Apostila Comutação e Centrais Telefonicas

Professor: Evaristo Gonçalves de Oliveira

APOSTILA DE TELEFONIA VOL. 03 COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS

São Paulo 2007

COMUTAÇÃO CO MUTAÇÃO E CENTRA CENTRAII S TELEF TELE F ÔNI NICAS CAS ¾ COMUTAÇÃO ⇒

I ntroduçã ntrodução o

Para que seja possível a comunicação entre dois terminais de assinantes, é necessário que haja uma conexão entre os mesmos. Imagine uma rede de pares (dois fios) metálicos em expansão, onde cada terminal necessita comunicar-se um com o outro. Fig 01 Formação de Redes

Profº Evaristo G. de Oliveira

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COMUTAÇÃO CO MUTAÇÃO E CENTRA CENTRAII S TELEF TELE F ÔNI NICAS CAS A progressão de conexões pode ser obtida pela seguinte expressão:

C = N x (N - 1) 2 Onde; C: número de conexões N: número de terminais Exemplo; Para uma rede de 100 terminais de assinantes, seriam necessárias 4.950 conexões;

C = 100 (100 - 1) = 2

4950

A expansão de uma rede desse tipo ficaria muito complexa ( conforme progressão mostrada na tabela 01, abaixo), tornando a distribuição da rede telefônica economicamente economicamente inviável. Tabela 01

Com o intuito de minimizar o número de conexões, surgiu a idéia de, ao invés de comutar o telefone no assinante, se comutassem todos os assinantes centralizadamente ( figura 2), de comutação. surgindo então um novo conceito; o da central decomutação Como cada assinante ocupa temporariamente seu telefone, a comutação centralizada os interliga apenas pelo tempo necessário, dessa forma, cada assinante corresponde a um par de fios, o que diminui o tamanho da rede externa. Assim, está caracterizada a Central Tele Te lefô fôn nica ica. Por outro outro lado, lado, a responsabilidade responsabilidade da concessionária concessionári a de telefonia aumenta bastante, pois deve comutar os assinantes imediatamente, na hora que desejarem, 24hrs por dia. Profº Evaristo G. de Oliveira

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COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS

Fig. 02

CENTRAL COMUTADORA

Um sistema de comutação tem como funções principais, possibilitar e supervisionar a interligação dos aparelhos telefônicos, dois a dois. Inicialmente a comutação era feita manualmente e a operadora era responsável pelo estabelecimento e controle da ligação. Posteriormente surgiram os sistemas automáticos de comutação; primeiro o sistema passo a passo, depois os sistemas semi-eletrônicos e eletrônicos. ⇒

Sistema Manual

As primeiras centrais que surgiram com o desenvolvimento da telefonia, distinguiam-se pelo fato de possuírem uma mesa comutadora, controlada por uma telefonista. O operador (telefonista) observa o sinal de chamada, liga-se com o assinante chamador através de um circuito de cordão, recebe a informação verbal, seleciona o número pedido, dá o sinal ao assinante chamado e supervisiona a ligação, observando o sinal para desligar no fim da conversação. A comutação manual apresenta muitas desvantagens quando o tráfego telefônico ou o número de assinantes for consideravelmente grande, pois há a necessidade de muitas mesas, “jacks” e operadores. As ligações e desconexões ficam muito demoradas, e o trabalho do operador torna-se cansativo e sujeito a erros, diminuindo a qualidade do serviço. Além da dificuldade da manutenção do sigilo dos telefonemas, o serviço pode ser facilmente interrompido por descuido dos operadores.


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Fig. 03 Comutação Manual e Mesa Comutadora

¾ EVOLUÇÃO DAS CENTRAI S ⇒

Sistema Passo a Passo

O crescimento do tráfego tanto urbano quanto interurbano determinou a modernização e proliferação das mesas telefônicas. Era necessário automatizar o serviço telefônico. A evolução começou por automatizar as funções da telefonista, e em 1891 foi desenvolvida a primeira chave seletora automática baseada na invenção de Almon B. Strowger. Era a primeira chave central telefônica automática, denominada central “passo a passo”. Este sistema utilizava seletores que eram acionados pelos pulsos de corrente gerados pelos discos dos telefones para realizar a comutação entre os terminais. As primeiras interligações automáticas entre os usuários passaram a ser efetuadas em curtas distâncias (ligações locais), ficando ainda as ligações de longa distância (interurbanas) sendo estabelecidas por telefonistas. Para tornar o processo automatizado, cada usuário passou a receber um número próprio e único, e por meio de um disco com 9 dígitos, casa usuário poderia fazer a conexão automática com o usuário desejado, bastando para isso discar a seqüência de números do assinante do sistema. Profº Evaristo G. de Oliveira

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COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS O seletor de elevação e giro mostrado na figura 04 possibilita que um assinante atinja 100 linhas de assinantes, sendo que os números chamados são dispostos em 10 níveis, cada nível com 10 números de maneira que cada um dos 10 x 10 números de chamada é determinado por duas coordenadas. No seletor de elevação e giro, cada um dos 100 números da disposição decádica ( figura 06) é substituído por lâminas de contato que podem ser exploradas por um braço seletor, que efetua um movimento vertical e um horizontal para, por exemplo, alcançar a lâmina de contato do número de chamado 56. O funcionamento do seletor ocorre da seguinte forma; os pulsos de interrupção de loop, provocados pelo disco seletor (primeiro algarismo selecionado) chegam ao imã de elevação que movimenta o braço seletor a cada pulso em um passo, correspondente a uma dezena, até chegar ao número desejado, no exemplo “5”. Finda a primeira série de pulsos, desopera-se um relé de ação retardada, devido ao maior intervalo de pulsos resultante do novo acionamento do disco seletor, assim, a segunda série de pulsos é conduzida a um segundo eletroímã (imã de rotação), e o dispositivo do braço seletor movimenta-se executando seis passos de giro pelo segundo algarismo, no nosso exemplo o “6”. Assim ele alcançou a lâmina de contato do número de chamada “56”. Fig. 04 Representação básica de um seletor de elevação e giro.

1. 2. 3. 4. 5. 6.

7.


Imã de elevação Imã de giro Trinquete de elevação Trinquete de giro Eixo com cilindro Braço Banco de contatos

6


Fig. 05 Sistema Strowger de comutação automática de dois movimentos (1904).

Fig. 06 Disposição decádica dos números de 11 até 00

01 91 81 71 61 51 41 31 21 11

02 92 82 72 62 52 42 32 22 12

03 93 83 73 63 53 43 33 23 13

04 94 84 74 64 54 44 34 24 14

05 95 85 75 65 55 45 35 25 15

06 96 86 76 66 56 46 36 26 16

07 97 87 77 67 57 47 37 27 17

08 98 88 78 68 58 48 38 28 18

09 99 89 79 69 59 49 39 29 19

00 90 80 70 60 50 40 30 20 10

O seletor de elevação e giro é também conhecido como seletor de linhas (SL), sendo representado pelo respectivo símbolo ( figura 07). Fig. 07 Símbolo de um seletor de elevação e giro


7

COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS ⇒

Pré seletor (PS)

Formando-se uma central de 100 terminais com o auxílio dos seletores de linha, seriam também necessários cem desses seletores, pois, a cada assinante deve ser dada a possibilidade de selecionar, isto é, ele deve ter acesso a um seletor de linhas. Porém, observou-se que todos os assinantes não falam ao mesmo tempo, mas aproximadamente 10% do tempo, portanto, para cem assinantes seriam suficientes dez seletores, visto que cada um liga dois assinantes, o chamador e o chamado. Por outro lado, cada um desses cem assinantes deve ter acesso a um desses supostos dez seletores de linhas (SL), para resolver essa situação, foi introduzido um pré-seletor (PS) entre o assinante chamador e o seletor de linhas (SL). O pré-seletor (PS), é um pequeno e simples seletor de giro. A cada assinante corresponde um pré-seletor (PS). Na retirada do fone do gancho, fechamento do loop, aciona-se um relé atribuído ao préseletor, dando partida ao seu processo de giro, o qual gira automaticamente, ainda antes do assinante iniciar a discagem do número. A cada um dos dez passos de busca, está conectado um dos dez seletores de linha. Quando os braços seletores alcançam uma posição de busca na qual ainda se encontra um seletor de linha livre, o pré-seletor (PS) é paralisado. O assinante recebe tom de seleção do juntor do seletor de linhas e pode iniciar a seleção. Fig. 08 Representação básica de um pré-seletor

1. eletroímã 2. trinquete de avanço 3. braço seletor 4. banco de contatos


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Fig. 09

Seletor de linha de Keith (1905) Símbolo de um pré-seletor

Pré-seletor

⇒

Seletor de grupo (SG)

Elementos de comutação tais como; pré-seletores (PS) e seletores de linhas (SL), são suficientes para montar centrais com no máximo cem terminais. Para mais de cem assinantes, deve haver comutadores que possam processar e interpretar os algarismos adicionais aos números de chamada. Um algarismo adicional ao número de chamada deve ser interpretado antes do seletor de linha (SL), visto que ele representa o número da centena selecionada. O elemento comutador que assume essa tarefa deve preencher duas condições; •

•

Deve processar o algarismo selecionado, ou seja, deve selecionar o grupo de seletores de linhas (SL) correspondente à centena desejada, E como o pré-seletor (PS), deve escolher um seletor de linhas (SL) dentro desse grupo.

Para esta tarefa, foi desenvolvido o seletor de grupos (SG), composto por um seletor de elevação e giro.


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Fig. 10

Representação de conexão entre seletor de grupos (SG) e seletor de linhas (SL)

Seletor de grupos (SG)

Seletor de linhas (SL)

Pressupondo-se que todas as dez dezenas de um estágio de seleção de grupos (SG) sejam equipadas com seletores de linhas (SL), em uma central pode-se então ligar 1.000 números de chamada, ou seja, a capacidade dos números de chamada de uma central pode ser amplificada em dez vezes com a introdução de um estágio de seleção de grupos. Fig. 11 Representação simplificada de um agrupamento de PS, SG e SL PS

A Assinate chamador

SG

SL

B Assinate chamado

Com a instalação de um segundo estágio de seleção de grupos (SG), a capacidade dos números de chamada é ampliada novamente em dez vezes, passando para aproximadamente 10.000. ⇒

Entroncamento

Assim, com a utilização dos vários estágios de seletores, surgiu um novo conceito, o do Entroncamento Telefônico.

O dimensionamento de tráfego da central consiste em uma análise do número de ligações por unidade de tempo para determinação do número econômico limite de relés, ou elementos de comutação a ser utilizado.


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COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS Intuitivamente, é possível afirmarmos que um aparelho telefônico permanece 90% de seu tempo em repouso e os 10% restantes solicitando ou recebendo chamadas. Logo, se uma dada central obedece às imposições de um “livre entroncamento”, seus elementos de comutação irão apresentar-se inativos por grandes intervalos de tempos, confirmando o grande custo envolvido na construção e na manutenção desta central. Sob este aspecto podemos considerar que é praticamente impossível que mais do que 100 ramais em uma central de 1.000 assinantes decidam se comunicar simultaneamente. Fixada, por hipótese, a reduzida probabilidade de ocupação, no mesmo intervalo de tempo, por mais de 100 aparelhos, é altamente viável que um núcleo concentrador de 1.000 assinantes possua não mais de 100 linhas disponíveis, mas com uma alta taxa de utilização dessas rotas. Em termos práticos, para que um assinante viesse a efetuar uma chamada, seria necessário haver uma pesquisa entre as linhas existentes, de modo que o primeiro encaminhamento livre encontrado fosse imediatamente ocupado por esse aparelho. É exatamente esta filosofia implantada em uma central real; existe sempre uma disponibilidade de linhas inferior ao número de aparelhos a ela conectados.

Fig. 12 Esquema simplificado de um Entroncamento Telefônico


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Fig. 13 Central Passo a Passo com 100 assinantes

As centrais passo a passo à medida que foram crescendo, apresentaram algumas desvantagens; •

•

•

•

•

•

•

Seletores de ajuste e lubrificação freqüentes, Possui contatos deslizantes (escovas sobre os contatos) e com acentuado desgaste por abrasão, Sistema de numeração rígido, devido a movimentação direta dos seletores, Uso ineficiente das séries de numeração, Sistema de movimentação de seletores obrigatoriamente na base decimal Ocupação prematura de seletores com os primeiros algarismos discados, Centrais eletromecânicas foram adquirindo dimensões exageradas.


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Sistema Crossbar

Os sistemas CROSSBAR sucederam os rotativos, proporcionando grande confiabilidade e baixo custo de manutenção. Seu sistema de funcionamento é baseado no estabelecimento de pontos de conexão através da operação de duas barras horizontais, seguido do acionamento de uma barra vertical. Tão logo a barra vertical opere, as horizontais são desoperadas e um estilete elástico de aço permanece preso entre a vertical e os contatos indicados pelas horizontais. Como os contatos são exclusivamente de pressão (à semelhança dos contatos de um relé), proporciona uma grande confiabilidade na utilização desse tipo de seletor, que apresenta apenas pequeno movimento basculante nas horizontais e verticais. Não possuindo contatos deslizantes, estes poder ter pontos de contatos de liga nobre (prata/cobre, paládio, ouro, etc), indicados pela menor distorção da faixa de freqüência de voz, autolimpeza, etc... Fig. 14 Mecanismo de seleção e conexão de um seletor Crossbar


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Fig. 15 Detalhe de um seletor Crossbar

Fig. 16 Seletor Crossbar, modelo 1970 (Ericsson)

Um seletor Crossbar é essencialmente uma matriz de comutação espacial (pois existe um encaminhamento físico entre os terminais telefônicos durante a ligação), na qual a ligação entre uma determinada entrada e uma determinada saída é estabelecida através de um grupo de contatos específicos que depende unicamente do cruzamento ou interação entre dois pontos para realizar a conexão.

Fig. 17 Central Crossbar


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COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS A figura 18 mostra uma matriz de comutação formada por seis colunas e cinco linhas. O número de chaves pode ser calculado pelo produto “X x Y” (colunas x linhas), neste caso, igual a 30 chaves. Para um assinante “A” se comunicar com o assinante “B”, basta fechar a chave nº 10, conectando a linha 2 à coluna 4.

Fig. 18 Matriz de comutação analógica 6 x 5 (coluna x linha) H1

A

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

H2

H3

H4

H5

V1

V2

V3

V4

V5

V6

B

⇒

Sistema Crosspoint

Enquanto o sistema CROSSBAR tem seu funcionamento baseado no estabelecimento de pontos de conexão através da operação de duas barras horizontais, seguido do acionamento de uma barra vertical, no sistema CROSSPOINT os pontos de cruzamento são estabelecidos por relés (neste caso, trata-se de um relé de comutação rápida, de metal nobre - ESK), formando assim uma matriz, conhecida como Matriz Crosspoint.


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Fig. 19 Corte de um relé ESK

Para analisarmos o funcionamento desta matriz, vamos adotar como exemplo uma conexão imaginária entre o aparelho 1 e 5, o primeiro sendo quem fez a chamada e o segundo quem foi chamado. Como toda matriz, a matriz Crosspoint, também é fundamentada em linhas e colunas. A intersecção de uma linha com uma coluna origina um elemento da matriz e cada aparelho está conectado a uma dessas intersecções, ou seja, o telefone 1 está ligado com a linha 1 e coluna 1, o telefone 2 está ligado com a linha 2 e coluna 2 e assim sucessivamente para os demais. Por hipótese, desejamos estabelecer uma ligação entre o aparelho 1 e o aparelho 5 (figura 20). Para isto, basta que a malha originada pela matriz possua na intersecção entre a 1ª linha e 5ª coluna um contato real.


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Fig. 20

Assim, a matriz em seu estado de repouso (todos os fones no gancho) estará com todas as conexões abertas. Quando um telefone é tirado do gancho pra fazer uma ligação, a linha correspondente a ele é conectada, selecionando o aparelho com quem deseja falar, a coluna deste aparelho é ligada à linha do ramal que fez a chamada, realizando-se a conexão. ⇒

Matrizes Eletrônicas

Com o desenvolvimento da eletrônica dos semicondutores, os relés foram substituídos por matrizes de elementos PNPN, que apresentaram vantagens evidentes: •

os sistemas passam a ter tamanho reduzido,

•

maior vida útil,

•

maior velocidade de comutação.

Porem, alguns problemas tiveram que ser vencidos, pois os semicondutores apresentam impedância elevada quando em regime de condução, atenuando os sinais, exigindo uma amplificação posterior. Idealmente, os dispositivos eletrônicos voltados para tais finalidades, devem apresentar; •

alta impedância quando estão no estado “ aberto” (superior a 108 ohms),


17

COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS •

baixa impedância no estado “ fechado” (inferior a 1 ohm),

•

devem apresentar consumo reduzido, principalmente no estado aberto,

•

facilidade de controle e ser economicamente viáveis.

Se o componente for utilizado n o e n c a m i n h a m e n t o d a c o n v e r s a ç ã o ( canal de voz), é necessário observar mais algumas características; •

o componente deve permitir a passagem de toda a faixa de freqüências e da potência do sinal em curso,

•

introduzir baixo nível de ruído e permitir a transição de sinais em ambos os sentidos.

Tais convenientes desfavorecem o emprego de semicondutores em centrais comutadoras tipo matricial. Todavia, grandes esforços foram sendo dispendidos em uma nova tendência no âmbito das centrais telefônicas: a comutação temporal.

Fig. 21

⇒

CPAs

Com a evolução dos computadores nas décadas de 50 e 60, surgiu a idéia de se utilizar processadores para executar as tarefas de controle implementadas nas centrais telefônicas. A utilização de processadores permitia um grande avanço para as centrais, uma vez que introduzia um novo elemento que tornava as centrais mais flexíveis, possibilitando análises lógicas e disponibilizando um maior número de informações ao operador. Este novo elemento o software, passa a fazer parte das centrais telefônicas que, por este motivo, são denominadas Centrais por Programa Armazenado (CPA). Profº Evaristo G. de Oliveira

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COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS Na central CPA, o controle dos caminhos da matriz de comutação e todo o gerenciamento são feitos através de um computador utilizando programas, que possibilitam flexibilidade e facilidade nas alterações, por exemplo, na numeração dos usuários. Na realidade, os números dos usuários nas centrais CPAs, são números lógicos que não tem relação direta com os caminhos físicos na matriz de comutação. Fig. 22 Diagrama em blocos simplificado de uma CPA

As primeiras centrais CPA eram chamadas analógicas (CPA-A), uma vez que toda informação de áudio (voz) que trafegava pela central era analógica. Posteriormente surgiram as centrais CPA digitais, nas quais as informações de áudio que trafegam (na central) são digitais. A primeira central pública de programa armazenado (digital), a central IESS (n.º 1 Electronic Switching System), desenvolvida pela AT&T, foi instalada em New Jersey, EUA, em maio de 1965. O controle por programa armazenado (Stored Program Control - SPC), utilizado nas centrais atuais, apresenta uma série de vantagens sobre os sistemas anteriores: •

Flexibilidade: como a central é controlada por um programa residente que

permite alterações, é possível, por exemplo, reconfigurar a central, sem que ela tenha que ser desligada, podendo inclusive ter essa tarefa realizada remotamente pelo fabricante. •

Facilidades para os assinantes: centrais de programa armazenado (CPA)

permitem um conjunto amplo de facilidades para os assinantes, tais como; −

Transferência de chamada,

−

Restrição às chamadas recebidas,

−

Conta telefônica detalhada,


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COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS − •

•

Identificação de chamadas.

Facilidades administrativas: são facilidades operacionais, tais como; −

Controle das facilidades dos assinantes,

−

Mudança no roteamento, para evitar congestionamento de curto prazo,

−

Produção de estatísticas detalhadas do funcionamento da central.

Velocidade de estabelecimento

da ligação: por utilizarem dispositivos

eletrônicos, a velocidade de conexão é muito alta (da ordem de 250 μ s); •

•

•

•

Economia de espaço: ocorre devido às dimensões reduzidas das centrais de programa armazenado, Facilidadede manutenção: equipamentos CPA têm uma menor taxa de falhas, Qualidade de conexão: sendo o sinal digital, há menores problemas de conexão, Potencial para outros serviços: inclui a transmissão de dados e serviços tipo

videofone,

•

Custo: as centrais de programa armazenado são mais econômicas para se manter

em funcionamento, possuindo um custo final menor de fabricação.

Na central CPA, o controle dos caminhos da matriz de comutação e todo o gerenciamento são feitos através de um computado. A matriz de comutação pode ter a mesma estrutura mostrada na Fig. 23. Fig. 23

As linhas de assinantes e troncos recebem a varredura periódica para detectar se um assinante retirou o fone da posição de repouso. Quando detecta que o fone está fora de gancho, aquela linha recebe uma varredura com período menor para detectar os dígitos enviados. Os dígitos são enviados ao controle central, e são traduzidos baseados nas informações de usuários contidas na armazenagem semipermanente. Profº Evaristo G. de Oliveira

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COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS Essas informações são referentes às localizações físicas dos usuários, se é um assinante normal ou assinante de categoria especial, etc. Tendo as informações dos dois assinantes que se querem comunicar, procura-se um caminho na matriz de comutação para estabelecer a conexão. Todos os sinais audíveis de sinalização como tom de discar, tons de campainha (para o assinante que está fazendo a chamada como para o assinante que receberá a chamada), tons de ocupados, são enviados pelo distribuidor de sinais. Uma central de comutação com controle por programa armazenado pode ser interpretada como um computador de aplicação específica e que tem uma interface de entrada e de saída bastante complexa denominada de matriz de comutação. A central de comutação com controle por programa armazenado acima descrito, embora tenha a parte de controle totalmente digital pelo uso do computador, é conhecida como analógica, CPA-A, pois os sinais tratados na matriz de comutação são analógicos.

Fig. 24 Estabelecimento de uma ligação telefônica na central


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Comutação Espacial, Temporal e em Freqüência

Os métodos de comutação podem ser classificados segundo três categorias: •

Comutação Espacial: neste tipo de comutação existe um encaminhamento físico entre os terminais telefônicos, durante a ligação. Fig. 25 Princípio da comutação espacial

•

Comutação Temporal: todas as entradas e saídas são interligadas através de um mesmo canal de comunicação, por meio de uma divisão no tempo da informação transmitida pelas vias de entrada. Fig. 26 Princípio da comutação temporal 1

Ck1

Ck3

2

1

2

Ck2

Ck4

3

3

Ck3

Ck2

4

4

Ck4


Ck1

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O ponto crítico da comutação temporal encontra-se na correta sincronização dos sinais de clock (relógio), que chaveiam os sinais de entrada e os de saída para que ocorram as corretas comunicações. Fig. 27 Sinais de clock (relógio) a serem combinados com as entradas.

•

Comutação em Freqüência: pressupõe um sistema em que cada sinal entrante é modulado segundo uma freqüência portadora diferente. O efeito comutador é obtido na demodulação deste sinal na etapa de saída. Fig. 26 Princípio da comutação em freqüência moduladores

demoduladores

1

1

f1

f3

2

2

f2

f4

3

3

f3

f2

4

4

f4


f1

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COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS A comutação espacial é vantajosa devido ao seu relativo grau de simplicidade e pelo fato da faixa de freqüências da informação transmitida permanecer inalterada durante sua passagem pela rede comutadora, mas o chaveamento é lento e a fiação existe em grande quantidade.

•

A comutação temporal, de grande velocidade de operação, é utilizada somente quando os dados estão na forma digitalizada, embora seja possível, na prática, comutar sinais analógicos em um sistema temporal.

•

As redes comutadoras em freqüência são empregadas nas transmissões envolvendo satélites de comunicação, que enviam mensagens para várias estações terrestres, não sendo de grande validade para a comutação telefônica usual.

•

⇒

Modelo da comunicação digital

A comunicação digital tr ata da tr ansmissão de inf or mação atr avés de sím bolos (normalmente “0” e “1”) , e na tr ansmissão analógica a inf or mação é tr ansmitida por um sinal chamado por tador a, f azendo com que esta por tador a varie pr o por cionalmente com o sinal ou a infor mação que se quer tr ansmitir. Fig. 27 SINAL DIGITAL

SINAL ANALÓGICO

Em bor a a comunicação digital se r ef ir a a tr ansmissão de inf or mação que se encontr e na for ma digital, não signif ica que a penas inf or mação ger ada nesta for ma possa se utilizar de um sistema de tr ansmissão digital. Existem duas r azões principais para a tr ansmissão na f or ma digital de sinais que são originalmente pr oduzidos em f or ma analógica; •

Os sistemas digitais apresentam maior imunidade ao r uído. Na tr ansmissão de qualquer sinal sem pr e existe a adição de inter fe r ência pr oduzidas pelo pr ó prio sistema de tr ansmissão e genericamente designadas como r uído. Por tanto, todo o r ece ptor de sinais tr a balha na ver dade com sinal e r uído adicionados.


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COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS Em um r ece ptor analógico, sinal e r uído são tr atados de mesma f or ma já que am bos têm a mesma natur eza, não havendo meios do r ece ptor distinguir um do outr o.

Em um r ece ptor digital a situação se alter a, pois, em bor a sinal e ruído tam bém se jam adicionados a sua natur eza é totalmente distinta, sendo o sinal digital e o r uído analógico. Isto per mitir á que o r ece ptor digital distinga o sinal de inf or mação mesmo quando seja muito distor cido, além de per mitir a r e petição r egener ativa do sinal por ser previamente conhecido. •

O incentivo ao emprego da transmissão digital para sinais gerados na forma analógica reside no fato da utilização de técnicas computacionais executadas por microprocessadores, para a recepção e tratamento desses sinais. Estas técnicas genericamente denominadas Processamento Digital de Sinais, viabilizam a implementação de filtragens, cancelamento de interferências por software.

⇒

Princípios Básicos de Sistemas Amostrados

É extremamente importante para a compreensão dos sistemas de transmissão digital, entender de que forma um sinal analógico, como a voz humana, é transformado em um sinal digital, e trafega pela rede de telecomunicações. A amostragem constitui uma etapa primordial na geração de sinais PCM, que é a base para o entendimento das hierarquias digitais. O resultado clássico da teoria da amostragem foi estabelecido em 1933 por Harry Nyquist, que demonstrou que um sinal analógico pode ser reconstituído, desde que tenham sido retiradas amostras em tempos regularmente espaçados. Fig. 28 Processo de amostragem e de reconstrução s(t)

y(t) = x(t)

û(t) = x(t) . s(t)

x(t)

Hf (t)

0

Amostrador ideal

0

Filtro ideal de interpolação 0

Como o sinal analógico é contínuo no tempo e em nível, contém uma infinidade de valores, e como o meio de comunicação tem banda limitada, somos obrigados a transmitir apenas uma certa quantidade de amostras deste sinal. É obvio que, quanto maior a freqüência de amostragem, mais fácil será reproduzir o sinal. Profº Evaristo G. de Oliveira

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COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS O cir cuito que per mite amostr ar o sinal é uma sim ples chave que se f echa por um br evíssimo instante, na cadência da fr eqüência de amostr agem.

Por exem plo, se a f re qüência de amostr agem f or de 8 kHz, a chave se f echa 8000 vezes por segundo, ou se ja, a cada 125 micr o segundos. Como a chave se f echa por um tem po extr emamente cur to, ter emos na sua saída um sinal em f or ma de pulsos estr eitos, com am plitude igual ao valor instantâneo do sinal, chamados pulsos PAM (Pulse Amplitude Modulation ). Fig. 29 Amostragem e geração de sinais PAM


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Sistema PCM (Pulse Code Modulation)

Os sinais PAM variam continuamente em f unção da inf or mação, podendo assumir qualquer valor dentr o dos limites desta.

Se a amostr a f or per tur bada por r uídos, não há meios de, na r ece pção, demodular -se o valor exato da tr ansmissão. Fig.30 Amostragem de um sinal de voz

V

T

Intervalo de Amostragem


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COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS Consider e que a am ostr a PAM não possa variar continuamente, assumindo a penas alguns valor es pr ef ixados. Se a se par ação entr e esses valor es f or gr ande, em com par ação com o r uído, no lado r ece ptor ser á fácil decidir que valor buscava-se tr ansmitir .

Dessa f or ma, ef eitos de ruídos r andômicos podem ser vir tualmente eliminados. Além do mais (de pendendo da exigência do meio), o sinal pode ser , periodicam ente, ao longo do meio de tr ansmissão, r ecuper ado e r etr ansmitido livr e de r uídos, ou se ja, o r uído não é cumulativo como nos sistemas analógicos usuais. As amostr as quantif icadas ser ão codif icadas par a a tr ansmissão; este é o sistema PCM básico. Portanto, o PCM consiste em relacionar o sinal a ser emitido com uma codificação de pulsos. Fig. 32 Etapas de um sistema PCM

Amostragem: consiste em substituir o sinal analógico por uma sucessão de amostras de curta duração em intervalos regulares. Quantização: como os sinais amostrados PAM são analógicos, a primeira etapa para a conversão em sinais digitais é a quantização, que consiste em aproximar as amplitudes das amostras para valores pré-determinados (níveis de quantização).


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Fig. 33

Compressão: o processo de compressão consiste em comprimir os níveis mais altos, permitindo que a relação sinal/ruído seja constante para todos os níveis. Codificação: é utilizada após a compressão para converter a amplitude de cada pulso PAM em uma combinação de bits zero e um. Fig.34


29

COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS Amplificação/Regeneração: devido ao fenômeno da atenuação, devem ser usados equipamentos (amplificadores), quando a distância exceder determinados limites. A regeneração significa que os sinais distorcidos da informação são lidos e interpretados, recriados e amplificados à sua aparência original antes de serem enviados. Ruídos e outras perturbações desaparecem inteiramente. Esse não é o caso da transmissão analógica, na qual as perturbações também são amplificadas. Fig. 35 Amplificador

Amplificação

Regeneração

⇒

Sistema TDM (Time Division Multiplex)

A Multiplexação por Divisão no Tempo (TDM), é uma técnica que permite a tr ansmissão de vários sinais por um único meio, e consiste na divisão do tem po em canais a pr o priados. Fig.36 Princípio do sistema TDM


30

COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS O Princípio básico do sistema TDM é muito sim ples, as várias entr adas xn(t), são seqüencialmente amostr adas por um comutador sincr onizado. O comutador, com pleta um ciclo de r evolução no tem po T a, extr aindo amostr as de cada entr ada.

A transmissão de amostras permite que dois ou mais sinais amostrados sejam transmitidos por um mesmo meio físico, desde que suas amostras não ocorram no mesmo instante, portanto, na multiplexação por divisão de tempo, os canais de entrada do multiplexador compartilham um mesmo meio de transmissão através do envio das amostras de cada canal em instantes (janelas) de tempos diferentes. Um ponto importante na multiplexação no tempo é o sincronismo entre transmissão e recepção. Tanto o transmissor quanto o receptor devem conhecer a cada instante de tempo a qual sinal de informação pertence a amostra que está ocupando o canal. Assim, defini-se dois conceitos na multiplexação no tempo; •

Time slot (janela de tempo): corresponde a um intervalo de tempo dedicado a transmissão de um único sinal de informação, ou seja, um único circuito de conversação para o caso de transmissão de sinais de voz. O conjunto de bits dentro de um time slot é chamado de palavra de código.

•

Quadro: um quadro corresponde a um intervalo de tempo dedicado a transmissão de uma única amostra de cada sinal de informação, portanto, um quadro é composto de N time slots.

Demultiplexação, Decodificação, Expansão e Filtragem: Estas etapas realizam as operações inversas da Multiplexação, Codificação e Compressão; •

•

•

•

Multiplexação: as informações contidas nos bits de sincronismo permitem que os pulsos PAM sejam encaminhados para seus respectivos canais, Decodificação: executada na recepção é a operação inversa à codificação realizada na transmissão, nesta fase o sinal digital é transformado na forma de pulsos PAM, Recepção: após a decodificação, o pulso precisa ser restaurado, ou seja, expandido através de um processo denominado Expansão, que consiste em aplicar uma Lei exatamente inversa à da Compressão, Filtragem: os pulsos PAM, passando através de filtros existentes em cada canal, reconstituem os sinais originais.


31


Central Temporal

Quando os sinais tratados na matriz de comutação são digitais, a central de comutação é conhecida como CPA-T, ou controle por programa armazenado temporal, e foi desenvolvida na década de 1970. As CPA-T são centrais de comutação totalmente digitais como mostrado na Fig. 37. Fig. 37 Central de comutação digital com controle por programa armazenado

Os enlaces que chegam ou saem da matriz de comutação são enlaces digitais, em geral multiplexados pela técnica denominada multiplexação por código de pulsos ( MCP), ou PCM (Pulse Code Multiplexing), em inglês. A evolução para central totalmente digital trouxe à central flexibilidade, confiabilidade, diminuição de tamanho, economia no consumo de potência e facilidade na incorporação de novos serviços. A central telefônica é composta de três estruturas básicas; •

•

•

O processador central, O conjunto de programas, A estrutura de comutação digital.


32


Fig. 38 Diagrama em blocos de uma central CPA-T típica

MA: Módulo de assinantes, EA: Estágio de assinantes, ET: Estágio de troncos, MC: Matriz de comutação, PR: Processadores regionais, PC: Processador central.


33


Fig. 39 Técnica de separação no tempo

Basicamente, uma central temporal opera por um processo de escrita e leitura de dados em uma memória. O processo de comutação temporal permite a transmissão, em qualquer ordem, as chamadas que se apresentam nos canais multiplex de entrada até os canais de saída, assim, é suficiente armazenas em uma memória as informações contidas nos canais e lê-las em função das conexões que se devem estabelecer com os canais de saída. Fig. 40 Representação de um estágio de comutação temporal

No esquema de comutação, mostrado na Fig. 40, os seguintes pares de assinantes estão conversando: A e E, B e D e C e F


34

COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS A figura 40 mostra somente um sentido de transmissão, sendo que em uma conversação normal deve haver um outro enlace, transportando os conteúdos em sentido oposto. A multiplexação temporal é feita de A para C, de tal modo que os conteúdos aparecerão na seqüência mostrada na figura 40. No estágio temporal, os conteúdos são armazenados na memória de dados, na seqüência de chegada e a leitura deve obedecer a seqüência da memória de controle, que foi escrita de tal modo que haja a correta demultiplexação. A demultiplexação é feita, temporalmente, de D para F. O processo de comutação, acima descrito, é repetido a cada quadro. ⇒

Comutação Combinada - Bidimensional

A utilização de somente um comutador temporal para a realização da multiplexagem nas redes de grande capacidade tem limites. Esses limites podem ser ampliados por meio de vários comutadores temporais, formando assim os comutadores espaciais. Para a realização de uma rede de comutação de grande porte, utilizando somente comutadores temporais, é necessário leituras e escritas de alta velocidade em conjunto com um complexo grau de comutação espacial. Portanto, para os sistemas de comutação digital cursarem alto tráfego e suportarem grande número de assinantes, as várias saídas de alta velocidade dos comutadores temporais são cruzadas de tal forma que podem se interconectar entre si. Com esta composição, podemos dizer que há formação de matrizes de comutação de grande capacidade, sendo que, o comutador que permite vincular vários troncos de alta velocidade recebe a denominação de comutador espacial. As centrais de comutação eletrônica da rede pública costumam associar elementos de comutação temporal (para mudar a posição da informação no quadro) e elementos de comutação espaciais (para mudar a informação de quadro), sendo que a combinação de estágios temporais e espaciais apresenta as seguintes características; •

•

O sistema STS (espacial temporal espacial), engloba um estágio de comutação espacial, um de comutação temporal e outro espacial, o que permite usar recursos de concentração e expansão. O sistema TST (temporal espacial temporal), amplia a capacidade de acesso, porque o elemento de comutação espacial funciona como um estágio de distribuição.


35


Fig. 41 Exemplo de implementação da comutação temporal - espacial

⇒

Software

O software utilizado em us sistema de comutação deve ser realizado em tempo real. A central deve estar sempre em estado de alerta para responder rapidamente à demanda, devendo trabalhar sob condições de tempo real. No processamento em tempo real, as demandas surgem aleatoriamente, o processador central as detecta, e determina a ordem de processamento. O volume total de um software em uma central é enorme; pode ser incluído cerca de um milhão de instruções, o que requer uma estrutura de programa cuidadosamente elaborada, a fim de coordenar todas essas instruções, pois, a estrutura de programa que será decisiva para o desempenho e a flexibilidade do sistema. A capacidade dos processadores que executam os programas deve atender plenamente as necessidades, pois, quanto mais serviços forem proporcionados pela rede de telecomunicações, e quanto mais usuários solicitarem esses serviços, mais os processadores têm que trabalhar. Fig. 42 Tarefas divididas entre o software Regional e o software Central.


36

COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS O software do sistema de comutação eletrônica pode ser classificado de várias maneiras; •

•

Para onde e quando é usado, Onde é armazenado.

Os programas podem ser divididos em duas categorias; •

Programa OFF-LINE: significa que não é necessário para a operação de

comutação telefônica normal, é tipicamente usado para a central na etapa de instalação (programa de prova), ou pelo programa de suporte de software.

•

Programa ON-LINE: significa que se lê e é usado para a central em serviço,

para serviço telefônico e de manutenção.

O objetivo principal de um pacote de software do tipo ON-LINE, é realizar funções lógicas para o estabelecimento do controle e liberação das conexões da via de conversação em um sistema telefônico. O software de controle de comutação pode ser classificado da seguinte forma:

Fig. 43 Estrutura do Software de Comutação


37


Sistema Operacional – OS ¾ Programa de Controle de Execução – EP: controla as execuções do

programa de processamento da chamada, o programa de administração e o programa diagnóstico, durante a operação normal. ¾ Programa de Processamento de Falha – FP: logo que ocorre uma falha, o

programa de processamento de falha funciona para identifica-lo e comutar o equipamento em que haja ocorrido a falha para o equipamento reserva, de modo que o processamento de chamada possa ser reiniciado o mais rápido possível. ¾ Programa de Diagnóstico – DP: localiza a parte defeituosa do equipamento

no qual haja ocorrido uma falha. O equipamento defeituoso entra em estado de não-serviço. •

Sistema de Aplicação ¾ Programa de Processamento de Chamada: este programa tem a seu cargo a

operação de comutação normal para conectar e desconectar os circuitos de troncos e os módulos de comutação eletrônica.

¾ Programa de Administração – AP: este programa supervisiona o tráfego

para observar as condições de serviço do sistema de comutação. Mantêm as operações de comutação, salvo modificações de circuitos, amplificadores, troca de equipamentos, etc.

¾ Dados da Central – DC: para que o programa de administração possa

funcionar, é necessário que outros dados estejam presentes na memória para operação do sistema de comutação. Esses dados se chamam dados da central, que incluem a localização dos equipamentos, o roteamento etc. A palavra dados é utilizada para todos os tipos de informação que podem ser processados em um computador. ⇒

Classificação das Centrais

Quanto à aplicação, a central telefônica pode ser classificada em pública ou privada. As centrais privadas são utilizadas em empresas e outros setores nos quais existe uma demanda de alto tráfego de voz. Os aparelhos telefônicos ligados a uma central privada são chamados de ramais, enquanto os enlaces com a central pública local são chamados troncos. As centrais públicas por sua vez são classificadas de acordo com a abrangência e os tipos de ligações que efetuam.


38


Central L ocal Uma central local está situada em uma região de pequeno alcance, denominada de local. Nessa central, são ligados os assinantes, cada qual com uma numeração própria.

Fig. 44 Representação de uma Central Local

Uma central local tem como principais características;

•

−

Possui alcance limitado, aproximadamente 5 km,

−

Capacidade de funcionamento com até 10.000 assinantes,

−

Possui a função de interligar os assinantes entre si na mesma central,

−

Possui a função de possibilitar a interligação dos assinantes ao resto do sistema telefônico.

Central Tandem Uma vez que as centrais locais estejam estabelecidas em localidades diferentes, há a necessidade de estabelecer uma conexão entre elas. Para essa finalidade, foram criadas as centrais Tandem, cuja função é interligar diversas centrais entre si. As interligações entre as centrais são conhecidas pelo nome de “Cabo Tronco”.


39


Fig. 45 Representação da ligação entre Centrais Locais via Central Tandem.

As centrais Tandem se subdividem em:

¾

−

Centrais Tandem Locais: interligam Centrais Locais entre si,

−

Centrais Tandem Interurbanas: interligam centrais interurbananas.

Linhas de junção e Rotas

Quando houver a necessidade de interligar duas ou mais centrais locais diretamente entre si, por razões de otimização econômica (como é o caso em bairros de uma cidade que tenham centrais locais, onde o volume de tráfego de ligações entre elas é muito intenso), poderá ser efetuada uma conexão especial que é denominada de Linha de J unção.


40


Fig. 46 Representação de Linha de Junção

As interconexões entre centrais sejam elas por linhas de junção ou por centrais Tandem, são denominadas Rotas. As linhas de junção que possuem interligação direta entre centrais específicas são chamadas Rotas Diretas, que são necessárias por terem alto tráfego de interesse entre elas, como é o caso que acontece entre a Central Local 1 e a Central Local 2. Por sua vez, as rotas;

Portanto, as conexões entre; Central Local 1 – Tandem Central Central Local 2 – Tandem Central São consideradas Rotas Alternativas (Figura 47).

Fig. 47 Rota Direta Rotas Alternativas Rotas


41


Central de Trânsito É uma central destinada à interligação de centrais de áreas locais diferentes. Por ela circulam o tráfego interurbano, delimitado por uma área de atendimento regional, agregando uma certa quantidade de centrais locais. Basicamente, as centrais de trânsito visam atender, de forma econômica, o fluxo de tráfego entre as áreas de comutação. Os centros de trânsito são para os centros locais o que esses últimos são para os assinantes, e se dividem em: •

Centrais de Trânsito Interurbano: interligam dois ou mais sistemas locais completos da rede nacional. Essas centrais se interligam diretamente o por meio de outra central de trânsito. Visam interconectar o volume de tráfego dos assinantes de uma região de atuação previamente estabelecida.

•

Centrais de Trânsito Internacional: visam interconectar os assinantes em nível internacional, isto é, países entre si. Situam-se em localidades específicas, normalmente em grande centros urbanos. As conexões podem ser estabelecidas por meio de cabos submarinos ou via satélite (onde a maioria das conexões ocorre atualmente).

Fig. 48 Estrutura das Centrais de Trânsito


42


Fig. 49 Distribuição das Centrais

¾ HI ERARQUI A ENTRE CENTRAI S

Entre as diferentes centrais telefônicas da “Rede de Telefonia Pública Comutada (RTPC)” se estabeleceu uma hierarquia, onde fundamentalmente os centros locais dependem hierarquicamente de centros de trânsito correspondentes. •

Centro Classe V (Local): Centro de comutação onde são ligadas; a redes

de assinantes e os troncos de conexão a outros centros locais, ou mesmo ao centro de trânsito de área. É o centro de comutação hierarquicamente mais baixo.

•

Centro de Trânsito Classe IV: Centros onde ligam-se os centros locais

ou linhas de assinantes. São as Centrais Tandem locais ou Mistas.

•

•

Centro de Trânsito Classe III: Centros onde ligam-se

os circuitos que constituem as rotas finais de centros classe IV, centros locais ou ainda linhas de assinantes, podem ser Centrais Mistas ou Tandem Locais.

Centro de Trânsito Classe II: Centros onde ligam-se

os circuitos que constituem as rotas finais de centros classe III. São as Centrais de Trânsito Interurbano. Necessariamente não têm a função de interligar centrais entre si, apenas são trânsito para o tráfego de comunicação.


43


Centro de Trânsito Classe I: Centro onde ligam-se

os circuitos que constituem as rotas finais de centros classe II. Representa o nível mais elevado da rede interurbana.

Essa central tem acesso a pelo menos uma central que processa o tráfego internacional.

Fig. 50 Representação gráficas dos centros de classes I, II III, IV e V

A quebra do monopólio interurbano (anteriormente exercido pela Embratel) a partir da privatização das telecomunicações no Brasil levou a disponibilização de opções para conexão interurbana. Assim, por exemplo, quando uma ligação é efetuada de São Paulo para Salvador (por exemplo), a primeira central de Trânsito terá alternativas de acordo com o código da Operadora escolhido pelo usuário. Eventualmente uma Operadora pode não dispor efetivamente de rota para atendimento a uma determinada região, p o r t a n t o , e l a simplesmente aluga circuitos a sua concorrente.


44


Fig. 51 Hierarquia entre Centrais

⇒

Diferentes Entroncamentos de Circuitos - Rotas

O número de circuitos em uma determinada rota depende do tráfego ou número de comunicações a serem comutadas. Em um sistema de encaminhamento como indicado na figura 52 podem ocorrer dois tipos de feixes: •

•

Os feixes normais ou finais, que interligam obrigatoriamente um centro de nível determinado com o centro de trânsito do qual ele depende hierarquicamente, e, eventualmente, aos centros que dependem dele diretamente. Representado pelas linhas horizontais no gráfico. Os feixes transversais ou de primeira escolha, são ligações eventuais entre os centros de comutação, que “fogem” a hierarquia das rotas normais, isto é, são ligações entre os centros de comutação por linhas transversais, que permitem a realização de uma comunicação direta, em caso de transbordamento de tráfego.


45


Fig. 52 Internacional

Classe I

Rota tranversal Classe I

Classe II Rota normal Classe III

Classe IV

Classe V

Um feixe de circuitos pode ser calculado para escoar todo o tráfego entre dois centros de comutação (feixe direto), ou, apenas, parte dele, sendo que neste último caso, o tráfego em excesso é desviado para um feixe alternativo. Os feixes ou rotas mais curtas são diretos quando economicamente justificáveis, como, por exemplo, entre dois centros de área adjacentes. ¾ NUMERAÇÃO TELEFÔNI CA

Cada terminal do sistema telefônico, seja ele fixo ou celular, tem associado um conjunto de números ou códigos de acesso que permitem que ele seja identificado de forma unívoca em todo o mundo. Para que isto seja possível a União I nternacional de Telecomunicações (UIT) estabeleceu recomendações para atribuição e administração dos recursos de numeração e padronizou os códigos de cada país ( country code). A Tabela 02 apresenta alguns exemplos;


46

COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS Tabela 02

Os recursos de numeração são administrados no Brasil pela Anatel que identifica os terminais telefônicos através de dois códigos: •

Código nacional O código nacional também conhecido como código de área ou DDD identifica uma área geográfica específica do território nacional. Ele é composto por 2 caracteres numéricos. A Figura 53 apresenta os códigos nacionais utilizado no Brasil.

Fig. 53


47


Código de acesso de Usuário Identifica um assinante ou terminal de uso público e o serviço ao qual está vinculado. É formado por 8 dígitos (N8 + N7 + N6 + N5 + N4 + N3 + N2 + N1) embora em algumas regiões do Brasil ainda se utilize um código de 7 dígitos. O primeiro número deste código (N8) identifica o serviço ao qual o código está vinculado, tendo a seguinte destinação ( tabela 03): Tabela 03

Obs: STFC: Sistema de Telefonia Fixa Comutada SMC: Sistema Móvel Celular SMP: Sistema Móvel Privado A Anatel controla a locação dos recursos de numeração através do Sistema de Administração do Plano de Numeração ( SAPN), disponível no seu site (www.anatel.gov.br ) com acesso para as prestadoras de serviço cadastradas. ⇒

Área de Numeração Fechada

Adota-se para áreas geográficas de alto interesse mútuo de tráfego, por exemplo, uma área metropolitana com vário município ou uma cidade isolada, uma área de numeração. Dentro dessa área, a numeração dos terminais será integrada, comum comprimento de número suficiente para a expansão demográfica e da densidade telefônica para 25-50 anos. Tabela 04

Obs.: Y ≠ 0 e Y ≠ 1


48


Código de seleção de Prestadora (CSP)

O CSP identifica a prestadora do STFC, nas modalidades Longa Distância Nacional e Longa Distância Internacional, sendo composto por 2 caracteres numéricos. Estes códigos são escolhidos pelos prestadores de serviço entre os números disponíveis estando reservados os números em que o primeiro dígito é zero e em que os dois dígitos são iguais, a tabela 05 apresenta alguns códigos. Tabela 05

⇒

Código de área e prefixo nacional

Cada área numérica é designada por um código de área, que é único e exclusivo para cada área do país e, juntamente com o número local, forma o número nacional significativo, que identifica o assinante dentro do seu país. Para chamadas ales das fronteiras da sua área numérica, o assinante deve discar o prefixo nacional, indicando ao equipamento automático que a chamada é para fora de sua área, seguido imediatamente do código da operadora e do código da área onde se situa o assinante chamado, assim, uma chamada nacional DDD será estabelecida pela discagem da seguinte seqüência;


49


Código de internacional e prefixo internacional

Cada país integrado à rede mundial tem seu código internacional, sendo que essa rede está dividida em regiões de numeração correspondente aos continentes. Ao iniciar uma discagem direta internacional (DDI), o assinante disca inicialmente o prefixo internacional (o prefixo internacional recomendado pela UIT-T é “00”). Um assinante do Brasil que deseja falar com um assinante em Estocolmo, Suécia, seguirá a seguinte seqüência de discagem;

00

46

8

YNN NNNN número do assinante em Estocolmo

código de área de Estocolmo código internacional da Suécia prefixo internacional

⇒

Código Não Geográfico

O código não Geográfico é um código utilizável em todo o território nacional, com formato padronizado, composto de 10 caracteres numéricos onde N10N9N8 Identifica de forma unívoca, em todo o território nacional, uma dada terminação de rede utilizada para provimento do STFC sob condições específicas. Foram definidas pela Anatel as seguintes séries de códigos não geográficos: Tabela 06


50


Código de Acesso a Serviços de Utilidade Pública

O código de acesso a serviços de utilidade pública é composto por 3 caracteres numéricos de formato N3N2N1, e identifica em todo o território nacional o respectivo serviço de utilidade pública. Tabela 07 Serviços Públicos de Emergência

Obs: estas chamadas devem ser gratuitas para os usuários.

Tabela 08 Serviços de Utilidade Pública

OBS: estes serviços são tarifados.


51

COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS Tabela 09 Demais Serviços de Utilidade Pública

Obs: (*) Devem ser gratuitas para o usuário, as demais podem ser tarifados como chamadas locais. Tabela 10 Serviços de apoio ao STFC

Obs: estas chamadas devem ser gratuitas para o usuário.

¾ TA RI FAÇÃO Profº Evaristo G. de Oliveira

52


A implementação, expansão e operação de um sistema de telecomunicações exige vultuosos recursos, sendo o plano de tarifação é de importância fundamental para prover os recursos à empresa operadora para adquirir equipamentos, manter funcionários, arcar com despesas gerais (energia elétrica, material de consumo, etc...).

Taxa & Tarifa O plano de tarifação disciplina os critérios O plano de tarifação disciplina os critérios de cobrança dos serviços prestados, sendo que a receita da operadora provém da cobrança de taxas e tarifas. ⇒

•

•

Taxa: refere-se a um pagamento fixo, feito de uma só vez para remunerar o serviço executado uma única vez, por exemplo, a instalação de um novo telefone à rede. O que caracteriza a taxa é seu caráter não repetitivo. Tarifa: é repetitiva e relacionada à remuneração periódica pelo serviço prestado ou aluguel de instalações, sendo que a tarifa deve cobrir os custos com a outorga da concessão, custos de operação, custos administrativos, etc...

Os custos de operação da empresa são de duas naturezas; •

•

Custos independentes do tráfego: são aqueles que ocorrem obrigatoriamente, que o assinante use ou não seu telefone. Os custos do prédio, do telefone, da linha do assinante, etc..., são em função da quantidade de assinantes, independentemente se estes usem ou não o telefone, sendo que estes custos devem ser cobertos pela tarifa de assinatura. Custos dependentes do tráfego: são aqueles proporcionais ao uso do serviço telefônico, sendo formados por; o

o

⇒

Custos de estabelecimento da ligação: são aqueles que ocorrem para o estabelecimento da conexão entre assinantes, compreendendo o custo do acionamento de órgão comum, como marcadores, registradores, processadores, etc... Custo de transmissão: refere-se àqueles proporcionais ao tempo de duração da chamada, onde se incluem; órgão de ligação, circuitos troncos, linhas interurbanas, etc...

Critérios de Tarifação

Conforme a política tarifária e a dimensão da rede, existem vários critérios de tarifação; •

Tarifação fixa (flat rate): quando se cobra do assinante uma quantia fixa por período de assinatura, independente da quantidade, duração ou distância das chamadas. Não requer equipamento de tarifação, sendo que o valor é fixado por uma média de uso,


53


Tarifa por chamada completada (message rate): é um critério em que se contam as chamadas originadas por um assinante e que foram atendidas pelo assinante ou serviço tarifável chamado. Não leva em consideração o tempo de duração da chamada nem a distância. Para a medição por chamada, temos um contador associado a cada terminal de assinante, em uma sala especial lacrada, no centro telefônico. Cada vez que o assinante origina uma chamada e esta é completada, isto é, a parte chamada atende, incrementa-se uma unidade a esse contador. O incremento desse contador entre o primeiro e o último dia do mês, indica a quantidade de chamadas completadas no mês. A central telefônica tem apenas que enviar (no início ou no fim da conversão) um pulso elétrico para fazer o contador avançar uma unidade

•

Multimedição (multimetering): é um critério em que se considera o tempo de conversação das chamadas originadas, o assinante paga pelo tempo de uso. Quando a tarifa do assinante tem que considerar o tempo de conversação, introduz-se um gerador de pulsos (de relógio) na central. Quando um assinante completa uma chamada, o gerador de pulsos comum a toda central é temporariamente conectado ao seu contador, quando o assinante chamador desligar, esse gerador é também desconectado do contador.

•

Multimedição por tempo e distância (Time-zone metering): é um critério em que se considera o tempo de conversação e a distância da chamada. Quando se utilizam simultaneamente, para distintos casos de tráfego, tarifa por chamada e multimedição, o contador é único e o preço unitário do pulso opera como uma unidade monetária para a empresa operadora. Nesse caso, o fator distância deve ser considerado e, quando a chamada for estabelecida, é registrado, a partir da central de origem, qual a direção discada, que é deduzido diretamente do número discado, pois o plano de numeração está ligado às zonas de tarifação, assim, em função dos primeiros algarismos discados (código de área ou prefixo da central de destino), classificar as distâncias de acordo com uma escala de degraus tarifários.

⇒

Bilhetagem automática

As chamadas dirigidas à rede interurbana e que usam o prefixo nacional, são tratadas por um equipamento denominado BILHETADOR AUTOMÁTICO (em analogia aos bilhetes manuais preenchidos antigamente pelas telefonistas). O bilhetador automático (Automatic Toll Ticketing Equipment, abreviadamente TT), extrai no ponto de tarifação interurbana, em todas chamadas iniciadas pelo prefixo nacional “0”, os dados relativos à identidade do chamador, o número completo do telefone chamado, a hora do atendimento, a hora da desconexão, classe da chamada, etc. Profº Evaristo G. de Oliveira

54

COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS Com os dados acima, calculam-se o tempo de conversação e a tarifa aplicável por unidade de tempo e eventual redução tarifária em função da hora ou data (feriados, domingos etc.) ⇒

Degraus tarifários

O valor da tarifa em função da distância varia de acordo com intervalos de classes de distâncias, formando uma linha quebrada em forma de escada, daí o nome de degrau tarifário. As distâncias computadas não são o comprimento das rotas de cabos ou de microondas, mas a distância geodésica entre os centros das áreas tarifárias de origem e destino. Fig. 54

Na figura 54, temos os degraus tarifários originais do Brasil, onde o Governo fixa apenas a tarifa do degrau D1 (R$ por minuto). As demais são deduzidas pela multiplicação do fator k. O degrau D1 corresponde ao valor (k = 0,050) de um pulso para cada 3 minutos de duração das chamadas locais. A estrutura dos degraus (hoje são apenas 4) foi alterada em 1989, sendo que esta figura tem apenas finalidade didática.


55

COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS ¾

SI NALI ZAÇÃO TELEFÔNI CA

A Sinalização telefônica [SOARES – 1999] [JASZENSKY – 2004] compreende todos os sinais de comando, seleção e supervisão que são trocados entre as centrais de comutação e entre a central e o aparelho do assinante, para que seja possível o estabelecimento da chamada telefônica. Estes sinais estão subdivididos nos grupos: •

•

•

•

Sinalização de assinante: é aquela referente aos sinais entre o aparelho do assinante e a Central. Sinalização acústica: é a que estabelece a integração homem-máquina e, como o próprio nome indica, consiste em uma série de sinais audíveis emitidos da central para o assinante. Sinalização de linha: são sinais destinados a efetuar a ocupação, liberação e supervisão de juntores (troncos) entre duas centrais; opcionalmente, permite o envio de sinais de tarifação. Este tipo de sinalização é processada enlace a enlace. Sinalização de registro: é a sinalização responsável pela troca de informações entre órgãos de controle das centrais visando estabelecer uma conexão. São informações relacionadas ao número do assinante chamado ou chamador, categoria e condições dos assinantes.

Fig. 55

Sinalização Ac úst ic a

Sinalização de Linha

Sinalização de Registrador

Matriz A Central A


Matriz B Central B

56


Sinalização deAssinante

A sinalização em linhas de assinante realiza as seguintes funções: •

Identificação do estado da linha: O circuito de supervisão da Central Telefônica identifica o estado das linhas dos terminais telefônicos (monofone no gancho ou fora do gancho), através da verificação da corrente que circula no circuito durante o tempo mínimo de 350 ms, conforme indicado na tabela 11 a seguir:

Tabela 11 Estado de linha do terminal telefônico

•

Emissão do número do terminal chamado: O aparelho telefônico chamador transmite à Central Telefônica as informações necessárias ao estabelecimento das chamadas. A partir do aparelho telefônico, o número do terminal telefônico pode ser enviado, e conforme já foi estudado, por intermédio de: Disco, Teclado Decádico, Teclado Multifreqüencial (DTMF).

⇒

Sinalização acústica

A Sinalização Acústica ou Audível para assinantes é o conjunto de sinais transmitidos a partir das Centrais de Comutação diretamente ao assinante, e que serão recebidos pelo mesmo sob a forma sonora, por meio de transdutores apropriados. Os sinais que compõem a sinalização acústica são os seguintes: •

Tom de Discar (TD)

•

Tom de Controle de Chamada (TCC);

•

Tom de Ocupado (TO);

•

Tom de Número Inacessível (TNI);

•

Corrente de Toque (CT).


57


Sinalização deLinha

É o conjunto de sinais destinados a efetuar a ocupação e supervisão enlace a enlace dos circuitos que interligam duas Centrais de Comutação Telefônica, e enviar pulsos de tarifação quando necessário. Fig.56 Sinalização entre Centrais

ORIGEM CENTRAL

DESTINO

JS

JE

A

CENTRAL B

SINAIS

A sinalização de linha é composta dos seguintes sinais: Tabela 12

Os sinais indicados por são enviados da Central de Origem para a Central de Destino e são denominados “ Sinais para Frente”. Os sinais indicados por são enviados da Central de Destino à Central de Origeme são denominados “ Sinais para Trás”.


58

COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS Definições •

•

•

•

•

•

•

•

•

⇒

Sinal de Ocupação: É um sinal enviado para frente, a partir do juntor de saída, para levar o juntor de entrada associado à condição de ocupação. Sinal de Atendimento: É um sinal enviado para trás, a partir do juntor de entrada, ao juntor de saída associado, para indicar que o assinante chamado atendeu. Sinal de Desligar para Frente: É um sinal enviado para frente pelo juntor de saída ao juntor de entrada associado, para liberar, na Central de Destino e depois dela, todos os órgãos envolvidos na chamada. Sinal de Desligar para Trás: É um sinal para trás, a partir do juntor de entrada, ao juntor de saída associado, para indicar que o assinante chamado desligou. Sinal de Confirmação de Desconexão: É um sinal enviado para trás, a partir do juntor de entrada, ao juntor de saída associado, em resposta a um sinal de desligar para frente, para indicar que ocorreu a liberação dos órgãos associados ao juntor de entrada. Sinal de Desconexão Forçada: É um sinal que substitui o sinal de desligar para trás a partir da Central de tarifação para a Central de Origem, após ocorrida a temporização. Sinal de Bloqueio: É um sinal enviado para trás, a partir do juntor de entrada ao juntor de saída associado, provocando o bloqueio do mesmo, enquanto durar este sinal. Sinal de Tarifação: É o sinal enviado para trás, a partir do juntor de entrada ao juntor de saída associado, a partir do ponto de tarifação por multimedição, de acordo com a cadência correspondente ao degrau tarifário. Sinal de Rechamada: É um sinal enviado para frente, a partir do juntor de saída ao juntor de entrada associado, quando uma telefonista deseja rechamar o assinante chamado (ou outra telefonista), após o desligamento do mesmo.

Tipos deSinalização deLinha

A sinalização de linha é composta por quatro variantes, e a escolha de qual delas adotar, depende fundamentalmente dos juntores e linhas de junções utilizadas na interligação de duas Centrais. As quatro variantes da sinalização de linhas são: •

Sinalização E + M pulsada: é empregada nos juntores interligados por multiplexadores, consiste na transmissão de pulsos curtos (150 +/- 30 ms) e


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COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS longos (600 +/- 30 ms), através de um canal de envio (canal M) e um canal de recepção (canal E). A conversação neste caso pode ser transmitida desde o juntor até o multiplex através de dois ou quatro fios. Fig. 57

A presença de sinais nos fios E e M é caracterizada pela presença de terra, tomando como referencial o potencial de -48 V, entre os juntores da central e os equipamentos de transmissão. Nos equipamentos de transmissão, estes pulsos são convertidos em: •

•

Tom com freqüência de 3.825 Hz (fora da faixa de voz) em nível alto, quando o equipamento é MUX FDM, Em bits 1 (um) quando o equipamento é MUX PCM.

As características dos sinais desses sistemas são: Tabela 13


60


Sinalização E +M contínua: Este sistema de sinalização somente diferencia do E + M pulsada por ter como características a presença ou ausência de sinal, portanto, a linha tem dois estados possíveis em cada direção, isto é, quatro estados de sinalização. Tabela 14

•

Sinalização por corrente contínua (de loop): A sinalização por corrente contínua (ou sinalização de loop) é normalmente usada entre centrais telefônicas interligadas por troncos a dois fios. Esta sinalização é feita por variação de resistência no juntor de saída e por inversão de polaridade no juntor de entrada, isto é, por variação de intensidade e sentido da corrente no enlace. Fig. 58


61


Sinalização R2 digital): Esta sinalização é aplicada nas interligações entre Centrais Locais e/ou Regionais, com juntores unidirecionais, através de enlaces PCM. O sistema de sinalização R2 Digital utiliza dois canais de sinalização para envio (af e bf, onde f = forward) e dois canais de sinalização para recepção (ab e bb, onde b = backward): o

o

o

o

af : indica as condições de operação do equipamento de comutação de saída. Como essas condições estão sobre controle do assinante chamador, esse canal reflete também as condições da linha do assinante chamador (monofone no gancho ou não). bf : indica falhas no equipamento de comutação de saída. ab: indica as condições da linha do assinante chamado (monofone no gancho ou não). bb: indica as condições do equipamento de comutação de entrada (livre ou ocupado).

Fig. 59 Codificação Digital para a sinalização de linha do sistema R2 Digital


62

COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS Tabela 15 Sinalização R2 Digital

X = estado “0” ou “1” iindiferente)

A escolha do sistema de sinalização de linha adequado a um dado entroncamento resulta do prévio estudo técnico-econômico, considerando o tipo de transmissão, quantidade de juntores e conversores envolvidos. Tabela 16


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Sinalização de Registradores

Esta sinalização recebe o nome de Sinalização de Registrador por ter informações trocadas entre registradores pertencentes às diversas etapas do encaminhamento de uma chamada. •

Sinalização de registrador decádica: neste modo de sinalização os dígitos são enviados por sucessão de pulsos, cuja quantidade é igual ao dígito. Exemplificando: Para o dígito “8”, são enviados oiti pulsos, e para o dígito “0” são enviados dez pulsos. A velocidade desta sinalização é de 10 pulsos por segundo, sendo que estes pulsos são gerados por abertura e fechamento de loop, tal qual é gerado pelo disco do aparelho telefônico ( figura 60). Fig. 60 Diagrama de pulsos decádicos

Tabela 17 Correspondência entre o dígito, quantidade de pulsos e o correspondente tempo gasto para a sua transmissão.

Embora este processo seja bastante simples e de baixo custo, ele apresenta certas desvantagens, como o tempo elevado na troca de sinalização, aplicação somente em centrais interligadas fisicamente (fios) e não muito distantes, pois os pulsos sofrem deformações na transmissão, e possuem somente sinais em um sentido, para frente. Profº Evaristo G. de Oliveira

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Sinalização de registrador DC: consiste na codificação dos dígitos em séries de pulsos positivos (0V) e pulsos negativos (-48V). Esta sinalização somente é empregada na troca de informações entre registradores de Centrais Telefônicas DC (é mais usado internamente na Central DC). Tabela 18 Codificação de dígitos para a Sinalização DC.

•

Sinalização Multifreqüencial Compelida (MFC): o conceito de sinalização multifreqüencial está ligada a existência na origem de um órgão emissor (Registrador de Origem / Enviador Multifreqüencial), que transmite os sinais para frente, e que são recebidos por um órgão no extremo da via, denominado órgão receptor (Registrador de trânsito ou Destino / Receptor Multifreqüencial ), entre os quais ocorrem a troca de informações necessárias a orientação dos estágios comutadores. Os registradores permanecem no circuito somente durante o estabelecimento da chamada, desconectando-se assim que forem completadas todas as fases da comutação. A sinalização do registrador MFC deve obedecer as seguintes regras básicas;

•

o

deve ser compelida,

o

deve ser multifreqüencial.

Operação compelida: a troca de sinais MFC é do tipo compelida, ou seja, os sinais para frente e os sinais para trás são interdependentes, de forma que a duração de um sinal é determinada pela recepção de outro sinal no sentido oposto como resposta ao primeiro. Assim sendo, por exemplo, um sinal para frente permanecerá, teoricamente, sendo emitido indefinidamente, pelo emissor enquanto não for recebido em contrapartida um sinal para trás.


65

COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS Fig. 61 Diagrama seqüencial da sinalização MFC

a) Início do envio contínuo do sinal para frente, contendo informação numérica, pelo emissor de sinais para frente, localizado na origem da cadeia de comutação. SINAL PARA FRENTE FREQUÊNCIAS ALTAS


66

COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS b) Recepção do sinal para frente no Receptor de Sinais para Frente e análise da informação recebida no registrador de destino.

c) Início do envio contínuo do sinal para trás, emitido pelo Emissor de Sinais para Trás, contendo informação de comando. SINAL PARA TRÁS FREQUÊNCIAS BAIXAS

d) Recebimento, no Receptor de Sinais para Trás, do sinal para trás e análise da informação contida. e) A análise da informação recebida, pelo Receptor de Sinais para trás, dá origem a interrupção do sinal para frente. f) Receptor de Sinais para frente reconhece que o sinal para frente foi interrompido.

g) O Emissor de Sinais para trás interrompe o sinal para trás. h) O Receptor de Sinal para trás reconhece que o sinal para trás foi interrompido.

Conforme for o resultado da análise do sinal de comando (sinal para trás), efetuada pelo registrador de origem, poderá ter início o envio do próximo sinal para frente (a’) dando início a um novo ciclo da sinalização MFC.

•

Caráter Multifreqüencial: Na sinalização MFC, os dados, ordens ou informações, são transferidos de um extremo a outro da cadeia de comutação através de códigos, chamados multifreqüenciais. Tais códigos são chamados multifrequenciais pelo fato de serem compostos pela emissão simultânea de duas freqüências, dentro de um grupo de “n” freqüências. Por este motivo, este código é chamado “código 2 entre n”. o

n = 5 (código “2 entre 5” ) teremos 10 códigos multifrequenciais;

o

n = 6 (código “2 entre 6” ) teremos 15 códigos multifrequenciais.

O conjunto das freqüências utilizadas na formação dos sinais multifrequenciais (MF) é dividido em dois grupos: o

Grupo de Freqüências Altas: É formado pelas freqüências utilizadas para a composição dos sinais para frente. Estas freqüências são transmitidas no sentido do estabelecimento da cadeia de comutação.


67

COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS o

Grupo de Freqüências Baixas: É formado pelas freqüências utilizadas para a composição dos sinais para trás. Estas freqüências são transmitidas no sentido inverso ao das freqüências altas.

Tabela 19

⇒

Alocação das freqüências da sinalização MFC

A faixa de freqüências vocais, efetivamente transmitidas pelos circuitos telefônicos, estende-se de 300 a 3.400 Hz. Os extremos da faixa são um pouco mais atenuados do que o restante. Por isso escolheu-se a freqüência de referência 1.260 Hz, a partir da qual são alocadas as “n” freqüências, com espaçamento de 120 Hz. As freqüências obtidas pela soma sucessiva de 120 Hz até a freqüência 1.260 Hz constituem as freqüências dos sinais para frente. As freqüências obtidas pela subtração sucessiva de 120 Hz até a freqüência 1.260 Hz constituem as freqüências dos sinais para trás, conforme ilustrado na figura 62. Fig 62 Alocação das freqüências da sinalização MFC


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COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS Foi adotado para cada uma das freqüências desses grupos um número de ordem (ou índice) e um peso. Assim, o número do código (1 a 15) é obtido através da soma do índice da freqüência mais próxima de 1260 Hz com o peso da outra freqüência. Exemplo: Qual é o código formado pelas freqüências; 1740 Hz e 1860 Hz. Índice (1740 Hz) = 3 + peso (1860 Hz) = 7 número do código: 10

Tabela 20 Composição dos Códigos Multifrequenciais


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COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS De acordo com o sentido em que são transmitidos, os sinais que compõem a sinalização MFC se dividem em dois grupos: •

Sinais para Frente: Os sinais para frente são divididos em Grupos I e Grupo II. Os sinais do Grupo I referem-se a informações numéricas e informações de controle. Os sinais do Grupo II referem-se as informações de tipo de assinante chamador (categoria de assinante). Tabela 21 Significado dos sinais para frente


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Sinais para Trás: Os sinais para trás são divididos em dois grupos denominados Grupo A e Grupo B. A passagem de um grupo para outro é determinada pela Central Destino. Os sinais do Grupo A são sinais referentes a solicitações para possibilitar o estabelecimento da conexão. Os sinais do Grupo B são sinais referentes ao estado (livre, ocupado, etc.) e o tipo de assinante chamado (categoria do assinante B). Tabela 22


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Sinalização Associada a Canal Associado (CAS: Channel Associated Signalling)

A relação entre as funções de sinalização e controle nas centrais de comutação tem sido o principal fator de desenvolvimento dos sistemas de sinalização. Nas centrais analógicas as funções de controle estavam intimamente ligadas às funções de comutação. Neste caso, os caminhos físicos de sinalização e de voz são os mesmos, sendo por isso designados por sistemas de sinalização de canal associado ou CAS ("Channel Associated Signalling").

A informação de sinalização é transferida no mesmo circuito em que irá passar a voz durante a conversação. Fig. 63 Sinalização por Canal Associado

Numa fase seguinte, separaram-se as funções de comutação das funções de controle, tornando-se possível usar computadores para realizar as funções de controle, obtendo-se uma maior flexibilidade e redução de custos. As centrais que usam computadores para realizar o controle são chamadas de Centrais de Programa Armazenado (CPA). ⇒

Sinalização por Canal Comum (CCS: Common-Channel Signalling)

Na sinalização em canal comum ou CCS (" Common Channel Signalling"), é usado um caminho comum para um determinado número de circuitos de sinalização, o que leva a existirem caminhos diferentes para a voz e sinalização. O sistema de sinalização em canal comum, desenvolvido pelo antigo CCITT (atual ITUT) é chamado " CCITT Common Channel Signalling System Number 7", popularmente conhecido por SS7 que é o sistema de sinalização adotado pelas operadoras de serviços de telefonia pública.

O principal objetivo da SS7 é proporcionar um sistema de sinalização de aplicação geral, normalizado internacionalmente, que seja otimizado para operação em redes digitais, satisfaça as necessidades atuais e futuras dessas redes e que seja confiável na presença de distúrbios. Para tanto, o SS7 foi baseado no Modelo OSI.


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COMUTAÇÃO CO MUTAÇÃO E CENTRA CENTRAII S TELEF TELE F ÔNI NICAS CAS Fig 64 Hierarquia SS7

A rede de sinalização por canal comum é composta de Pontos de Sinalização (PS) interconectados através de enlaces de sinalização a Pontos de Transferência de Sinalização (PTS), como mostrado na figura 65. Fig 65 Rede CCS

•

•

Ponto de Sinalização (PS): é uma central telefônica que esteja equipada com um hardware e software para converter sinais de controle entre centrais em pacotes de mensagens. O PS então transmite os pacotes os pacotes na rede SS7. Enlaces de Sinalização: são canais separados que carregam pacotes de mensagens sobre o sistema SS7. Por se utilizar de pacotes, um enlace de sinalização pode rotear mensagens de muitas chamadas de uma vez. Nenhum enlace é utilizado utilizad o exclusivament exclu sivamentee para uma única ú nica chamada. ch amada.


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COMUTAÇÃO CO MUTAÇÃO E CENTRA CENTRAII S TELEF TELE F ÔNI NICAS CAS •

Ponto de Transferência de Sinalização(PTS): é um comutador centralizado que recebe e roteia pacotes de mensagens mensagens de muitos pontos de sinalização na rede. Após receber um pacote de mensagem, o PTS interpreta seu campo de endereço, que identifica o destino da chamada solicitada. O PTS então determina a rota apropriada, e alerta todos os pontos de sinalização aolongo da rota sobre a chamada entrante.

•

Ponto de Controle de Serviço(PCS): é um banco de dados centralizado que armazena as informações necessárias para a sinalização de serviços especiais.

Os blocos funcionais da arquitetura SS7, figura 66, são definidos como: Fig 66 Blocos Funcionais SS7

•

•

•

•

•

MTP Nível 1 (Message Tranfer Part): executa funções de enlace de dados e características físicas. Este nível define os requisitos a serem obedecidos pelo circuito físico, normalmente um canal PCM a 64 Kbps MTP Nível 2: opera com funções de enlace de sinalização. Essas funções definem os procedimentos procedimentos para a transferência confiável de mensagens de sinalização, ou seja, delimitação de mensagens, detecção e correção de erros. MTP Nível 3: atua com funções de nível de rede de sinalização, estabelecendo procedimentos para controlar o encaminhamento (roteamento) das mensagens de sinalização, compreende também funções de gerenciamento da rede SS7. SCCP (Sinalling Connection Control Part): porvê funções adicionais à MTP que completam a camada 3 do Modelo OSI, como o oferecimento de serviços orientados ou não orientados à conexão e tradução de dígitos discados para códigos dos pontos de sinalização para roteamento de mensagens. Este protocole protocol e é utilizado util izado para p ara acessar acess ar o PCS PC S (da rede r ede inteligente) inte ligente).. TUP (Te Tele lep phone Use User Pa Part rt)): define as funções e procedimentos de sinalização necessários ao uso do SS7 para o controle de chamada telefônica.


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COMUTAÇÃO CO MUTAÇÃO E CENTRA CENTRAII S TELEF TELE F ÔNI NICAS CAS •

•

•

ISUP (ISDN User Part): define as funções e procedimentos ao oferecimento de serviços comutados e facilidades aos usuários para aplicações de voz e dados na RDSI (Rede Digital de Serviços Integrados). TCAP TCAP (Tra (Tran nsaction ion Ca Cap pability ility App Applica lication ion Pa Part rt)): são os protocolos e serviços da camada de aplicação. AE (Application Entity): representa as funções de comunicação de um processo de aplicação. apli cação. Exemplo: aplicação de operação e manutenção.

⇒

Estrutur strutura a deM ansag ansage ens SS7

Uma mensagem de sinalização ( MSU – Message Signalling Unit) do SS7 é um conjunto de informações pertencentes a uma chamada ou a uma transação de gerenciamento. Há três tipos de MSU, cada uma com seu conteúdo específico: •

•

•

MSUs com informação de sinalização de usuários (MSU-TUP ou MSU-isup), MSUs com informação de sinalização para o gerenciamento da rede, Signalling Network management management (MSU-SNM), MSUs com informação de sinalização para teste e manutenção da rede, Signalling Network Testint (MSU-SNT).

Fig 67 Formato de Mensagens SS7 do tipo MSU-TUP

Os campos pintados representam as funções do enlace de sinalização, isto é, funções de camada 2. •

•

Flag: Flag: indica o início e o fim da mensagem. retransmissão, pelo lado transmissor, quando Corr (Error Correction): inicia a retransmissão, pelo um erro de transmissão foi detectado pelo lado receptor.


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•

•

•

LI (Length Indicator): indica o número de octetos que vêm após o campo LI e até o campo CK (LI > 2). SIO (Service Information Octec): indica a rede envolvida, permitindo distinguir entre mensagem nacional ou internacional. Indica, também, o tipo de usuário (TUP ou ISUP). SIF (Signalling Information Fiend): transporta a mensagem propriamente dita dos usuários MTP. Contém rótulo, cabeçalho e dados. CK (Checksum): é usado para detectar erros de bit durante a transmissão.

O campo SIF é composto pelos seguintes elementos; •

•

•

•

DPC: identifica o destino, isto é, o nó da rede de sinalização para o qual a mensagem é endereçada. OPC: identifica o transmissor, isto é, o nó da rede de sinalização do qual a mensagem é enviada. CIC: identifica o circuito tronco por onde será completada a chamada. H0, H1: esses dois cabeçalhos juntos formam os códigos que indicam o tipo de informação no SIF. Ex.: mensagem de endereço inicial , InitialAddress Message – IAM.

•

Data: a informação transportada no SIF pode ter até 256 octetos. informação destina-se a usuários, gerenciamento ou teste.


Essa

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COMUTAÇÃO E CENTRAIS TELEFÔNICAS Bibliografia

Telecomunicações Evolução e Revolução Antonio Martins Ferrari Ed. Érica Planejamento de Centrais Telefônicas Automáticas Volume 1 Trautmann Ed. Edgard Blucher Ltda Tecnologia de Centrais Telefônicas Vicente Soares Neto Francisco Teodoro Assis Carvalho Ed. Érica Telefonia Digital Marcelo Sampaio de Alencar Ed. Érica Telefonia Básica Informativo Técnico Volume XI Siemens Telefonia Básica Arnaldo Megrich Editele - 1980 Entendendo Telecomunicações Ericsson Comutação em Telecomunicações INATEL Kit Didático Central Telefônico BIT9 Apresentação: Comutação Conceitos Básicos Profº Paulo J. da Costa Cunha Profº Selmar Tarcísio Mendes PUC Minas Apostila Sistema de Telecomunicações I UFRN


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Apostila Comutação e Centrais Telefonicas

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