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Central Telefônica:

A central telefônica é o elemento de rede responsável pela comutação de sinais entre os usuários. As centrais são interligadas por entroncamentos de cabos ópticos ou cabos de pares.

Vantagens da CPA (Controle por programa armazenado):

  • Flexibilidade – Como a central é controlada por um programa residente que permite alterações é possível, por exemplo, re-configurar a central sem que ela tenha que ser desligada. Isso pode ser feito, inclusive, remotamente pelo fabricante;

  • Facilidade para os assinantes – Centrais de programa armazenado (CPA) permitem um conjunto amplo de facilidades para os assinantes, incluindo:

  • Discagem abreviada;

  • Transferência de chamadas;

  • Restrição às chamadas recebidas;

  • Conta telefônica detalhada;

  • Identificação de chamadas maliciosas.

  • Facilidades administrativas – São facilidades operacionais, do tipo:

  • 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 – As conexões pode ser estabelecidas através de circuitos digitais muito rapidamente, em tempos da ordem de 250 ms. Além disso, a repetição automática das chamadas na própria central pode ser programada, para evitar congestionamento na rede.

  • Economia de espaços: Isso ocorre em vista das dimensões reduzidas das centrais de programa armazenado;

  • Facilidades de Manutenção – Os equipamentos da CPA têm um menor taxa de falhas, em relação aos usados em centrais convencionais, em função de não terem partes móveis;

  • Qualidade da conexão;

  • Potencial para outros serviços;

  • Custo;

  • Tempo de instalação.

Estrutura de uma Central Temporal:

As centrais utilizam a comutação de circuitos, o que torna a fase de estabelecimento da ligação a parte mais importante e complexa do processo. As conexões permanecem por toda a duração da chamada. Tendo em vista que a central telefônica funciona como uma rede em estrela, não existem problemas de roteamento interno e o congestionamento eventual ocorre na própria central.

Estabelecimento de uma ligação telefônica na central:

Ass, A Central Ass. B

Sinal indicando o telefone

fora do gancho. Identificando o ass.A

Tom de discar

Memória alocada para os

dígitos de endereço e conexão

Dígitos de de órgãos comuns

endereços

Análise de dígitos e busca de

circuitos de saída

Tom de chamada Comutação efetuada Sinal sonoro de

telefone chamando

Sinal de

Atendimento

Conversa Disconecta sinal sonoro Conversa

e tom de chamada

Supervisão da chamada

Sinal indicando o

telefone no gancho Equipamentos desconectados Sinal para trás

indicando o

telefone no

gancho

A central telefônica é composta de três estruturas básicas:

  • Processador central:

Realiza a gerência de todas as operações da central. O controle é feito em dois níveis:

  1. O nível de controle regional encarrega-se da tarefas mais simples, específicas ou de grande freqüência;

  2. O nível de controle central encarrega-se das tarefas mais complexas ou eventuais.

O processador central também fornece dados para supervisão e aceita comandos externos para operação e manutenção, apoiando-se em dois tipos de arquivos:

  1. Arquivo semipermanente;

  2. Arquivo temporário.

  3. Conjunto de programas;

  4. Estrutura de comutação digital.

Estrutura do Software de uma CPA-T:

O processador central da CPA-T é geralmente um computador de processo com um projeto especializado. O sistema operacional engloba os programas orientados para o sistema, tais como: controle e execução dos programas, procedimentos de entrada e saída e temporização, além de funções de segurança. O software de aplicação inclui programas orientados para o usuário que realizam tarefas de processamento das ligações, de operação e manutenção, supervisão e controle de tráfego.

Comutação Digital:

A comunicação por telefone começou com vias de conversação individuais, o que quer dizer, para cada ligação telefônica era necessário comutar um par de fios. Devido ao grande número de linhas dispostas fisicamente lado a lado, esta estrutura foi denominada de multiplexação por divisão de espaço.

Como a implantação da rede de linhas físicas absorve a maior parcela do investimento, pensou-se na utilização múltipla destas linhas, pelo menos na rede de longa distância. Este esforço levou à técnica de multiplexação por divisão de freqüências (FDM), onde uma faixa larga de freqüência é dividida em faixas parciais estreitas. Os sinais telefônicos são convertidos em faixas parciais através da modulação com diferentes ondas senoidais (portadoras) e assim transmitidas. Como as portadoras são moduladas pelo sinal telefônico, este método também é denominado de método de freqüência portadora. Após uma demodulação na recepção, estes sinais estão disponíveis novamente em sua forma original. O método de freqüência portadora é ainda hoje um método usual e econômico de transmissão.

Outra possibilidade de multiplexação é a técnica de multiplexação por divisão de tempo (TDM). Aqui os sinais telefônicos não são transmitidos lado a lado na faixa de freqüência como na multiplexação por divisão de freqüência, mas sim, deslocados no tempo, num período com 32 “time slots”. Esta subdivisão se repete a cada 125 ms em períodos subsequentes. A um sinal telefônico é atribuído um ‘time slot’ em cada período subsequente.

A técnica digital não é só apropriada para fins de transmissão, mas também traz grandes vantagens na comutação. As reais vantagens do sistema digital são obtidas quando os sistemas de transmissão e as centrais telefônicas de comutação utilizam técnicas digitais em conjunto com multiplexação por divisão de tempo.

São usados dois princípios de comutação:

  1. Comutação temporal;

  2. Comutação espacial.

    Comutação temporal:

    Basicamente uma central temporal opera por um processo de escrita e leitura de dados em uma memória. O número máximo de canais c que pode ser tolerado por uma central de memória singela é :

    C= 125 / 2 tc

    Em que tc representa o tempo de ciclo da memória em microssegundos (ms) e 125 é o tempo de repetição do quadro, também dado em microssegundos, para um sinal de voz amostrado a uma taxa de 8K amostras/s.

    Características do comutador temporal:

  3. Processo de comutação: redisposição dos ‘time slots’ das palavras de código.

  4. Livre de bloqueio: todas as palavras de código entrantes podem ser transmitidas quando a quantidade de ‘time slots’ a da linha multiplex de entrada for menor ou igual à quantidade de ‘time slots’ b da linha multiplex da saída.

  5. Acessibilidade plena: toda palavra de código entrante pode ser comutada a todo ‘time slot’ de saída.

  6. Alto rendimento e tamanho reduzido: os elementos de controle e de memória compõem-se de circuitos semicondutores de alta escala de integração.

    Limitações da comutação temporal:

    A comutação temporal apresenta certas limitações:

  7. A matriz de comutação tem uma capacidade limitada pelo tamanho do quadro, mas o número de assinantes da rede telefônica é bem superior ao tamanho dos quadros TDM usuais.

  8. A comutação temporal-espacial tem estrutura mais complexa e exige operação mais rápida, além de memórias com maior capacidade.

  9. O sistema é limitado pela capacidade do TDM final utilizado, sendo prático para sistemas de baixa capacidade como o PABX digital.

    Comutação Combinada – Bidimensional

    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 espacial ( para mudar a informação de quadro). As combinações de estágios temporais e espaciais apresentam as seguintes características:

  10. O sistema STS engloba um estágio de comutação espacial, um de comutação temporal e outro espacial. Permite usar recursos de concentração e expansão.

  11. O sistema TST amplia a capacidade de acesso, porque o elemento de comutação espacial funciona como um estágio de distribuição;

  12. O sistema TSST reúne as características de Ter ampla capacidade de acesso e dispor de recursos de concentração e expansão.

  13. O sistema TSSST tem ampla capacidade de acesso, dispõe de recursos de concentração e expansão e reduzida característica de bloqueio.

A expansão geralmente não é usada em centrais locais. Nesse caso, como as linhas de assinantes estão usualmente pouco carregadas, a concentração é utilizada. As centrais tandem, por seu turno, não usam concentração porque seus troncos estão usualmente muito carregados. A expansão também não é utilizada em centrais tandem.

Por outro lado, os enlaces de longa distância e principalmente os circuitos internacionais são muito caros, de forma que os juntores das centrais associadas se tornam relativamente baratos. Como é indesejável manter circuitos dispendiosos inativos, por conta de bloqueio em uma central, utiliza-se expansão nas centrais trânsito e internacionais. Assim, assegura-se que a perda por conta do bloqueio seja menor que àquela em função de congestionamento de rotas de saída.

Comparação entre os projetos de centrais temporais:

Projeto Complexidade Capacidade Custo

do controle em ‘time slots’

T Baixa 1.000 Baixo

STS Baixa 5.000 Moderado

TST Moderada 10.000 Moderado

TSSSST Elevada 100.000 Alto

Comutação espacial:

Características do comutador espacial:

  1. Processo de comutação: as palavras de código mantém o seu ‘time slot’, mas podem ser atribuídas aleatoriamente às linhas multiplex de saída;

  2. Livre de bloqueio: quando n ³ m

    (m= linhas multiplex de entrada; n= linhas multiplex de saída);

  3. Acessibilidade plena: toda palavra de código pode ser transferida a cada linha multiplex de saída;

  4. Alto rendimento e tamanho reduzido: o comutador espacial é formado por circuitos eletrônicos de alta escala de integração. As portas têm funções múltiplas.

Diferenças básicas entre o comutador temporal e espacial:

Em ligações através de um comutador temporal, as palavras de código trocam de ‘time slots’ entre a entrada e a saída. Em ligações através de um comutador espacial, as palavras de código trocam de linhas multiplex, permanecendo contudo no mesmo ‘time slot’.

Multiplexação

FDM= multiplexação por divisão de freqüências

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

  1. 108 KHz.

Faixas de freqüências subdividida em 12 faixas parciais de 4 HHz cada.

TDM= multiplexação por divisão de tempo – os sinais telefônicos são deslocados no tempo.

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