diferentes est:gios conscidem mais freuentemente do ue aconteceria se fossem eventos aleatóriamente inde+endentes. Estra so-re+osiç"o de +icos tende a reduAir o tem+o total durante o ual ocorre o -loueamento conseuentemente o metodo de Kee su-estima a +ro-a-ilidade de +erdaB contudo o m
;.;.,. Re#es #e #os es"$-os $ara uma rede de dois estagios como mostrado na gura .11B façamos ue a ocu+aç"o de lins seGa HaI e a ocu+aç"o dos trocos de saida seGa H-I %se o n?mero de lin e troncos forem iguais ent"o " =b . $ara o modo 1B um lins a+enas +ode ser usadoB a +ro-a-ilidade deste estar ocu+ado < HaI e esta < a +ro-a-ilidade de +erda. $or e,em+lo +ara +rovidenciar um @oS de B 1=0,01 cada lin e tronco de sada deve trans+ortar 0B01EB mas isto < inutil. $ara modo 2 %ligaç"o a uma rota de sada com m tronco em cada comutador secund:rio ualuer lin livre +ode ser usadoB a +ro-a-ilidade de +erda usando um lin +articular < 1−" B a +ro-a-ilidades de am-os %lin e tronco estarem livres < igual R 1−( 1− " ) (1 −b ) . 'as e,iste HgI camin;os dis+onveis. >ssumino ue cada camin;o +ode estar -loueado < um acontecimento aleatoriamente inde+endente a +ro-a-ilidade de -loueamento simultanea de todos HgI camin;os
4

onde g < o n?mero de comutadores secund:rios. Se a cone,"o deve ser feita +ara ualuer comutador ou tronco de sada ue esteGa livre %isto < modo 3 ent"o < +ossivel faAer a cone,"o a menos ue os troncos de sada esteGam todos ocu+ados. $ortanto se o n?mero de troncos de entradaB lins e troncos de sada forem iguaisB nen;uma c;amada +ode ser +erdidaB contudo este modo de o+eraç"o < normalmente usado num concentradorB o n?mero de troncos de entrada < muito maior ue o n?mero de troncos de sadaB +ortanto o @oS < dado +orF B 3= 51, N ( ( )

onde  < o trafego oferecido a rede Ee!2lo ;.>. >c;e o grau de serviço uando um total de 30.E < oferecido a rede de concetraç"o de dois est:gios da gura 3.1 e o trafego < uniformentente distri-uido +elas 10 rotas de sada. Resol&'6o Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

100

Sistemas Telefónicos ( =30 5 ; 4 =10 " =b =

30 100

=0,3 5

B =[ 1−( 1 −" ) ( 1−b ) ] =[ 1 −( 1−0,3 ) ( 1−0,3 ) ] = 0−0012 4

10

Ee!2lo ;.?. >c;e a ca+acidade de trafego da rede do e,em+lo .#B se o grau de serviço n"o deve e,ceder 0B01. Resol&'6o B + 0,01

[ 1−( 1− " ) (1 −b ) ] omo

4

+ 0,01

" =b temosF

¿

[ 1−( 1− " ) ] + 0,01❑[ 1− (1 −" ) 2 4

⇔

]

2 10

+ 0,01 ❑ " + 0,39 5 ⇒

¿ ( + N7 inks ×" ❑ ( + 100 × 0,39 ❑ ( + 39 5 ⇔

⇔

;.;.7. Re#es #e "+@s es"$-os $ara uma rede de tr(s est:gios totalmente interconectadaB como mostrado a gura .13 façamos ue a ocu+aç"o dos linsI>I seGa HaIB a ocu+aç"o dos lins H=I seGa H-IB a ocu+aç"o dos troncos e sada HI. $ara o modo 1 a escol;a dos comutadores secund:rios determinam os lins HaI e H-I. > $ro-a-ilidade de ue am-os lins esteGam livres < igual R ( 1−" ) ( 1− b ) B isto im+lica ue a +ro-a-ilidade de -loueamento seGa igual R 1−( 1− " ) (1 −b ) . ontudo +ara todo 42 comutadores secund:riosB isto im+lica ue a +ro-a-ilidade de ue todos os 42 camin;os inde+endentes esteGam com+letamente -loueados simultaneamente
42

$ortanto +ara ocu+ações similares a rede de tr(s est:gios +rovid(ncia o mesmo @oS +ara +ara modo 1 ue a rede de dois estagios faA +ara a rede de dois est:gios +ara modulo 2. $ara modo 2B isto
( 1− B ) ( 1−) )= B +( 1− B ) ) 1

1

1

*nde a +ro-a-ilidade de -loueamento simutaneo de todos os camin;os inde+endentes g3 < dados +orF


101


[

B 2= B1 + ) ( 1− B1 )

]

43

*nde 43 < o n?mero de comutadores terce:rios Ee!2lo ;.?. om+are os @oS +rovidenciaos +elas duas redes do e,em+lo .4 uando o+era em modo 1 e s"o oferecidos 30.E de trafego. Diga tam-
B 1 =[ " + ( 1 −" ) b ]

42

B 1=[ 0,3 +( 1− 0,3 ) 0,3 ] =0,035 5

-

N7 d- inks( = 100 30 ( " =b = = =0,3 5 N7 inks( 100

B 1=[ 0,3 + ( 1− 0,3 ) 0,3 ] =0,0012 10

onclus"oF > +ro-a-ilidade de -loueamento < menor no segunda rede. 2. a ( = 22,4 5

CAPITULO >. COMUTAÇÃO POR DIVISÃO DE TEMPO >.,. Co!&"$'6o Es2$%$l e Te!2o+$l >.,.1. In"+o#&'6o 8m centro de comutaç"o tandem e um comutador de encamin;amento numa central local devem ser ca+aAes de conectar ualuer canal duma das suas ;ig;5aOs Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

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$' de entradas a ualuer canal numa das suas ;ig;5aOs $' de sada. >s ;ig;5aO de entrada e sada est"o se+aradas es+acialmente eB +ortanto a cone,"o o-viamente reuer comutaç"o es+acial. Em geral uma cone,"o ocu+ar: diferentes time slots nos ;ig;5aOs de entrada e de saidaB +ortanto a rede de comutaç"o deve ser ca+aA de rece-er amostas $' de um time slots e retransmiti6las num outro time slotB isto < con;ecido como troca de time slots ou sim+lesmente comutação tem!oral . onseuentemente a rede de comutaç"o duma central tandem ou comutador de encamin;amento duma central local devem e,ecutar tanto comutaç"o es+acial como tem+oral. Sim+les redes de comutaç"o +or divis"o de tem+o faAem cone,ões entre canais em ;ig;5aOs trans+ortando um gru+o +rim:rio multi+le,B isto lguns sistemas com grandes comutadores o+eram a velocidades multi+las de 7 K!itsYsegundo %+or e,em+lo  '-its]s de maneira a aumentar a ca+acidade de trafego atrav
>.,.,. Co!&"$#o+es es2$%$s one,ões +odem ser feitas entre ;ig;5aO $' de entrada e de sada +or meio de uma matriA cross+oint com o formato da matriA mostrada na gura 3.11. ontudo diferentes canais do frame $' de entrada +odem necessitar de serem comutados +or diferentes cross+oints de maneira a atingir diferentes destinos. * cross+oint < +ortanto uma +orta >D de duas entradas. 8ma entrada < conectada a ;ig;5aO $' e outra a uma memoria de cone$ão ue +roduA um im+ulso nos instantes reueridos. 8m gru+o de +ortas cross+oint +ode ser im+lementado como um circuito integrado usando +or e,em+lo um multi+le,er. > gura #.2 mostra um comutador es+acial com D ;ig;5aO $' de entrada e m ;ig;5aO $' de sadaB cada um trans+ortando n canais. > memoria de cone,"o +ara cada coluna de cross+oint < uma memória com uma localiAaç"o de endereço +ara cada time slot e armaAena o n?mero de cross+oint a ser o+erado nesse time slot. * n?mero < escrito no endereço +elo +rocessador de controle de maneira a esta-elecer a cone,"o. *s n?meros s"o lidos ciclicamente em sincronismo com o frame $' de entrada. Em cada time slot o n?mero armaAenado no corres+odente endereço de memória < lido e a lógica de descodicaç"o converte6o num im+ulsoB num ?nico o +ara o+erar o relevante cross+oint. 8ma veA ue um cross+oint +ode faAer uma cone,"o diferente em cada um dos n time slots ele < euivalente a uma rede +or divis"o es+acial de n cross+oint. * comutador es+acial com+leto < euivalente a n se+aradas D +or mB rede de comutaç"o +or divis"o es+acial. Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

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>.,.7. Co!&"$#o+es "e!2o+$s * +rinc+io de um comutador tem+oral < mostrado na gura #.36a. Ele conecta uma ;ig;5aO $' de n canais de entrada a uma ;ig;5aO $' de n canais de sada. 8ma veA ue cada canal de entrada +ode ser conectado a cada canal de sada ele < euivalente a uma matriA de cross+oint +or divis"o es+acial com n troncos de entrada e n troncos de sada como mostrado na gura #.36-. > troca de time slot < feita +or meio de duas memóriasB cada uma tendo endereço de memória +ara cada frame $'. > !e!o+$ #e voB cont informaç"o < lida +ara a memória voA ciclicamente em sincronismo com o sistema $' de entrada. ontudo a leitura de acesso aleatório < usado na m

104


$ara esta-elecer a cone,"o o n?mero x do time slot dum canal de entrada < escrito na memória de cone,"o no endereço corres+ondente ao canal de sada selecionado L . Durante cada ciclo de varrimento da memória de voA a amostra do ;ig;5aO $' de entrada no canal x < escrito no endereço x e durante cada varrimento ciclico da memoria de voA o n?mero x < lido no inicio do time slot L B isto
8ma outra maneira de im+lementar um comutador tem+oral
>.7. Re#es #e %o!&"$'6o 2o+ #vs6o #e "e!2o >.7.1. Re#es 4/s%$s > gura #.4 mostra uma rede de comutaç"o es!aço2tem!o2es!aço (S2T2S). ada um dos m ;ig;5aO $' de entrada +ode ser conectado a D lins +or cross+oints no comutador C e outros e,tremos dos lins s"o conectados aos m ;ig;5aO $' +or cross+oints no comutador .


10


/igura #.4 7 !ede de comutaç"o S6T6S. m < o n?mero de ;ig;5aOs $'N n < n?mero de time slots

ada lin cont gura #. mostra uma rede tem!o2es!aço2tem!o (T2S2T)* cada um dos m ;ig;5aOs de entrada e de sada esta conectado a um comutador tem+oralB os comutadores tem+orais de entrada e sada s"o conectados +elo comutador es+acial. $ara faAer a cone,"o entre o time slot x duma ;ig;5aO de entrada e o time slot L duma ;ig;5aO de sada < necess:rio escol;er o time slot A ue esteGa livre na memória de cone,"o da ;ig;5aO de entrada e na memória de voA da ;ig;5aO de sada. > cone,"o < esta-elecida faAendo com ue o comutador tem+oral de entrada +rovoue deslocamento de x +ara 3 e faAendo com ue o comutador tem+oral de sada +rovoue um deslocamento de 3 +ara L e o+erando o cross+oint a+ro+riado no tem+o 3 de cada frame.

/igura #. 7 !ede de comutaç"o T6S6T. m < o n?mero de ;ig;5aOs $' eB n o n?mero de time slots.

>.7.,. C$!n*os 4#+e%%on$s >s redes de comutaç"o descritas antes +rovid(nciam uma cone,"o +ara a+enas uma direcç"o de transmiss"o. 8ma veA ue sistemas de transmiss"o $' usam circuitos Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

10#


a 4 os < necess:rio +rovid(nciar camin;os se+arados +ara os canais de emiss"o e rece+ç"o. 8ma maneira de faAer isso seria +rovid(nciar uma rede de comutaç"o se+arada +ara cada uma das direções de transmiss"o. ontudo isto +ode ser evitado conectando as ;ig;5aOs de emiss"o tendo os circuitos de entrada como de sada num lado do comutador e as ;ig;5aOs de rece+ç"o noutro lado como mostrado na gura #.#.

/igura #.# 7 Transmiss"o 4#+e%on$l atrav
uma rede S6T6S o mesmo endereço de memória de voA no comutador +ode ser usado em cada direcç"o de transmiss"o +ara uma cone,"o entre o time slot x num tronco no canal L, noutro +ara uma direcç"o de transmiss"oB o conteudo de endereço < escrito no m do time slot x e lido no inicio do time slot O. $ara direcç"o de transmiss"o o+osta elas s"o escritas no m do mesmo time slot L e lido no nicio do time slot x . * m
>.7.7. Re#es #e %o!&"$'6o !$s %o!2le$s 'uitas variações s"o +ossiveis numa rede -:sica T6S6T mostrada na gura #. . Estas incluemF 1 >umento do taman;o das memórias no comutador tem+oral de maneira ue cada +ossa servir mais de uma ;ig;5aO $'. 2 *+eraç"o de comutador tem+oral a uma maior velocidade de -its maior ue as da ;ig;5aO $' de entrada e de sadaB isto +ermite ue cada cross+oint sirva mais de 32 canais. $ortanto efectivamente aumentando o taman;o do comutador.


10&


3 8so de transmiss"o +aralela em veA de s
>. 7.:. Con%en"+$#o+ 8m concentrador liga a um ;ig;5aO $' o n?mero de unidades de lin;a do cliente maior ue o n?mero de time slots no ;ig;5aO. um sim+les concentrador os codecs dos clientes est"o todos conectados a ;ig;5aOs comum e cada +ode usar ualuer time slot. 8m codec < o+erado no reuerido time slot +or meio de uma memória de conecç"o. Este metódo < usado +or e,em+lo em sistemas >PE6E!)S*. ontudo cada modelo de concetrador de 12 lin;as d: acesso a duas ;ig;5aOs $'B uma < induividualB e uando todos os canais estiverem ocu+ados as c;amadas trans-ordam +ara o segundo ;ig;5aO ue < comum a 1# modos. 8ma veA ue um concentrador esta conectado a comutador de encamin;amento +or uma ;ig;5aO $' ele +ode ser localiAado distante da central +rinci+al. * concentrador +ode ser controlado +elo +rocessador central da central +rinci+al +or meio de sinais enviados so- lin $' %+or e,em+lo no time slot 1# num sistema de 30 canais. Se o lin $' entre a unidade remota do concentrador e a central +rinci+al fal;aB os clientes no concentrador +erdem o serviço. > du+licaç"o dos lins $' < +ortanto freuentemente +rovidenciada. >s funções de controle do concentrador +odem ser mel;oradas +ara +ermiti6lo conectar c;amadas entre seus clientes se o lin $' fal;arB facilidades devem ser adicionadas +ara rece-erB analisar sinais de endereçoB ter tons e faAer interconecções entre lin;as do clienteB a unidade ent"o +ode ser con;ecida como unidade remota de comunicação.

>.:. G+$& #e se+v'os #$s +e#es #e %o!&"$'6o 2o+ #vs6o #e "e!2o a rede de comutaç"o S &T&4 da gura #.4 cada cross+oint do comutador es+acial < +artil;ado no tem+o +or n canais. M +ortanto euivalente a n se+arados cross+oint num comutador +or divis"o es+acial. $ortanto o comutador  < euivalente a n comutadores +or divis"o es+acial de taman;o ( × m . ada um dos comutadores tem+orais D < euivalente a um comutador +or divis"o es+acial de taman;o n × m como mostrado na gura #.36-. > rede 4&T&4 da gura #.4 +ortanto corres+onde igualmente a rede +or divis"o es+acial de 3 est:gios da gura #.9.


10


/igura #.9 7 omutado +or divis"o es+acial euivalente de comutador S6T6S. m < n?mero de ;ig;5aO $B n o n?mero de time slot e k o n?mero de lins do comutador tem+oral.

a rede T&4&T da gura #. cada comutador tem+oral < euivalente a um comutador es+acial de taman;o n × n e e,istem m comutadores destes associados a ;ig;5aO de entrada e m associados a ;ig;5aO de sada.

1igura U.9 M Comutador por divis"o espacial e-uivalente de comutador T&4&T. m  o nSmero de highwaL PCK e n o nSmero de time slot

* comutador es+acial < euivalente a n comutadores +or divis"o es+acial de taman;o m × m . > rede T6S6T da gura #.B +ortanto corres+onde a euivalente rede +or divis"o es+acial de tr(s est:gios da gura #.10. om este resultado < desnecess:rio inventar uma nova teória de traf +ro-a-ilidade de +erda +ara um dado trafego oferecido a uma rede de comutaç"o +or divis"o de tem+o +ode ser determinado +elo estudo +or divis"o es+acial euivalente. Ee!2lo >.1. 8ma rede tem 1# ;ig;5aO de entrada e sadaB cada um com 24 canais $'B entre os comutadores es+aciais de entrada e sada e,istem 20 lins contendo comutadores es+aciais. Durante a ;ora de maior trafego a rede s"o oferecidos 300 E de trafego e +ode6se assumir ue este < uniformemente distri-uido so- os canais de sada. Estime o grau de serviço seF 1. > conecç"o < reuerida +ara um canal +articular livre num ;ig;5aO selecionado Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

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de sada %isto conecç"o < reuerida +ara uma +articular ;ig;5aO mas ualuer canal livre nela +ode ser usado %isto
2.

Resol&'6o DadosF m=16 ;n =24 ; k =20 ; ( =300 5

1.

" =b =

300 ( = = 0,625 5 n × k 24 × 20

[

B 1=[ 1−( 1− " ) (1 −b ) ] c!m!" =b#-mB1= 1− (1 −b ) 4

[

B 1= 1−( 1 −0,625 )

,.

c=

[

]

2 20

]

2 k

=0,048

300 ( = = 0,781 5 n ×m 24 × 16

B 2 B1 + ) ( 1 −B1 )

]

42

B 2=[ 0,048 + 0,781 ( 1−0,048 ) ] =0,0037 24

>.>. Sn%+on$'6o >.>.1. Aln*$!en"o #o +$!e $ara correcta o+eraç"o da rede de comutaç"o +or divis"o de tem+oB os frames $' de todos ;ig;5aO de entrada devem estar e,actamente alin;ados. ontudo uma veA ue as Gunções $' v(m de diferentes lugaresB os seus sinais s"o suGeitos a diferentes atrasos. $ortanto mesmo ue todos os geradores de im+ulsos de cloc das centrais esteGam em +erfeito sincronismoB ;aver: diferentes tem+os entre os instantes iniciais de diferentes frames $' entrando numa central digital.


110


$ara resolver este +ro-lema a unidade terminal de lin;a numa Gunç"o $' armaAena os digitos de entrada num buFer de alin#amento de "rame como mostrado na gura #.11. *s digitos s"o escritos +ara este -uer a velocidade fa da lin;a de entradaB começando no incio de cada frameB eles s"o lidos a velocidade f! do cloc da central começando no incio do frame $' da central.

/igura #.11 7 >lin;amento de frame de sinais $' entrando numa central digital.

$ara su+ortar a m:,ima uantidade de desalin;amento entre o sistemaB lin;a digital e a centralB o +roGectista deve construir um -uer com a ca+acidade de +elo menos um frame %+or e,em+lo 2# -its +ara um sistema $' de 2 '-its]sB isto introduA o atraso adicional causado +ela comutaç"o tem+oral. 8m -uer de alin;amento do frame resolve +erfeitamente o +ro-lema de um desalin;amento constanteB o +reenc;imento < constante. * seu nvel de+ende das diferentes fases entre o sistema lin;a de entrada e a central. Ele tam-
111


>.>.,. Re#es #e sn%+on$'6o uma rede digital sincroniAada a+enas um ou dois clocs atómicos de refer(ncia controlam as freu(ncias de cloc de todas as centrais na redeB isto < +or veAes c;amado de controle des!Dtico. $ara estes +ro+osito uma rede sincroniAada < adicionada a $ST de maneira a interligar os clocs das centrais ao +adr"o %standard de refer(ncia nacional. So- condições normaisB a rede ser: sem+re livre de sli+s enuanto ue uma rede +lesioncrona sem+re ter: alguns sli+s. * cloc local em cada central < +rovidenciado +elo oscilador de cristal cuGa freuencia < aGustada +or uma tens"o de controle. Esta tens"o de controle < derivada do conGunto de digitos de entrada do lin de sincroniAaç"o ue < usado +ara determinar uanto a velocidade do cloc da central deve ser incrementadoB decrementado ou mantido sem alteraç"o. >Gustes s"o feitos +eriodicamente assegurando ue a central manten;a a mesma freu(ncia m

112


8m sistema de sincroniAaç"o unilateral < mostrado na gura #.126a. > central  < master e a $ < slave. > central $ determina a diferença de fase entre o seu +ró+rio cloc e o da central  atraves do +reenc;imento do -uer de alin;amento do lin de entrada. 8ma mudança de fase +rovoca um incremento ou um decrescimo em freu(ncia de corte durante alguns mili6segundos. Se e,istir mais ue um lin de sincronismo +ara a central =B a sua correcç"o < -aseada numa decis"o de maioria. um lin de sincronismo -ilateral single ended como mostrado na gura #.126- o +rocesso de decis"o descrito acima < feito em cada e,tremo do lin e como resultado temos ue am-os os clocs da central atinguem a mesma freu(ncia m +rimeira necessita de aGustes de freu(ncia mas a ultima n"o. > desvantagem dos sistemas de sincroniAaç"o single ended < ultra+assada +elos sistemas dou-le ended mostrados nas guras #.126c e d. Estes eliminam a inu(ncia das variações devido ao atraso de +ro+agaç"o +ela su-traç"o da mudança de fase determinada num e,tremo do lin +ela determinada no noutro e,tremo. /açamos o erro de fase detectado na central  como sendoB = ( ∅ ( −∅B ) + = ∅r

onde = ( ∅ ( −∅B ) < a mudança de fase devido a descre+ncia entre os clocs e = ∅r < devida a mudança no tem+o de +ro+agaç"o. ent"o a mudança de fase detectada na central = < = ( ∅ B−∅ ( ) + = ∅r

8ma veA ue = ( ∅ B−∅ ( )=−= ( ∅ ( −∅B )

ent"o a diferença entre as duas medições < 2 = ( ∅ ( −∅B )

e = ∅r < eliminado. 8m canal de sinaliAaç"o < reuerido +ara trans+ortar o resultado da com+araç"o de fase ao outro e,tremo do lin de maneira a faAer6se a su-traç"o. $ara um lin unilateral como mostrado na gura #.126c este canal < necessario numa direcç"o a+enas. $ara um lin -ilateral um canal < necessario en cada direcç"o. Se a rede usa sistemas $' de 2'-itsB esta informaç"o +ode ser trans+ortada na ca+acidade dis+onvel do time slot  do frame de 32 time slot. 8ma rede de sincronismo +ara uma +e#e #-"$l n"e-+$#$ 0IDN < mostrada na gura #.13. 8ma veA ue esta rede au,iliar deve ligar todas as centrais na )DB a rede de sincronismo tem os mesmos nós e a mesma estrutura ;ieraruica ue a $ST com a ual esta relacionada. *s lins de sincronismo s"o +rovid(nciados +ara sistema $' ue trans+ortam o trafego normal entre centrais. Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

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* controle de freu(ncia < e,ercido +ara -ai,o a+artir do +adr"o de refer(ncia nacionalB +or lins unilaterais de cada central +ara as ue est"o no +ro,imo nvel mais -ai,o. ontudo lins -ilaterais s"o usados entre centrais no mesmo nvel da ;ieraruia. $ortanto se ;aver uma rede incom+leta ou fal;as do sinal de sincronismo da fonte master as centrais num determinado nvel determinam mutuamente a sua +ro+ria freuencia de cloc e sincroniAam as centrais do nvel mais -ai,o a essa freu(ncia.


114


CAPITULO ?. CONTROLE

DE SISTEMAS DE COMUTAÇÃO

?.1. In"+o#&'6o omo descrito no ca+itulo 3B os sistemas de comutaç"o evoluiram a +artir do controle nominal +ara o controle +or reles e de+ois +ara o controle electrónico. > mudança de sistema manual +ara sistemas +asso6a6+asso stro5ger introduAiu uma mudançaB de controle centraliAado +ara o controle distri-uido. ontudo a medida ue os sistemas se desenvolviam e ofereciam mais serviços aos clientesB tornou6se mais economico e,ecutar funções mais +articulares em eui+amento es+ecialiAados ue era associado a cone,ões a+enas uando necess:rio. $ortanto o controle comum foi reintroduAido. * desenvolvimento da tecnologia de com+utador +ermitiu ue diferentes funções e,ecutadas +elo mesmo ;ard5are usando diferentes +rogramasB +ortanto sistemas de comutaç"o entrassem na era de %on"+ole 2o+ 2+o-+$!$ $+!$en$#o %S$ 6 4torad Program Controle. 8ma central +u-lica de comutaç"o S$ +ode oferecer uma maior gama de serviços ue as centrais electromecnicas. $ara al

11


?.,. F&n'(es #e 2+o%ess$!en"o #$ %*$!$#$ ?.,.1. Se=&@n%$ #e o2e+$'(es $rocessos -:sicos similares devem ser e,ecutados +or sistemas de comutaç"o em ualuer redeB uer seGa +or comutaç"o de circuitos ou comutaç"o de +acotes. Eles foram sumariAados +ara telefonia na secç"o 3. e s"o agora descritos com maior detal;e +ara uma sim+les c;amada telefónica entre dois clientes cuGas lin;as terminam na mesma central. 8ma seu(ncia de o+erações tomam lugar nas uais as lin;as dos clientes c;amador e c;amado eB as cone,ões a eles associados mudam de um estado +ara outro como descrito a-ai,oF 1. Es"$#o lv+e 0es"$#o v$-o 6 )nicialmente o auscutador do cliente est: na +osiç"o de descansoB a lin;a est: livre es+erando ue c;amadas seGam originadas ou rece-idas %es"$#o B entretanto a central munitora o estado da lin;a +ronta a detectar uma condiç"o de +edido de c;amada. 2. Sn$l #e 2e##o #e %*$!$#$ 6 * cliente envia um sinal a central +ara solicitar uma c;amada. $ara uma c;amada telefónicaB isto < feito atrav central detecta a condiç"o de +edido de c;amada e isto identica a lin;a ue a originou. Em geral este sinal a+arece numa terminaç"o associada ao n?mero de eui+amento do cliente %E. > transiç"o de n?mero de eui+amento +ara n?mero de lista telefonica %D deve +ortanto ser e,ecutada de meneira a se faAer tarifaç"o de c;amada. 4. De"e+!n$'6o #$ %l$sse #e se+v'o #e o+-e! 2 > classe de serviço %@*S de origem corres+onde a uma gama de serviços dis+onveis ao cliente c;amadorB ela deve +ortanto ser determinada antes de a cone,"o ser esta-elecida. Em centrais electromecnicas era necess:rio ue lin;as de diferentes classes de serviço fossem segregadas em gru+os diferentes de maneira a +odermos distinguir entre elas %+or e,em+lo lin;as normais e lin;as de telefone +?-lico. uma central stro5ger devem ser ligadas em diferentes +rimeiros selectores. uma central S$ a classe de serviço do cliente faA +arte dos dados armaAenados +ara esse cliente na memória de lin;a. 'uitas e diferentes classes de serviço +odem ser +riovid(nciadasB algumas delas +odem ser alteradas so-re o controle dos clientes %+or e,em+lo o -arramento de c;amadas. . Cone6o 2$+$ $ ln*$ %*$!$#o+$ 6 > central faA agora a cone,"o +ara a lin;a c;amadora. #. Sn$l #e !$+%$+ 6 > central envia um sinal de volta +ara o c;amador +ara indicar ue est: +ronta +ara rece-er a identidade do terminal de lin;a +ara a ual a cone,"o < feita. > central est: agora a es+era desta informaç"o % es"$#o 1. &. Sn$l #e en#e+e'o 6 * c;amador agora envia um sinal +ara a central +ara instruir6la a encamin;ar a c;amada +ara o destino reuerido. uma central telefónica isto < feito +ela discagem ou +elo envio de tons de um telefone DT'/. . Sele%'6o #$ "e+!n$'6o #e ln*$ #e s$#$ 6 > central determina a reuerida terminaç"o de lin;a de sada a +artir da informaç"o de endereço rece-ida. 8ma Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

11#


veA ue o c;amador discou o n?mero de lista telefónica %D do cliente c;amadoB em geral isto envolve translaç"o D +ara E. 9. De"e+!n$'6o #$ %l$sse #e se+v'o #e #es"no 2 > central +recisa de determinar a classe de serviço da lin;a c;amadaB uma veA ue isto afecta o +rocedimento +ara manuseamento da c;amadaB +or e,em+lo se a c;amada < +ara um cliente tendo $=PB o cliente +oder: ter um gru+o de lin;as e todas +odem ser usadas +ara cone,"o. )sto tam- lin;a c;amada +ode estar indis+onvel tanto +or estar ocu+ada como +or estar fora de serviçoB +ortanto a cental testa o estado da lin;a antes de faAer uma cone,"o +ara ela. o caso de uma c;amada +ara um $=P %ou +ara uma Gunç"o de sada a central testa cada terminaç"o at< ue ac;e uma livre ou ac;e todas ocu+adas. 11.Sn$l #e es"$#o & 8m sinal de estado algumas veAes designado de sinal de +rogress"o das c;amadas < agora enviado +ara tras %de volta +ara informar o c;amador so-re o +rogresso de c;amada. Este < usualmente um tom de audio6 freu(nciaB contudo ele +ode ser um anuncio gravado %+or e,em+lo +ara congest"o dos troncos duma rota ou um cliente ue mudou de n?mero. Se o sinal < o tom de ocu+aç"o ou o tom de n?mero n"o e,istenteB o c;amador re+õe o auscutador e a cone,"o < li-ertada B ent"o o estado livre ou seGa estado Aero < retomado. 12. Cone6o 2$+$ "e+!n$'6o #e ln*$ %*$!$#$ 2 Tendo desco-erto ue a lin;a c;amada e,iste e est: livre a central faA uma cone,"o +ara ela. 13. Ale+"$ #o %len"e %*$!$#o 6 > central envia um sinal +ara a lin;a c;amada +ara alertar o cliente +ara este rece-er a c;amada. uma central telefónica isto < feito atravo mesmo tem+o um tom de c;amar < enviado de volta +ara o c;amador como sinal de +rogress"o de c;amada. > central est: agora a es+era de uma res+osta %es"$#o ,. 14. Sn$l #e +es2os"$ 6 Juando o cliente c;amado res+onde levantando o auscutadorB um loo+ de lin;a < resta-elecido e a corrente ui. )sto +rovid(ncia um sinal de res+osta a centralB faAendo com ue ela cesse de enviar o sinal de alerta. > central tam- lin;a c;amadora est: agora no estado livre %estado Aero. 1. Es"$4ele%!en"o #e %one6o 0Co!2le"$+ $ %one6o 6 > rece+ç"o do sinal de res+osta do cliente c;amado faA com ue a central com+lete a cone,"o entre as terminações de lin;a e entre os clientes c;amador e c;amado. 1#. Es"$#o #e %onve+s$'6o 6 > cone,"o foi agora com+letada entre as lin;as dos dois clientes e eles +odem conversar +or uanto tem+o uisserem % es"$#o 7. > central su+ervisiona a cone,"o +ara detectar o m da c;amada e +ara facturar %+or ticeting ou +or contador. Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

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1&. Sn$s #e #esl-$+ 6 Juando cada cliente re+õe o auscultador a corrente de lin;a cessa e isto +rovid(ncia um sinal de desligar +ara a central. 1. L4e+"$'6o #$ %one6o 6 > central ent"o desliga a cone,"o entre as terminações de lin;a c;amadora e da lin;a c;amada +ortantoB o estado livre %estado 0 < retomado. E,istem teoricamente uatro maneiras de se controlar a li-ertaç"o de cone,"oF −

Ki-ertaç"o uando a +arte c;amadora desligaN

−

Ki-ertaç"o uando a +arte c;amada desligaN

−

Ki-ertaç"o uando a +rimeira +arte desligaN

−

Ki-ertaç"o uando a ultima +arte desliga.

o e,em+lo acima tudo aconteceu normalmenteB contudo o sistema tam-
?.,.,. T+o%$s #e sn$s *s +rocessos descritos acima +ara uma c;amada local envolvem uma s
/igura &.1 7 Tem+oriAaç"o dos sinais trocados +ara uma c;amada local

Sinais enviados na direcç"o a +artir do c;amador s"o designados de sn$s 2$+$ +en"e e os ue s"o enviados na direcç"o +ara o c;amador s"o c;amados sn$s 2$+$ "+$s. Sinais +ara frente +assam do c;amador +ara a central e da central +ara o cliente c;amado. Sinais +ara tr:s +assam do assinante c;amado +ara a central e da central +ara o c;amador como mostrado na gura &.2.


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&.2. Diagrama de troca de sinais +ara uma c;amada local

$ode6se ver da gura &.2 ue e,istem +rotocolos do ti+o #ands#ake. $ara cada sinal deve ser +roduAido uma res+osta na direcç"o o+osta +ara ue se veriue uma o+eraç"o correcta como se segueF 6 * sinal de +edido de c;amada < res+ondido +elo sinal de marcarN 6 * sinal de endereço < res+ondido +or um sinal de estado da c;amadaN 6 * sinal de res+osta < devido ao sinal de alertaN 6 * c;amador res+onde ao sinal de res+osta começando a conversaç"oN 6 * sinal de desligar +ara tr:s < uma res+osta ao sinal de desligar +ara frente %ou vice6versa. $ara uma c;amada so- uma Gunç"o entre duas centraisB as acções entre o sinal de c;amar do cliente e a cone,"o a uma lin;a de sada ocorrem na central origem. > central origem ent"o envia um sinal de ocu+aç"o a central destino. De+ois da central origem ter enviado a informaç"o de endereço a central destinoB as acções desde a rece+ç"o de informaç"o de endereço R alertar ao cliente c;amado toma lugar na central destino. Juando o assinante c;amado envia o sinal de re+osta ele < estendido de volta +ara a central de origem de modo ue a su+ervis"o +ossa começar. o m da c;amadaB um sinal de desligar originado do c;amador < estendido +ara a central destino ou o sinal do cliente c;amado < enviado de volta +ara a central origem. >m-as centrais li-ertam ent"o as suas cone,ões.

?.,.7. D$-+$!$ #e "+$ns'6o #e es"$#o Tal como descrito em &.2.1 uma c;amada +rogride de um estado +ara outro em res+osta a eventos. U! even"o < a c;egada de um sinalB isto +ode resultar na e,ecuç"o de uma acç"o freuentemente c;amada de "$+e$. > com-inaç"o do estado +resente e o novo evento denem uma tarefa e a e,ecuç"o destes resultados no +ro,imo estado. >lgumas veAes +odem e,istir mais do ue um +ossvel estado +ro,imo de+endendo da escol;a da informaç"o e,terna %+or e,em+lo de+endendo se a lin;a Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

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c;amada est: livre ou ocu+ada. Esta seu(ncia de o+erações +ode ser claramente descrita +or meio de &! #$-+$!$ #e "+$ns'6o #e es"$#os 0STD. 8m +adr"o internacional +ara tais diagramas foi +roduAido +elo )TT e < con;ecido como ln-&$-e! #e es2e%B%$'6o e #es%+'6o 0SDL. *s sim-olos -:sicos denidos +ara uso em STD s"o mostrados na gura &.36a e eles s"oF −

−

−

−

C$$s #e es"$#o 7 s"o marcas com n?mero e um ttulo. )nformaç"o adicional +ode tam- cai,a tem uma ceta a+ontando +ara fora indicando se o sinal est: a ser enviado +ara frente ou +ara tras. C$$s #e #e%s6o 7 o sm-olo -:sico < uma cai,a em forma de losango ue normalmente < usada em u,ogramas. ontudo se mais de duas decisões s"o +ossveis o sm-olo modicado mostrado na gura &.36c < usado.

&.3. Sim-olos usados em diagrama STD %!ecomendaç"o )TT X101 a Sim-olos -:sico - Sim-olos de cai,as de evento e acções de envio. c decis"o multi+la Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

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$ara um sistema com+le,o o STD +ode se e,tender +or v:rias +aginasB estas +odem ser interligadas +or sm-olos do conector mostrado na gura &.36a Ee!2lo ?.1. Desen;e um diagrama de transiç"o de estados usando sm-olos STD +ara uma c;amada telefónica local. $ara sim+licar o diagrama omita eventos ou estados ue resultam de uma m: o+eraç"o %+or e,em+lo time6outs e +arueamentos. +arueamentos. Resol&'6o O diag diagra rama ma  mostr mostrad ado o na +gura +gura V.@. V.@. Os event eventos os e esta estado dos s mostr mostrad ados os s"o s"o os descritos na sec<"o V.7.9 .

Diagra Diagramas mas de transi transiç"o ç"o de estad estados os +odem +odem ser desen; desen;ado adoss +ara +ara um sistem sistema a com+leto ou +ara um su-sistema ou ainda +ara unidades funcionais dentro dele. > uantidade de detal;es mostrados +elo STD deve aumentar no nvel mais -ai,os da im+lementaç"o do sistema. $or e,em+lo a gura &.4 mostra uma ?nica acç"o resultante da rece+ç"o do sinal de endereçoB contudo o STD de um registo ou de uma tarefa de registo num +rocessador central mostraria a rece+ç"o de endereçoB digito +or digito e acç"o e,ecutada a+ós cada digito ser rece-ido.


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8m STD +ode ser usado +ara descrever acções e,ecutadas +or unidades funcionais de ;ard5 ;ard5ar are e ou um +rogr +rogram ama a de soft5 soft5ar are. e. Em +rinc+io o STD de um sistema ou su-sistema < inde+endente do facto das suas acções serem e,ec e,ecut utad adas as +or +or ;ard ;ard5a 5are re ou soft soft5a 5are re.. a +r:tica a escol;a tanto de ;ard5are como de soft5areB normalmente afectar: a maneira na ual o sistema < dividido em unidades funcio funcionai naiss e +ortan +ortanto to result resulta a em difer diferent entes es STD +ara estas unidades funcionais. * diag diagra rama ma de tran transi siç" ç"o o de esta estado doss +ode es+ecicar +recisamente e sem am-iguidade as funções a serem e,ecutadas +or +or um sist sistem ema a e seus seus su-s su-sis iste tema masB sB ele ele < +ortanto um im+ortante m
−

Es+ecicaç"o inicialN $roG $roGec ecto to %tan %tanto to de ;ard ;ard5a 5are re como como soft5areN

−

Teste Teste la-oratorialN

−

Teste Teste de fa-ricaç"oN fa-ricaç"oN

−

)nstalaç"oN

−

>ceitaç"o de serviçoN

−

*+eraç"o e manutenç"oN

−

Treino Treino de +essoal. +essoal.

> re+resentaç"o gr:ca do SDK descrita acima n"o < a sua ?nica forma. * SDK tem tamtam-em em uma uma form forma a de te,t te,to o ue ue +ode +ode ser ser +rocessadaB esta tem uma semntica e sinta,e formal ue atri-ui sem am-iguidade signicantes aos sm-olos SDK.

?.7. Con"+ole %o!&! * controle comum e,ecuta uma funç"o es+ecica de +rocessamento de c;amadasB +ort +ortan anto to o cont contro role le de um sist sistem ema a de comu comuta taç" ç"o o em+r em+reg ega a #vs #vs6o 6o &n%on$ &n%on$l. l. * controle comum < traAido +ara uma cone,"o a+enas uando necess:rio e li-ertado uando e,ecutou a sua tarefaB +ortanto estas acções servem diferentes c;amadas numa -ase de divis"o de tem+o. Se v:rios controles comuns s"o reueridos de maneira a Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

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manus manusear ear a carga carga de trafeg trafego o de +roce +rocessa ssamen mento to de c;amad c;amada a ent"o ent"o e,ist e,iste e tam- sada de uma unidade de controle < uma funç"o tanto da sua entrada +resente como das entradas anteriores. Ele < +ortanto um circu circuito ito de lógica lógica seu( seu(nci ncial al e deve deve +ossu +ossuir ir tanto tanto lógica lógica com-in com-inaci aciona onall como como memória. 8nid 8nidad ades es de cont contrrole ole comu comum m fora foram m +roG +roGec ecta tada dass usan usando do rel
8ma +euena rede au,iliar usando comutadores similares aos usados na rede de comutaç"o +rinci+al +ode ser utiliAada +ara conectar controle comuns a troncos. Se e,istir a+enas um ?nico controle comum ou um n?mero +eueno delesB +odem ser mais economico +rovid(nciar cada com uma :rvore de selecç"o em veA de uma rede de comutaç"o mas com+le,a. Em veA de usar uma rede de comutaç"o au,iliarB uma rede de comutaç"o +rinci+al +ode ser em+regue +ara conectar controlos comuns. Juando < necess:rio trocar sinais entre uma s
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este contencioso < c;amado $2en$s &! sele%"o+ &! $+4"+o _ $"+4&#o+. > sua o+eraç"o < como se segueF 1 Se o atri-uidor est: livre ent"o o sinal de ocu+aç"o de entrada < aceite +or ele +ara o controle comumN 2 Se ele estiver ocu+ado todos os sinais de ocu+aç"o de entrada s"o reGeitadosN 3 Se ele estiver livreB mas dois ou mais sinais de ocu+aç"o forem rece-idos a+enas um < aceite e outros s"o reGeitadosN 4 omo alternativa a 2 e 3 +edidos de entrada s"o +ostos em -ic;aB sinais de ocu+aç"o s"o armaAenados e uando controle comum se torna livre do sinalB um outro sinal de ocu+aç"o +reviamente rece-ido < aceite.

/igura &.& 7 unidades de funcionamento interconectadas a um -us

o varrimentoB +ortas electrónicas formando euivalente a um comutador rotativo conectam um controle comum a cada +onto a veA. 8ma veA ue em ualuer altura a+enas um tronco +ode comunicar com controle comum n"o +ode ;aver contencioso. ontudo varrimento a+resenta os seguintes reuerimentos ue +odem entrar em conitoF 1 Em cada ciclo o amostrador deve conectar o controle comum a cada tronco +or um +eriodo sucientemente longo +ara trocar os sinais reueridosN 2 * +erodo do ciclo de varrimento com+leto deve ser sucientemente curto +ara ue o controle comum detete cada mudança ue ocorre nos estados dos troncos suGeito ao varrimento. Se estes reuerimentos entram em comito < +ossvel usar o varrimento start2 sto!. este caso se os estados de maior +arte dos troncos n"o mudaram deste o ciclo anterior o amostrador +ode +assar ra+idamente +or eles e ent"o +arar +or um +erodo mais longo num tronco cuGo o estado mudou de maneira a +ermitir ue ;aGa tem+o suciente +ara uma troca de sinais. * varrimento +ode ser inerente uando a comutaç"o +or divis"o de tem+o < em+regue tornando6se descencess:rio +rovid(nciar um eui+amento de varrimento se+arado.


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Se circuitos analogicos s"o multi+le,ados num sistema $' de 2'-its]s os seus estados de sinaliAaç"o s"o amostrados +elo time slots 1#. $ortanto uma central +ode determinar o estado destes circuitos +ela monitoriAaç"o do time slot 1#.

?.:. ConB$4l#$#e #s2on4l#$#e e se-&+$n'$ Sistemas de comutaç"o devem ser conavvarias %fal;as com+letas de centrais inteiras raramente aconteciamB em contraste o uso de controle centraliAado faA com ue a o+eraç"o de uma central esteGa criticamente de+endente de um +eueno n?mero de eui+amentos. >s centrais devem ser +roGectada +ara grandes +adrões de cona-ilidadeB +ara o-ter um gan;o do "e!2o !J#o en"+e $v$+$s 0MTF. um sistema S$ o soft5are deve ser tam-
MTTF t-m3!dis3!n#- = MTTF + MTT t-m3!t!t"

> dis+oni-ilidade d:6nos a +ro-a-ilidade de ue o eui+amento o+ere correctamente uando reuerido. > +ro-a-ilidade ue o eui+amento n"o o+ere < c;amada de n#s2on4l#$#e B e < dada +orF MTT Indis3!nibiid"d- =1− dis3!nibiid"d- = MTT + MTBF

> fal;a de uma central com+leta < um assunto muito s dis+oni-ilidade reuerida < de 1B isto fal;a de uma sim+les c;amada < normalmente uma sim+les inconveni(nciaB +ode se tornar a discar. > fal;a de uma central de controle ue e,ecuta funções administrativa causa +ro-lemasB a com+an;ia o+eradoraB n"o < +ro-lema +ara os clientes. omo resultado dessas considerações o )TT recomendou o-Gectivos +ara indis+oni-ilidade e estes est"o a+resentados na ta-ela &.1. Tabela 7.1 – Objecti!" #e #i"$!%ibili#a#e #! &&ITT P

Sistema inteiro Kin;a de cliente ircuitos entre centrais ;amadas de emerg(ncia Serviço de telefone -:sico Serviço su+lementares Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

h 1B. 106 h 1064 h 1064 h 1B.106 h 1064 h 1063

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/acturaç"o 'edições de trafego *+erações administrativas

h 1064 h 1063 h 1062

Se o controle comum ou controle central < em+regue uma central ue ten;a a conguraç"o mnima +ossvel de eui+amentoB muito dicilmente +oder: ter uma dis+oni-ilidade adeuada mesmo se construda +or com+onentes de maior cona-ilidade ue +ossam ser o-tidos. M necess:rio ue se tomem medidas +ara +rovid(nciar se-&+$n'$B ue consiste em assegurar o+eraç"oB mesmo uando ocorrem avariasB isto im+licaF +rovid(nciar eui+amento adicional. >s medidas de segurança usadas s"o as seguintesF − − − −

C+%&"os #e ln*$ 7 nen;umaN Re#es #e %o!&"$'6o 7 nen;uma %ou du+licaç"o +arcialN Con"+olos %o!&ns 7 1 em HnI de reservaN P+o%ess$#o+es %en"+$s 7 du+licaç"o.

8ma unidade de terminaç"o de lin;a +ara uma lin;a de cliente ou Gunç"o cont(m relativamente +oucos com+onentesB +ortanto ela +ode sofrer avarias freuentemente ue as lin;as. "o s"o necess:rias medidas adicionais +ara o-ter a reuerida dis+oni-ilidade. 8ma rede de comutaç"o +or divis"o es+acial normalmente +rovid(ncia uma escol;a de muitos camin;os diferentes +ara cada cone,"o. onseuentemente uma avaria afectando um tronco +rovoca muito +euena degradaç"o no grau de serviço e isto +ode ser tolerado. uma rede de comutaç"o +or divis"o de tem+o todos os camin;os s"o +artil;ados no tem+oB +ortanto uma fal;a tem efeito maior. ontudo a +artil;a de tem+o reduA a uantidade de eui+amento com+arado ao comutador +or divis"o es+acialB +ortanto < menos caro +rovid(nciar eui+amento redundante %isto algumas veAes faA6se. 8m 9 em :n; de reserva s"o usadosB se HnI eui+amentos s"o sucientes +ara manusear o trafegoB ent"o Hn^1I s"o +rovid(nciadosB a fal;a de um deles tem efeito no serviço e a +ro-a-ilidade de outro fal;ar antes do +rimeiro ser re+arado < muito +euena. Se os clientes s"o manuseados +or um unico +rocessador centralB uma fal;a ou avaria +ode colocar toda a central fora de serviço o ue < intolerav
?.;. Con"+ole 2o+ 2+o-+$!$ $+!$en$#o ?.;.1. A+=&"e%"&+$ #o 2+o%ess$#o+ De maneira a o-ter segurança adeuada o sistema de comutaç"o com +rocessadores +rinci+ais reuer no mnimo dois +rocessadores. Se dois +rocessadores s"o usados cada deve ser ca+aA de trans+ortar toda carga do trafego se o outro fal;arB +ortanto deve ;aver suciente ca+acidade de +rocessamento +ara faAer isto. Dois +rocessadores +odem ser congurados +ara funcionarem de seguintes maneirasF − − −

Em funcionamento e em stand !L N $artil;a de cargaN *+eraç"o sncrona.


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o sistema com um em funcionamento e outro em stand!L +ode6se usar stand-O frio ou stand!L uente. * termo frio ou cold stand!L signica ue a+esar do +rocessador estar ligado e em funcionamentoB as suas memórias n"o s"o actualiAadasB +ortanto ;aver: +erdas de c;amadas uando a troca se efectuar. Em stand!L uente o +rocessador de reserva < constantemente actualiAado com detal;es de todas as c;amadaB ele +ode +ortanto assumir o controle sem interru+ções. a +artil;a de carga am-os +rocessadores tra-al;am inde+endentementeB +ortanto a ualuer altura eles estaram e,ecutando diferentes tarefas +ara diferentes c;amadasB isto torna dicil +ara o outro +rocessador assumir o tra-al;o do ue avariou sem interru+ções do trafego. ontenciosos entre +rocessadores devem ser +revinidos e cada +rocessador deve actualiAar o outro a medida ua as c;amadas s"o esta-elecidas e desligadas. $rocessadores adicionais +odem ser acrescentados a medida ue o trafego cresceB se ;ouver mais ue dois +rocessadoresB um em H nI de reserva +ode ser usado em veA da du+licaç"o. Juando dois +rocessadores tra-al;am em sincronismo eles rece-em in+uts identicos tra-al;ando sincroniAados de maneira a +roduAir a mesma sada ao mesmo tem+o. om+araç"o das sadas +ara vericar ue s"o id(nticas da6nos uma imediata deteç"o de avarias. 8ma descre+ncia leva6nos a correr o +rograma de teste +ara desco-rir ual < a unidade avariadaB esta < ent"o +osta fora de serviço enuanto ue a outra continua com as tarefas. ontudo este m carga < normalmente dividida entre com+utadores numa -ase geogr:caB cada manuseando uma +arte diferente da central. o ss"e!$ !&l"<2+o%ess$#o+ os +rocessadores +artil;am o +rograma e a memória de dadoB contudo cada controla ualuer +arte da central usando ualuer +rogramaB cada +rocessador ra+idamente corre +rogramas de diagnostico +ara vericar +erif fal;a de sistema de um +rocessador +ode ser devido a uma avaria de ;ard5are ou soft5are. 8ma avaria de ;ard5are +ode ocorrer a ualuer altura devido a fal;as de com+onentes ue antes estava em condições de funcionamento. ontudo avaria de soft5are < normalmente dividida a um erro ue estava +resente num +rograma desde o dia em ue o +rograma foi escrito. um sistema com +rocessadores de reserva uma avaria de ;ard5are n"o causa a fal;a de sistemaB a avaria < detectada +elo soft5are ue est: ocorrer ou +or um +rograma de teste de rotina. * sistema < recu+erado atrav unidade avariada < imediatemente +osta fora de serviço e se necess:rio su-stituida +or eui+amentos estado de stand-O. 8m +rograma diagnostico < ent"o feito correr +ara ac;ar a localiAaç"o da avaria dentro da unidade. Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

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Juando o +rocessador encontra uma avaria no +rograma em curso n"o +ode +rosseguir maisB a recu+eraç"o < o-tida carregando o +rocessador com dados ue re+resentam o estado do sistema um +ouco antes da fal;a. Juando a fal;a < detectada uma mensagem de erro < enviada contendo dados sucientes +ara +ermitir ue a avaria seGa su-seuentemente avaliada e corrigidaB isto causa +erda de c;amadas ue esteGa na fase de ser esta-elecidasB mas n"o conecções ue G: esteGam esta-elecidas 

?.;.,. P+o%ess$!en"o #s"+4&#o > reduç"o do custo de +rocessamento traAida +elo micro+rocessador +ermitiu ue o controle de sistemas de comutaç"o seGam distri-uidos ou seGa centraliAado. Em veA de todo o +rocessamento ser feito +or um +rocessador centralB tarefas rotineiras associadas com +artes do sistema %+or e,em+lo comutadores de encamin;amento e concentradores ou funções +articulares %+or e,em+lo varrimento de lin;aB rece+ç"o de digitosB sinaliAaç"oB etc s"o delegados +ara +euenos +rocessadores se+arados. Tais +rocessadores s"o algumas veAes 2+o%ess$#o+es +e-on$s. 8ma veA ue a cone,"o envolve uma sPE atrav' essa limitaç"o foi removida. 8ma veA ue os +rocessadores regionais aliviam o +rocessador central de tarefas tais como varrimento de lin;a e rece+ç"o de digitoB a com+le,idade do seu soft5are de +rocessamento de c;amadas < reduAida e a coma-ilidade e facilidade de manuntenç"o s"o mel;oradas. omo resultado dos dados serem armaAenados nos +rocessadores regionais nen;um +rocessador necessita de acessos a dados ue esteGam acima da sua ca+acidade de endereçamento directaB isto elimina a necessidade de acessos freuentes a discos e aumenta a velocidade de +rocessamento de c;amadas. ontudo có+ias de todo soft5are continua a ser necessariamente armaAenados numa memória e,terna +ara recarregar a !>' se o conte?do da memória se corrom+er.

?.;.7. So"$+e 8ma central usa +rogramas armaAenados +ara ue o seu +rocessador +rocesse os dados de entrada e d( as sadas deseGadas. 'uitas c;amadas diferentes +odem ser +rocessadas concorrentemente em tem+o real. 8m +rocessador +ortanto e,ecuta sucessivas tarefas +ara uma c;amada intercaladas +or as de outras c;amadas. ada veA ue um +rocessador volta +ara uma c;amadaB ele necessita de determinar o seu estado Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

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+ela leitura dos dados de uma memóriaB as areas de memórias ue s"o acessadas incluemF 1 Me!8+$ #e ln*$ 7 em adiç"o a classe de serviço B o estado da lin;a < armaAenado %+or e,em+loF livreB ocu+ado ou +arueado. 2 Re-s"o #$ %*$!$#$ 7 dados armaAenados +ara cada c;amada incluem ;ora da origemB n?mero de eui+amento da lin;aB n?mero de eui+amento de outros eui+amentos associados a cone,"oB acções G: tomadasB camin;os de comutaç"o usadosB sinal rece-idoB estado corrente da c;amadaB digitos de endereço rece-idosB ;ora do sinal res+ostaB ;ora do sinal desligar. 3 T$4el$s #e "+$nsl$'6o 7 as translações s"o necess:rias +ara codigos de endereço de E +ara D ou de D +ara E. 4 M$2$ #$ +e#e #e Co!&"$'6o 7 Se a t
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@est"o de -ase de dadosN

−

Diagnostico de avarias e +rocessamentos de alarmes N

Teste autom:ticoN

−

−

!egisto de trafegoN

−

'udança de facilidade dos cliente e de n?mero de lista telefónicaN

−

'udança de encamin;amentos e de codigos de encamin;amento N

−

@eraç"o de estatsticas de gest"o da central.

Estas tarefas reuerem uma grande uantidade de soft5areB contudo uma veA ue elas s"o e,ecutadas com +ouca freu(ncia elas +recisam muito menos tem+o de +rocessamento ue o +rocessamento de c;amadas. $or e,em+lo resultados +elo T*Y)T> %nome de uma +essoa +ara o sistema ZDP610 %central telefónica mostram ue +rogramas de administraç"o constituem em & de soft5are mas usa a+enas 0B1 do tem+o total do +rocessamento. * soft5are +ara sistemas de comutaç"o S$ < normalemente escrito numa linguagem de alto nvel tal como a <8I-- %CCTT high level language . * codigo fonte < ent"o com+ilado no código o-Gecto nal ue < armaAenado na memória de +rogramas de +rocessador. ontudo alguns +rogramas +ara a+licações nos uais a tem+oriAaç"o < critica s"o com+ilados directamente na linguagem assem-ler. *s +rogramas de +rocessamento de c;amdas +odem ser derivados directamente de diagramas de transiç"o de estado em SDK. > descriç"o SDK na forma de te,to +ode ser lida +ela mauina e armaAenada na memória na forma de estrutura de dados de listas ligadas e ta-elas de translaç"o. 8m +rograma inter+rete +ode ser escrito +ara acessar as listas e ta-elas e +rocessar a c;amada +ela inter+retaç"o dos dados dentro delas. $rocessamento de c;amadas < ent"o dito como sendo %o!$n#$#o 2elos #$#os. Z: um sistema de comutaç"o reuerido ue seGa adeuado a muitos diferentes ti+os de centraisF $euenasB @randesB KocaisN Troncais. − − − −

'uitas funções do sistema +or e,em+lo +rocessamento -:sico s"o necessarias +ara todas centraisB outras funções s"o necess:rias +ara algumas a+licações mas n"o em outras. $or e,em+lo o funcionamento de facilidades dos clientes n"o < reuerido numa central troncal ou internacional. * uso de soft5are modular +ermite ue um fa-ricante forneça a um o+erador de telecomunicações Gustamente o ue < reuerido +or cada ti+o de central. $or e,em+lo a +revis"o de facilidades +ara os clientes n"o < reuerido +or uma central terminal ou internacional. > +rimeira eta+a de %ons"+&'6o #o so"$+e duma central +articularB < seleccionar os modulos de +rograma a+ro+riados de uma 44lo"e%$ #e so"$+e. $or e,em+lo +ara as reueridas facilidades de clienteB ti+os de terminal de lin;a e sistemas Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

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de sinaliAaç"oB etc. Estes ent"o s"o ligados +or um +rograma de carregamento de ligações +ara formar o soft5are de sistema +ara uma central +adr"o de ti+o reuerido. > +ro,ima eta+a < ligar este soft5are gen
?mero de lin;as de clientes e suas classes de serviçoN >s uantidades de lin;a de Gunç"oN Tarifas de c;amadas e cargas de trafego.

)sto resulta em diferentes congurações de comutador e +rocessador. Diferentes uantidades de eui+amento e diferentes necessidades de ca+acidade de memória. * resultado < a construç"o de soft5are com+leto de uma central +ronta +ara o serviço de rede.

?.;.:. Con"+ole #e so4+e%$+-$ * +rocessador tem uma ca+acidade nitaB +ortanto e,iste um limite +ara o n?mero de c;amadas +or ;ora ue uma central S$ +ode manusear com sucesso. > ca+acidade de uma central < +ortanto oferecida em termos do seu n?mero de lin;as de trafego em Erlangs e o n?mero de "en"$"v$s #e %*$!$#$ #$ *o+$ #e !$o+ "+$e-o 0HCA . $or e,em+lo uma central local do ti+o S)STE' P +ode acomodar at< #0.000 terminações de lin;aB 10.000 E de trafego e 00.000 =Z>. Se os +rocessadores num sistema ideal +odem manusear  c;amadas +or ;oraB a uantidade de c;amadas trans+ortadas +or ;ora seria igual ao n?mero de c;amadas oferecidas at< ue  seGa atingido. > medida ue o n?mero de c;amadas oferecidas +or ;ora aumente +ara al
1igura V.J M Controle de so!recarga

a aracteristica de so-recarga dum sistema idealN - aracteristica de so-recarga num sistema sem controle de so-recargaN c aracteristica de so-recarga num sistema com controle de so-recarga.

a +r:tica algum tem+o de +rocessamento < usado +or c;amadas sem sucesso +ara alem dos ue t(m sucesso. Se o n?mero de c;amadas oferecidas e,cede NB Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

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algumas n"o ter"o sucesso. 8ma veA ue estes usam tem+o de +rocessamento o n?mero de c;amadas com sucesso < menor ue N. > medida ue o n?mero de c;amadas oferecidas aumenta o n?mero de c;amadas sem sucesso tam-em aumentaB diminuindo o n?mero de c;amadas com sucesso como mostrado na curva H-I da gura &.9. De maneira a +revenir este com+ortamento indeseGavelB < introduAido o %on"+ole #e so4+e%$+-$sB este restringe a carga nos +rocessadores a n"o mais do ue +ode ser manuseada atraves da regeiç"o de algum trafego oferecido : central. onseuentemente como mostrano +ela curva HcI de &.9B a saida de central +ermanece no seu ma,imo nivel a medida ue o n?mero de c;amadas oferecidas +or ;ora cresce +ara alem de . * +rograma de controle de so-recargas faA monitoriAaç"o das las de tarefas a es+era de +rocessamenro e toma +rogressivamente acções mais drasticas. > medida ue estas las aumentam de com+rimento +ara alem de alguns limiares +r<6determinadosB estas acções n"o s"o descontrinuadas at< ue os com+rimetnos das las ten;am voltado +ara -ai,o dos limiares originais. > +rimeira acç"o < descontinuar tarefas mesmo im+ortantesB tais como +rogresso de manutenç"o rotineiros e sada de dados %e,ce+to dados de facturaç"o. > seguir uma +ro+orç"o de novas c;amadas < reGeitada. /inalmente todas as c;amadas s"o regeitadas e,ce+to ualuer ue ten;a +rioridade %+or e,em+lo serviços de emerg(ncia. $rocessamento das cone,ões e,itentes n"o < descontinuado. Se as c;amadas e,istentes n"o forem desligadas uando terminamosB a so-recarga n"o sera ultra+assada e +ara alem disto os clientes sofrer"o de uma so4+e "$+$'6o. > troca de mensagens ;omem mauina tam-em continua uando o controle de so-recargas esta em acç"o uma veA ue o o+erador +ode tam-em aGudar a resolver o +ro-lema. 8ma so-recarga de trafego numa central +ode ser +arte de uma so-recarga mais largamente es+al;ada na rede. 8m centro de gest"o de rede +ode ent"o intervir com os controles de so-recarga em v:rias centraisB de maneira a reduAir a carga na rede.


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CAPITULO  SINALIAÇÃO . 1. In"+o#&'6o uma rede de telecomunicaçõesB sistemas de sinaliAaç"o s"o essenciais tais como sistemas de comutaç"o e transmiss"o. $ara uma cone,"o multilin < necess:rio enviar sinais em am-as direcções entre o c;amador e a central origemB entre o cliente c;amado e a central destino e entre as centrais. Sistemas de sinaliAaç"o devem o-viamente ser com+atveis com os sistemas de comutaç"o numa rede. Eles devem ser ca+aAes de transmitir todos os sinais reueridos +ara o+erar os comutadoresB eles devem tam- sinaliAaç"o com+elida n"o < +ortanto usada em comunicaç"o via satelite. Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

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'uitos circuitos entre centrais usam funcionamento num sentido a+enasB numa rota entre centrais HaI e H-I gru+os se+arados de circuitos s"o usados +ara c;amadas de HaI +ara H-I e de H-I +ara HaI. ontudo como mostrado na secç"o 4.#.2 menos circuitos seriam necess:rio se os trafegos de HaI +ara H-I e de H-I +ara HaI fossem com-inados num ?nico gru+o de troncos * funcionamento nos dois sentidos < +ortanto usado uando os circuitos s"o longosB caros e o nvel de trafego n"o < muito alto. Eui+amento identico < necess:rio em cada e,tremo do circuitoB uma veA ue ele +ode ser ocu+ado a+artir de ualuer central. > colis"o +ode acontecerB uma veA ue o circuito +ode ser ocu+ado simultaneamente em cada e,tremoB uando isto acontece o circuito < li-ertado e am-as c;amadas s"o +erdidas. Sistemas de sinaliAaç"o em am-os os sentidos s"o mais com+le,os ue sistema de um unico sentido. Tradicionalmente as centrais enviavam sinais no mesmo circuito de rede ue as cone,ões ue eles controlam. )sto < con;ecido como sn$l$'6o #e %$n$l $sso%$#o9. $ara uma sim+les c;amada telefónica a+enas os seguintes sinais s"o necess:rios entre as centraisF  $edido de c;amada ou ocu+aç"o %+ara frenteN  Sinal de endereço %+ara frenteN  !es+osta %+ara tr:sN  Sinal de desligar %+ara frente e +ara tr:s. > introduç"o de controle +or +rograma armaAenado %S$ +ermitiu ue fossem +rovidenciados aos clientes uma larga gama de serviços ue os dis+onveis nos sistemas anteriores eB < deseGavel ue os clientes +ossam usar estes serviços mel;orados so-re toda a rede em veA de ser só na sua +ró+ria central. $or e,em+lo um clietne uerendo desviar c;amadas de entrada +ara outro local deve ser ca+aA de faAer esse desvio +ara ualuer telefone da rede +ara alem de ualuer telefone da mesma central. Estes serviços reuerem ue mais sinais seGam transmitidos entre centrais do ue anteriormenteB uma veA ue os sinais s"o gerados +elo +rocessdor central numa central e enviados +ara outra centralB eles +odem ser transmitidos directamente entre os +rocessadores so-re um canal de dados se+aradosB isto < con;ecido como sn$l$'6o #e %$n$l %o!&! 0CCS9. Esta sinaliAaç"o < largamente usada em redes de telecomunicações tanto internacional como nacional. M tam-=P.

.,. Sn$l$'6o PCM *s multi+le,adores +rim:rios $' foram +roGectados desde o inicio +ara incor+orar sinaliAaç"o. *s sistemas de corrente continua em conGunto com os sinais de -anda -ase de audio freu(ncia em cada direç"o s"o amostrados e as amostras de sinal s"o transferidas dentro do frame dos canais $'. * sistema de 2'-]s tem 32 time slots de  -its. 'as a+enas +rovid(ncia 30 canais de voA. * time slot 0 < usado +ara o alin;amento de frame e o time slot 1# < usado +ara sinaliAaç"o. *s  -its do canal 1# s"o +artil;ados entre os 30 canais num +rocesso de !&l"+$!n- como mostrado na gura . N *s a+arecimentos sucessivos do canal 1# formam um multiframe de time slot de  -its. * +rimeiro contem um sinal de alin;amento de multiframe e cada um dos su-seuentes 1 time slots cont(m 4 -its +ara cada 2 canais +ortanto cada circuito de voA +ode ter em Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

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cada direcç"o um unico canal de sinaliAaç"o o+erando a 2 Y-]s ou uatro canais se sinaliAaç"o inde+endentes a 00 -its]sB isto +ermite6nos ue um numero de sinais muito maior +ossa ser trocado do ue nos sistemas de sinaliAaç"o analogicos. *s metodos descritos acima +rovid(nciam sinaliAaç"o associada ao canalB mas os sistemas $' +odem tam-em ser usados +ara a sinaliAaç"o de canal comumB ou o multiframing n"o < reuerido. o sistema de 30 canais o time slot 1# < usado +ara +rovid(nciar uma sinaliAaç"o de canal comum de #4 -]s. /igura . 7 8so de um multiframe +ara sinaliAaç"o no sistema $' de 30 canais

.7. Sn$l$'6o #e ln*$ #e $ssn$n"e * ti+o de sinaliAaç"o de lin;a de assinante < uma sinaliAaç"o de canal associado loo+]disconect.

.:. P+n%2o #e sn$l$'6o #e %$n$l %o!&! .:.1. Gene+$l#$#es uma rede de centrais S$ uma cone,"o ue < feita entre duas centrais reuer um +rocessamento de c;amadas de +rocessador central em cada centralB se a sinaliAaç"o canal associado < usada +ara c;amada da central > +ara central = como mostrado na gura .11.a < necess:rio ue o +rocessador central de > envie os seus sinais de sada +ara frente +ara o circuito de voA individual +ara transmiss"o +ara a central. De maneira similarB sinais +ara tr:s do +rocessador = devem ser enviados so- o circuito de voAB detectados na central > e e,tendidos ao +rocessadorB isto < um arranGo ineciente +ara sinaliAaç"o entre dois +rocessadores. Se o lin de dados de alta velocidade < em+regue entre dois +rocessadoresB ele +ode +rovid(nciar um canal +ara todos sinais entre centrais > e =B isto < con;ecido como sn$l$'6o #e %$n$l %o!&! 0CCS ele da6nos as seguintes vantagensF 1 > informaç"o +ode ser trocada +elos +rocessadores muito ra+idamente do ue uando sinaliAaç"o associada < usadaN 2 omo resultado um re+ortório muito mais largo de sinais +ode ser usadoB isto +ermite6nos ue mais serviços seGam +rovid(nciados aos clientesN 3 Sinais +odem ser adicionados ao modelos +or moticaç"o de soft5are +ara +rovid(nciar novos serviçosN  "o e,iste mais necessidade de eui+amento de sinaliAaç"o de lin;a em cada Gunç"o o ue resulta numa consideravel +ou+ança de custosN # 8ma veA ue n"o e,iste sinaliAaç"o de lin;a as funções +odem ser usadas +ara as c;amadas de = +ara > +ara alem de c;amadas de > +ara = o ue reuer menos circuitos +ara trans+ortar o trafego do ue se ;ouvesse gru+os se+arados de funções +ara cada sentido de transmiss"o. & Sinais relativos a c;amadas +odem ser enviados uando a c;amada estiver em +rogressoB isto +ermite ue o cliente altere cone,ões a+ós elas estarem Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

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esta-elecidasB +or e,em+loF um cliente +ode transferir uma c;amada ou reuer ue um terçeiro seGa conectado a cone,"o Ga e,istenteN  Sinais +odem ser trocados entre +rocessamentos de c;amada como +or e,em+lo +ara manutenç"o ou gest"o da rede. > velocidade de erro +ara S deve ser muito -ai,a e a cona-ilidade reuerida < muito maior do ue +ara sinaliAaç"o de canal associadoB a fal;a de um lin de dado da gura .116- far: com ue nen;uma c;amada +ossa ser feita entre > e = enuanto ue a fal;a de um eui+amento de sinaliAaç"o de lin;a resultaria a+enas na +erca de um fracç"o de trafego. Juando S < usada a troca de sinais entre um circuitoB +rova ue este circuito esta funcionando -em. > S n"o nos +rovid(ncia essa facilidade de vericaç"oB +ortanto um meio se+arado deve ser +rovid(nciado +ara com+rovar a integridade dos circuitos de voA. %+or e,em+lo testes autom:ticos rotineiros Sistemas S usam &!$ sn$l$'6o 4$se$#$ e! !ens$-ensB 'ensagens sucessivas trocadas entre +rocessadores na gura .116- normalmente diAem res+eito a diferentes c;amadasB cada mensagem deve ter uma etiueta c;amada de %o#-o #e en"#$#e #e %+%&"oB ue indica a ual circuito de voA e +ortanto a ual c;amada ele +ertenceB uma veA ue mensagens +assam directamente entre +rocessadores centraisB nen;uma cone,"o < reuerida +ara uma Gunç"o de entrada antes ue o sianal de endereço seGa rece-ido. * sinal de endereço +ode +ortanto ser a +rimeira mensagem enviada n"o ;avendo necessidade de um sinal de ocu+aç"o. uma cone,"o multilin a sinaliAaç"o conecta a central de transito mais +ro,ima sem envolver a central origemB +ortanto a sinaliAaç"o lin +ara lin < inerente ao S. um sistema SB as mensagens de um +rocessador entram numa la +ara transmiss"o so-re um lin de sinaliAaç"o. * n?mero de circuitos de voA ue +ode ser manuseado +or um sistema S < +ortanto determinado +elo atraso ue < aceitavel. 8m lin de sinaliAaç"o o+erando a #4 -+s normalmente +rovid(ncia sinaliAaç"o +ara at< 1000 ou 100 circuitos de voA.

.:., Re#es #e Sn$l$'6o > gura .116- mostra um lin directo S entre centrais. )sto < con;ecido como sn$l$'6o $sso%$#$. uma rede multicentral ;avera muitos lins S entre centrais e estes formam uma +e#e #e sn$l$'6o9 em +rinci+io sinais S +odem seguir diferentes rotas ue as cone,ões ue eles controlam e eles +odem +assar atrav

13#


/igura .12 7 !edes de sinaliAaç"oN a 8so de sinaliAaç"o n"o associadaN - 8so de sinaliAaç"o uasi associada $ortanto em geral mensagens de sinais ue entram na rede devem ser destinadas a ualuer outra centralB conseuentemente as mensagens deve incluir etiuetas contendo seus destinos. > rede usada +ara sinaliAaç"o n"o associada < +ortanto uma rede de comutaç"o de +acotes. a +r:ticaB mensagens S s"o normalmente a+enas encamin;adas atrav sinaliAaç"o uasi associada < usada uando e,istem +ouco circuitos entre > e = e +ortanto +ouco trafego de sinaliAaç"o entre elas. M ent"o economico +artil;ar um ?nico lin de sinaliAaç"o de > +ara  entre a rota de > +ara = e +ortanto as rotas +ara as outras centrais. Juando ;ouverem muitos circuitos entre > e = e +ortanto muito trafego de sinaliAaç"o < economico usar sinaliAaç"o associada. ontudoB uma rota alternativa em um ST$ < normalmente +rovidenciada +ara o caso de lin de sinaliAaç"o associada a Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

13&


fal;as de avarias. * sistem mais usado de sinaliAaç"o mundial < o )TT n?mero & ue uma forma S ue < usado no nosso +as.

.;. Ss"e!$ #e sn$l$'6o CCITT N ? 8m diagrama esuematico de -locos da sinaliAaç"o )TT & < mostrado na gura 13. 'ensagens de sinal s"o +assadas a +artir do +rocessador central da central emissora +ara o sistema S. Este consiste em tr(s su-sistemas -aseadas no micro +rocessadorF  * su-sistema de controle de sinaliAaç"oN  * su-sistema de terminaç"o de sinaliAaç"oN  * su-sistema de controle de erro. * su-sistema de controle de sinaliAaç"o < a estrutura de mensagens no formato a+ro+riado e coleca6as em la +ara a transmiss"o. Juando n"o e,istem mensagens a enviar ele gera mensagens de +reenc;imento +ara manter o lin activo. >s mensagens ent"o +assam +ara o su-sistema de terminaç"o de sinaliAaç"o onde &n#$#es #e sn$l 0SU com+letas s"o montadas usando uma seu(ncia de numeros e -its de vericaç"o gerados +elo su-sistema de controle de erros. o terminal de recess"o a seu(ncia inversa < e,ecutada. * sistema +ode ser visto como uma +il;a de +rotocolos similar ao do modelo de sete camadas da )S* %o modelo *S). ontudo o sistema foi e+ecicado antes do modelo )S* ser +u-licado e as camadas s"o referidas como seno nveis na sua literatura. *s nveis s"o os seguintesF  vel 1F nvel fsicoN  vel 2F nvel de lin de dadosN  vel 3F nvel de rede de sinaliAaç"oN  vel 4F +arte do utiliAador. > relaç"o entre esses nveis e as camadas do modelo *S) < mostrada na gura .14. > +arte do utiliAador a-range as camadas de 4 : & do modelo *S). * nvel 1 < o meio de envio do conGunto de -its so- um camin;o fsico. Ele usa o time slot 1# de um sistema $' de 2'-]s. * nvel 2 e,ecuta as funções de controo de erroB inicialiAaç"o de linB monitoriAaç"o de velocidade de erroB controle de u,o e delineaç"o de mensagens. * nvel 3 +rovid(ncia as funções reueridas +ara uma rede de sinaliAaç"o. ada nó na rede tem o seu %o#-o #e 2on"o #e sn$l B o ual < um endereço de 14 -its. ada mensagem contem os codigos de +onto dos nós de origem e destino +ara essa mensagem. *s nveis 1 : 3 formam a +arte de transferencia da mensagem %'T$ do )TT &. * nvel 4 < a +arte do utiliAador. Este consiste nos +rocessos de manuseamento de serviços su+ortados +elo sistema de sinaliAaç"o. > +arte de transfer(nci de mensagem < ca+aA de su+ortar muitas diferentes +artes do utiliAador. E,em+lo de +artes do utiliAador s"oF  > +arte do utiliAador telefonica %T8$N  > +arte do utiliAador de dados %D8$N  > +arte do utiliAador de )SD %)SD68$N


13


Sistemas S s"o igualmente usados +ara mensagens ue n"o est"o associadas as c;amadas. omo +or e,em+lo +ara interligar uma -ase de dados remotaN +ara gest"o de tr:fego e +ara o+eraç"oB manutenç"o e administraç"o. )sto levou a es+ecicaç"o da +arte con;ecida como %$2$%#$#e #e "+$nsl$'6o 0TC. 8ma veA ue ele foi im+lementrado de+ois do modelo *S) ser +u-licado os seus +rotocolos foram es+ecicados em conformidade com ele %modelo *S). omo mostrado na gura .14 uma +arte do controle da conecç"o de sinaliAaç"o %S$ foi adicionada ao nvel 3 +ara faAe6lo totalmente com+ativel com a camada 4 do modelo *S). > 2$+"e #e se+v'o n"e+!J#$ 0ISP e,ecuta as funções dos nveis 4 : # do modelo *S). E a 2$+"e #e $2l%$'6o #$s %$2$%#$#e #e "+$nsl$'6o 0TCAP +rovid(ncia o nvel &.

.>. Re#es #-"$s #e se+v'os n"e-+$#os > e,tens"o da transmiss"o digital de uma )D %rede digital integrada so-re a rede de acesso %rede local at< ao eui+amento do cliente +ermite ue uma larga variedade de teleserviços de transmiss"o seGam adicionados +ara alcesso -:sico reuer uma velocidade de 2j#4^1#_144Y-]s a adiç"o. > adiç"o de ove+*e$#s9 +ara alin;amento de frameB etc da6nos uma velocidade de digitos totais de cerca de 1#0 Y-]sB este sinal deve ser enviado em cada direcç"o ao mesmo tem+o so-re a mesma lin;a a dois os. Larias t
139


8ma alternativa < o uso de uma forma de *4+#o ele%"+on%o 0"+$nso+!$#o+ com um cancelador de eco ada+tivo. > ultima o+aç"o < mais usadaB +orue nakoaumentada a velocidade dos digitos e +ortanto +ode ser usado so- lin;as mais longas %com+ridas. Juando acesso +rim:rio < usado < tam-
/igura 10. 7 onguraç"o de refer(ncia do acesso do utiliAador )SD >s unidades funcionais s"o as seguintesF 1 A "e+!n$'6o #e %en"+$l 0ET esta conecta a rede de acesso ao coraç"o da rede na central localN 2 Te+!n$'6o #e ln*$ 0LT esta est: tam- estes convertem os +rotocolos das camadas 1B 2 e 3 de um TE2 +ara +ermitir ue o eui+amento conectado TE2 o+ere so-re )SD. Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

140


* )TT tam- o o+erador n"o fornece o T1B +ortanto o interface +ossa ser o 8. ontudo mais +odem ser manuseados %com maior atrasoB uando a carga de um lin ue avariou < adicionada a carga e,istente num lin de -acu+. * uso de sinaliAaç"o S entre centrais foi conseguido +ela sua a+licaç"o a lin;as de cliente no )SD.

C$2"&lo . Re#es e Pl$no N$%on$l #e Tele%o!&n%$'(es .1. In"+o#&'6o 8ma rede nacional de telecomunicações < grande e com+le,a e diferentes +artes dela s"o +laneadas +or diferentes gru+os de engen;eiros. M +ortanto essencial ue eles adiram R +adrões comuns de maneira a o-ter6se um desem+en;o satisfatório. $lanos nacionais s"o necess:rios +ara +roGectar uma rede e as suas +artes constituintes %redes localB de Gunç"o e troncal devem incluir o seguinteF •

$lano de transmiss"oN

•

$lano de numeraç"o %determina o taman;o de centralN

•

$lano de tarifaç"o %custo de ocu+aç"o das redesN

•

$lano de encamin;amentoN

•

$lano de sinaliAaç"oN

•

@raus de serviçosN

•

>s ca+acidades dos eui+amentos de comutaç"oN

•

)nterligaç"o com outras redesN

•

@est"o da rede.

Estas considerações n"o s"o inde+endentesB +or e,em+lo a tarifaç"oB o encamin;amento e a numeraç"o est"o relacionadas intimamente. * n?mero de lista Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

141


telefónica de um cliente c;amadoB dene tanto a rota +ara a c;amada como a sua tarifa. > e,i-ilidade +ara a ual estes +odem ser manuseados < determinada +elas ca+acidades do eui+amento de comutaç"o e de sistemas de sinaliAaç"o em+regues. *s +adrões tanto de transmiss"o como de sinaliAaç"o +odem limitar o taman;o de uma area de central local ou o n?mero de lins ue +odem ser conectados em tandem +ara uma c;amada ou uma ligaç"o. $adrões de desem+en;o devem ser adeuados n"o a+enas +ara as cone,ões dentro de uma redeB mas tam- rede local ti+icamente consome mais de 1]3 do custo total de uma rede nacional +ortanto deve6se economiAar no seu +laneamento. onseuentemente os condutores mais +euenos s"o usados nos sitios +ratic:veis. ircuitos de Gunç"o s"o em n?mero menorB +ortanto eles +odem usar condutores maiores o-tendo6se menos atenuaç"o. ircuitos de longa distncia devem conter am+licaçõesB +ortanto eles +odem +rovid(nciar -ai,a atenuaç"oB como resultado a maior +arte da atenuaç"o admissvel +ara uma cone,"oB esta alocada nas lin;as de clientes e a maior +arte na rede troncal. * grau de serviço geral numa cone,"o < a soma dos graus de serviço das suas +artes constituintes. M económico +rovid(nciar circuitos mais generosamente uando eles s"o -aratos e de uma forma menos generosa uando eles s"o caros. onseuentemente os graus de serviço es+ecicados +odem ser +or e,em+lo 0B01 +ara troncos entre comutadores numa centralN 0B01 +ara circuitos de Gunç"o entre centrais locaisN 0B1 +ara muito caras rotas de longa distncia e internacionais. $ortanto os ultimos t(m uma ocu+aç"o alta e o retorno ue deles o-t(m6se < ma,imiAado. Essas considerações resultam num conGunto de +adrões +ara um rede nacional. Eles devem ser mutuamente consistentes e estar de acordo com a estat
.,. Es=&e!$ n$%on$l #e n&!e+$'6o De maneira a esta-elecer uma cone,"o atrav +rimeira +arte do n?mero de lista telefónica tem o código de central e a restante < o numero do cliente nessa central. $or e,em+lo o esuema de numeraç"o ligado de # digitos tem a ca+acidade teorica +ara 100 centrais Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

142


de 4 digitos. a +r:tica isto < introduAido +ela necessidade de alocar códigos +ara acesso a v:rios serviços. * )TT recomendou ue o n?mero m:,imo de digitos +ara uma c;amada internacional deve ser 11. $ortanto o n?mero m:,imo de digitos +ara o n?mero nacional deve ser 116 ondeB  < o n?mero de digitos do codigo do +as no +lano mundial de numeraç"o. Em geral o numero nacional contem tres +artesF •

8m codigo de areaN

•

8m codigo de centralN

•

* n?mero do cliente na central local.

> introduç"o de serviços moveis levou6nos a ue os n?meros seGam associados a clientes individuais em veA de localiAações geogracas como na $ST ,a. )dealmente isto devia6se a+licar a todos. "o ;averia necessidade ue os clientes mudassem de n?mero se tivessem ue mudar de uma cidade +ara outraB isto e,igiria uma rede inteligente na ual cada central local +oderia identicar o n?meros de lista telefónica com+letos +ara clientes distntesB em veA de codigos de :reas a+enas e acessar uma -ase de dados nacional com+leta +ara determinar o encamin;amento de cada c;amada.

.7. F$%"&+$'6o * custo de +rovid(nciar uma rede de telecomunicações consiste no custo de ca+ital e nas des+esas de o+eraç"o corrente. Todos custos devem ser co-ertos +ela receita o-tida +elo o+erador de telecomunicações dos seus clientes. M raAoavel ue as ta,as co-radas a cada cliente seGam relacionadas se +ossvel com a +ro+orç"o detes custos +ara se +rovid(nciar serviçosB +or essa raA"o as ta,as ue s"o a+licadas ao cliente s"o estruturadas da seguinte maneiraF •

8ma ta,a inicial +ara instalar a lin;a do clienteN

•

8m aluguer mensalN

•

Ta,a da c;amada.

$arte dos custos de ca+ital deve ser co-ertos +ela ta,a de cone,"o +elo cliente e outra +arte +elo aluguer mensal. $arte dos custos de o+eraç"o acontece mesmo se a rede n"o trans+ortar trafegoB +ortanto estes devem tam- uantidade de eui+amento de comutaç"oB de Gunç"o e de transmiss"o troncal reuerido de+ende do trafego na ;ora de maior trafegoN c;amadas feitas na ;ora de +ico virtualmente n"o incorrem custo de ca+italB uma veA ue n"o ;: eui+amento ue fosse +ou+ado se essas c;amdas n"o fossem feitas. Devido a custos relativos a +rocura nas ;oras de +ico < comum faAer com ue a ta,aç"o das c;amadas varie durante o dia. 8m +lano de facturaç"o +ara c;amadas de longa distncia devem satisfaAer os seguintes crit
*s +rovedores das c;amadas devem co-rar os custos de ca+ital e de o+eraç"o uma veA ue estes s"o uase interiamentem de+endentes do trafegoN


143


−

−

Ta,as de e +ara clientes ue est"o geogracamente +erto devem ser similares +ara um tratamento euitativo e evitar reclamaçõesN * +lano de facturaç"o deve ser facilmetne com+reensvel +or +arte dos clientesN Deve ser com+atvel com os +lanos de numeraç"o e de encamin;amento.

.:. En%$!n*$!en"o uma rede nacional ;ieraruica como a mostra na gura 1.# a conguraç"o mnima em arvore das centrais < normalmente aumentada atrav
Juais centrais devem ser interconectadas +or circuitos directos e ue cone,ões s"o feitas indirectamente atrav
•

* n?mero e localiAaç"o dos centros tandemN

•

* n?mero de nveis de comutaç"o tandem a serem usados na redeN

•

Se o encamin;amento deve ser consistente com os +lanos de numeraç"oB facturaç"oB transmiss"o e sinaliAaç"o.

Este +lano de encamin;amento deve ser consistente com os +lanos de numeraç"oB facturaç"oB transmiss"o e sinaliAaç"o. @randes gru+os de circuitos s"o mais ecientes ue +auenos gru+os devido a sua maior ocu+açRo %isto soluç"o correcta de+ende o-viamente do custo dos circuitos -em como da ualidade de tr:fego. Se os circuitos forem -arratos < menos caro ue eles esteGam ligeiramente carregados do ue incorrer no custo do eui+amento de comutaç"o numa central tandemB +ortantoB muitas rotas directas s"o +rovidenciadas entre centrais locaisB numa :rea +euena com uma alta densidade de clientesB mais n"o +ara centros mais distantes. Em algumas redesB o I en%$!n*$!en"o $l"e+n$"vo #+e%"oI %AAR < em+regueB as rotas directas s"o su-+rovidas de circuitos. Juando todos os circuitos na rota directa est"o ocu+adosB o trafego trans-orda +ara uma rota tandem +rovidenciando atrav+enas Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

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uma +euena +orç"o de c;amadas usa a estrutura com+leta de rotas naisB uma veA ue as rotas transversais s"o usadas sem+re ue estiverem livres. *s nveis de tr:fego +ara os uais rotas directasB encamin;amento via tandem e encamin;amento autom:tico devem ser usadoB de+ende dos custos relativos das rotas directas e tandem %incluindo eui+amento associado de comutaç"o e sinaliAaç"o. =ai,o tr:fego e rotas directas de alto custo indicam serviço tandem. >lto tr:fego e rotas directas de -ai,o custo indicam cone,"o directa. Situações intermedias favorecem o >>!. Ee!2lo .1. 8ma rede de Gunç"o sim+les ue tem 4 centrais locais %>B =B  e D e +ode tam-
1 * n?mero total de Gunções dum so sentido reuerido na rede seF i

S"o a+enas +rovidenciadas Gunções directasB isto < B n"o e,iste central tandemN

ii

Todas as c;amadas de Gunç"o s"o encamin;adas atraves de uma central tandemN

iii

>>! < usado e e,iste 4 Gunções directas entra cada +ar de centrais locais %2 em cada direcç"o com o trafego ue trans-orda encamin;ado atraves da central tandem.

, Se cada Gunç"o directa custa D e cada [unç"o +ara a central tandem custa T

%incluindo o eui+amento associado de comutaç"o e sinaliAaç"o +ara cada casoB so-re ual raA"o T]D deve cada um dos m
!edes modernas t(m centrais S$B +ortantoB as suas translações de encamin;amento +odem ser facilmente mudadas. $ara al rede S +ode ligar os +rocessadores das centrais a um Hcentro de gest"o da redeI %'. Este +ode monitorar o trafego em todas as rotas em intervalos freuentes +ara +ermitir ue o seu +essoal mude encamin;amentos de maneira a ultra+assar avarias e congest"o. > ca+acidade de mudar ta-elas de encamin;amento em centrais +ermite Hen%$!n*$!en"o #n$!%oI onde as escol;as +referidas de encamin;amento s"o mudadas de tem+o a tem+o. Zoras de maior tr:fego n"o coincidentes tornam vantaGoso o uso de rotas indirectas so-re lins ue est"o ligeiramente carregados+or trafego. $or e,em+loB as diferentes Aonas ;or:rias do 'ste e do Oeste dos E8> resultam num trafego +eueno entre ova or e Kos >ngeles e entre Vas;ington e Kos >ngeles durante a man;" enuanto ue a rota entre ova or e Vas;ington ca muito ocu+ada. $ortantoB os circuitos da rota ova or6Kos >ngeles6Vas;ington +odem su+lementar os da rota directa ova or;6Vas;ington. Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

14


/oi estimado ue o uso do encamin;amento dinmico na rede de longa distncia da >TT +rovidencia uma +ou+ança de custos de cerca de 1.

.:.1. En%$!n*$!en"o Al"e+n$"vo A&"o!/"%o 0AAR Se uma central tiver rotas directas de alta utiliAaç"o +ara outras e uma rota ue escoe o trafego ue trans-orde +ara uma central tandemB o trafego da rota tandem < a soma dos trafegos ue trans-ordam de todas as rotas directas. * n?mero de circuitos +rovidenciados em cada uma das rotas directas < deli-eradamente escol;ido +ara dar um @oS muito +ior ue o reuerido. omo resultado e,iste congest"o nestas rotas +ara uma grande +or+orçao da ;ora de maior trafego e a ocu+aç"o de cada circuito < +ortanto uma grande fracç"o de Erlang. Se o trafegon oferecido as rotas directas de alta utiliAaç"o < aleatórioB cargas de +ico raramente ocorrer"o simultaneamente em todas elasB +ortanto menos circuitos adicionais s"o reueridos +ara trans+ortar o trafego ue trans-orda ue os ue seriam necess:rio se mais circuitos fossem adicionados se+aradamente +ara as rotas directas. Ee!2lo .,. 8ma +euena central  tem uma rota directa com a central $ e uma rota nal com a central CB a ual trans+orta tr:fego +ara todos outros destino. * trafego total de > < ' dos uais 9' < +ara a central =. !euere6se ue o @oS seGa +ior ue 0B01. >c;e o n?mero total de troncos de sada de > ue s"o necess:rios seF

1 Todo trafego de > +ara = for trans+ortado na rota direta. 2 E,item dois troncos na rota directa e o tr:fego trans-orda deste +ara a rota nal Res&l&'6o DadosF >t>_EN >>=_1EN =0B01

1 Da ta-elaF >>=_1EN =_0B01 ❑ _ >>_4BEN =_0B01 ❑ _10 ⇒

⇒

total_>=^>_^10_1 troncos

2 >=_2 troncosN >>=_1E


14#

Sistemas Telefónicos N

B=

2

( N 9 N

1 $

( k =0 k 9

∑

=

2 1

0

09

1

+

1

19

2

+

1

=0,2

29

>+erd_>of , = _ 1,0B2_0B2E >> _ 4 ^ 0B2 _ 4B2E > _ 10 troncos total _ 10 ^ 2 _ 12 troncos onclus"oF o segundo m
.;. Ges"6o #e +e#e > gest"o de rede tanto +?-licas como +rivadas < feita numa s

14&


CAPITULO 1 REDES CELULARES * uso de radio +ermite ue os utiliAadores de uma rede se movam em veA de estarem associados a instalações fsicas. Sistemas antigos de estações moveis tin;am a ca+acidade de a+enas um +eueno n?mero de utiliAadores. )sto era devido ao facto de eles necessitarem de uma larga area de controle mas a+enas um n?mero limitado de freu(ncias de radio eram dis+onveis. Tais sistemas continuam a ser utiliAados +ara redes +rivadasB contudo o+eradores +?-licos de telecomunicações usam agora sistemas de radio celular. Sistemas de radio celular +rovidenciam um enorme incremento na ca+acidade da rede e trou,eram um crescimento de trafego. uma rede celular um +ais < dividido num grande n?mero de +euenas areas con;ecidas como %el&l$s. 8ma veA ue as celulas s"o +euenasB -ai,as +ot(ncias de transmiss"o +odem ser usadas e as mesmas freu(ncias de radio +odem ser usadas em celulas n"o adGacentesB +ortanto +or e,em+lo 1000 canais de radio +odem acomodar cerca de 1 mil;"o de utiliAadores. * +rinc+io est: ilustrado na gura 11.10.

/igura 10. 1

ada celula usa um dos dois gru+o dis+oniveis de freuencias 0-+&2os #e A / G. Todas as celulas tem o mesmo n?mero de radio freu(ncias mas n"o < +rovavel ue ;aGa o mesmo n?mero de clientes uerendo usa6las. Este +ro-lema < resolvido tendo muitas celulas +euenas onde e,istem muitos clientes %+or e,em+lo na cidades e +oucas celulas grandes onde e,istem +oucos clientes %+or e,em+lo nas areas rurais. ada celula tem uma es"$'6o 4$se #e +$#o 0RSS +ara comunicar ou re+etir e manusea uma s
14


/igura 10. 2

>s =S num gru+o de celulas est"o conectados a um %en"+o #e %o!&"$'6o !ovel 0MSC< Ko!ile 4witching Centre . *s 'S1 est"o ligados +or circuitos ,os e t(m interfaces com a $ST. $ortanto as c;amadas +odem ser feitas entre utiliAadores moveis em diferente areas e entre os utiliAdores moveis e os clientes da $ST. De maneira a originar uma c;amadaB o utiliAador móvel acessa a rede celular atrav celula na ual o utiliAador esta localiAado < +ortanto con;ecida. $ara uma c;amada +ara um utiliAador móvelB tudo o ue < inicialmente con;ecido < o n?mero de lista telefónica do utiliAador. M +ortanto necess:rio +ara a rede determinar em ual celula est: o utiliAador localiAado. $ara alo mesmo tem+o o 'S regista de onde vem o +edido %de registo. Ele +ode encamin;ar c;amadas +ara esse cliente +ara o comutador corrente e +ortanto +ara a est"o de -ase correcta. a Euro+a os +adrões t
1 HT;e Mo4le S"%*n- Cen"+e or 'S is a so+;isticated tele+;one e,c;enge 5;ic; +rovides circuit6

s5itc;ed callingB mo-ilitO managementB and @S' Service to t;e mo-ile +;ones roaming 5it;in t;e area t;at it serves. T;is means voiceB data and fa, servicesB as 5ell as S'S and call divert.I Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

149


ue +udessem rece-er c;amadas da mesma maneira ue no seu +ró+rio +as. $osteriormente esse sistema foi estendido +ara todo mundo. 8m sistema alternativo -arato ao radio celular < o serviço tele+onto. *s clientes usam telefones sem o +ara comunicar atravero+ortosN Estações de camin;os de ferroN entros comerciais. $ortanto ualuer um ue esteGa dentro do alcance de uma estaç"o -ase +ode faAer c;amadas atrav
A%+n!os >>! Encamin;amento >utom:tico >lternativo >/*! >ssociation /rancaise de ormaliAation >S) >merican Standard )nstitute =S) =ritis; Standard )nstitute )TT omite onsultatif )nternacional Telegra+;iue et Tele+;oniue D) Deutsc;es )nstitute fr ormung DT'/ Dual Ton 'ultifreuence ETS) )nstituto Euro+eu de Telecomunicações @S' @rou+e S+ecial 'o-ile )EEE )nstitut of Electrical and Electronic Engin;er )' )nstituto acional de omunicações de 'oçam-iue )S* )nternacional Standard *rganiAation )T8 )nternational Telecommunication 8nion )T86! )T8 !adio StandardiAation Sector )T86T )T8 Telecommunication StandardiAation Sector K> Kocal >rea et5or 'S 'o-ile S5itc;ing entre *S) *+en SOstems )nterconnection $=P $riva =ranc; E,c;enge Pereira, Esmeraldo Mende José – Faculdade de Engenharia - UEM

10

Apontamentos de Sistemas Telefonicos 1.docx

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