UniFOA - Curso Seqüencial de Redes de Computadores Disciplina: Sistemas de Telecomunicações 4º período Professor: Maurício AULA 02 Telefonia Fixa

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1 Introdução UniFOA - Curso Seqüencial de Redes de Computadores Com o aparecimento dos sistemas de comunicação móvel como a telefonia celular, o termo telefonia fixa passou a ser utilizado para caracterizar os sistemas telefônicos tradicionais que não apresentam mobilidade para seus terminais. Figura 1 Estrutura do sistema de telefonia fixa Um sistema de telefonia fixa é constituído basicamente dos seguintes elementos: Terminal telefônico O terminal telefônico é o aparelho utilizado pelo assinante. No lado do assinante pode existir desde um único terminal a um sistema telefônico privado (por exemplo, PABX) para atender a uma empresa ou um call center. Um terminal é geralmente associado a um assinante do sistema telefônico, existindo também os Terminais de Uso Público (TUP s) conhecidos popularmente como orelhões. Rede de acesso A rede de acesso é responsável pela conexão entre os assinantes e as centrais de um sistema telefônico convencional. Trata-se do conjunto de cabos de assinantes e cabos troncos que atendem uma determinada localidade, associado a dutos, ferragens, postes, etc. Ref: S. de Alencar; Wirth; Teleco; Dodd; P Bernal; A Pallares; Colcher, Soares e Lemos 1

2 Central Telefônica UniFOA - Curso Seqüencial de Redes de Computadores Representa o subsistema mais importante da rede de telefonia e tem como funções principais a gerência, distribuição, concentração, interligação e tarifação das chamadas produzidas pelos assinantes. A finalidade básica de uma central telefônica é fazer a comutação, ou seja, a interconexão ou chaveamento de um assinante com outro. Em uma central analógica, por exemplo, este processo é realizado através de diversos estágios de seletores rotativos eletromecânicos. No caso de uma central digital, todo este processo de comutação é realizado automaticamente através de processamento computadorizado. Existem vários tipos de tecnologias de centrais automáticas de comutação, dentre os quais destacam-se: Centrais Passo-a-passo, Barras cruzadas (crossbar) e Controle por Programa Armazenado (CPA). Figura 2 Mecanismos de centrais eletromecânicas tipo passo-a-passo. As centrais telefônicas evoluíram tecnologicamente, passando das centrais totalmente eletromecânicas da década de 1960 para os dispositivos de comutação semi-eletrônica na década de Nesse período as funções lógicas de comando e controle são executadas por dispositivos eletrônicos e a conexão permanece eletromecânica. Na década de 1980 surgiram as centrais de comutação totalmente eletrônicas, na qual as funções lógicas de comando, controle e conexão são executadas por dispositivos eletrônicos. Essas centrais utilizam computadores e são conhecidas como Centrais de Programa Armazenado (CPA s). O controle por programa armazenado utilizado nas centrais atuais apresenta uma série de vantagens sobre os sistemas eletromecânicos anteriormente utilizados: Flexibilidade: Permite alterações e reconfigurações na central sem que ela tenha que ser desligada. Essa operação pode ser realizada localmente ou remotamente; Ref: S. de Alencar; Wirth; Teleco; Dodd; P Bernal; A Pallares; Colcher, Soares e Lemos 2

3 Facilidades para os assinantes: A CPA permite facilidades como discagem abreviada, identificação de chamadas, restrição de chamadas, siga-me, etc; Facilidades administrativas: Facilidades operacionais como mudanças de roteamento, produção de relatórios e estatísticas detalhados, controle mais eficiente das facilidades de assinantes, etc; Velocidade no estabelecimento de ligações: Por utilizarem dispositivos eletrônicos, a velocidade de conexão é muito alta (da ordem de 250µs); Economia de espaço: As CPA s têm dimensões reduzidas em comparação com as antigas centrais eletromecânicas; Facilidades de manutenção: Menor índice de falhas uma vez que não possuem peças móveis; Qualidade de conexão: Todo o processo de comutação é digital, não sendo produzidos ruídos de comutação mecânica que afetam a qualidade da conexão; Custo menor: Com um índice de manutenção mais baixo, uma maior eficiência em termos de serviços, as centrais de programa armazenado oferecem uma ótima relação custo / benefício; Tempo de instalação: Tempo menor de instalação ou ampliação em relação às centrais eletromecânicas. Classificação das Centrais Telefônicas 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: Central Local É a central telefônica que atende os assinantes de uma determinada região, por exemplo, alguns bairros de uma cidade. Normalmente fica localizada no centro geográfico da sua região de influência, possuindo uma área não superior a 5 Km, para não haver o comprometimento de qualidade do sinal. Ref: S. de Alencar; Wirth; Teleco; Dodd; P Bernal; A Pallares; Colcher, Soares e Lemos 3

4 A sua capacidade pode variar de acordo com o número de assinantes atendidos. Cada central local possui um prefixo comum e quando o número de assinante extrapola a capacidade da central, novos centrais são criadas e interligadas através de um cabo tronco. Figura 3 Estrutura de Central Local Central Tandem Na medida que o número das centrais locais começam a aumentar, as interligações através de um cabo tronco ficam praticamente inviáveis, pois cada vez mais um número maior de cabos serão necessários. Para solucionar este problema, surgiram as centrais Tandem, cuja principal função é proporcionar o trânsito entre centrais locais ou interurbanas. São centrais especiais que comutam chamadas de diversas centrais locais e que se interligam através de cabos troncos próprios. Estas centrais podem atender várias centrais de uma mesma cidade ou servir para atender várias cidades de uma mesma região de um estado. Figura 4 Estrutura de Central Tandem Ref: S. de Alencar; Wirth; Teleco; Dodd; P Bernal; A Pallares; Colcher, Soares e Lemos 4

5 Central Trânsito UniFOA - Curso Seqüencial de Redes de Computadores Interliga dois ou mais sistemas locais, interurbanos ou mesmo sistemas de comutação com outros países. Hierarquia de Centrais Os níveis hierárquicos entre as centrais da rede pública de telefonia são chamados de classes e estão organizados da seguinte maneira: Central Trânsito classe I Representa o nível mais elevado da rede interurbana. Essa central tem pelo menos acesso a uma central internacional; Central Trânsito classe II Central trânsito interurbana, subordinada a uma central classe I; Central Trânsito classe III Central trânsito interurbana, subordinada a uma central classe II; Central Trânsito classe IV Central trânsito interurbana, subordinada a uma central classe III e interligada a centrais locais. Figura 5 - Estrutura hierárquica das centrais telefônicas fixas Ref: S. de Alencar; Wirth; Teleco; Dodd; P Bernal; A Pallares; Colcher, Soares e Lemos 5

6 Centrais Privadas: PBX UniFOA - Curso Seqüencial de Redes de Computadores Um PBX (Private Branch exchange) é um sistema de comutação privado de ramais telefônicos, que comuta as chamadas entre os usuários de uma rede local e permitindo que um número limitado de usuários compartilhem as linhas externas da operadora de telefonia. A proposta principal de um sistema PBX é reduzir os custos na aquisição de linhas de telefonia para os usuários de uma empresa. Originalmente os sistemas PBX eram totalmente analógicos. Atualmente utilizam a tecnologia de comutação digital com interfaces analógicas para atender aos serviços de chamadas externas. Um PBX inclui um tronco telefônico (múltiplas linhas), um sistema de gerenciamento da comutação das chamadas dentro do PBX e para fora, as linhas internas e um console de operação. PABX Um PABX (Private Automatic Branch exchange) é um sistema automático de comutação telefônica em uma rede privada. São uma evolução dos sistemas PBX. Alguns fabricantes distinguem seus sistemas criando tipos específicos de comutação de ramais. Existem sistemas de comutação computadorizada (CABX) e sistemas privados eletrônicos (EPABX). Destacam-se as seguintes aplicações: - Conexão à central pública; - Acesso a RDSI (rede digital de serviços integrados); - Acesso a DDR (discagem direta a ramal); - Interface para rede de dados; - Busca automática. Benefícios: - Várias soluções adaptáveis ao porte, tipo de atividade e características da Empresa; - Preços e condições comerciais competitivos, de acordo com a sua necessidade de comunicação. Facilidades Adicionais: - Correio de voz; - Mesa operadora digital; - Atendimento automático integrado; - Distribuição automática de chamadas; - Integração computador/ telefone; - Sistema de tarifação por ramal. Ref: S. de Alencar; Wirth; Teleco; Dodd; P Bernal; A Pallares; Colcher, Soares e Lemos 6

7 Funções da Central Telefônica As funções principais das centrais telefônicas continuam basicamente as mesmas desde sua invenção no século XIX: Atendimento O sistema executa a monitoração de todas as linhas para identificar pedidos de chamada. O atendimento implica na disponibilização de recursos para o estabelecimento da chamada; Recepção da informação Além dos sinais de solicitação e término da chamada, a central recebe informações como endereço da linha chamada e serviços de valor adicionado; Processamento da informação O sistema processa as informações recebidas para definir as ações a serem tomadas; Teste de ocupado O sistema faz teste para verificar a disponibilidade do circuito de saída requerido; Interconexão Para uma chamada entre dois usuários, três conexões são realizadas na seguinte seqüência: o Ligação para o terminal que originou a chamada; o Ligação com o terminal chamado; o Conexão entre os dois terminais; Alerta Depois de realizada a conexão, o sistema alerta o assinante chamado enviando um tom característico para o assinante que chama; Supervisão de chamada Ocorre durante todo o tempo para tarifação e determinação do instante em que o circuito deve ser desconectado; Envio de informação Ocorre sempre que o assinante está conectado em outra central. A central de origem deve enviar informações para serem processadas pela central de destino. Conexão A central telefônica ou central de comutação estabelece circuitos temporários entre assinantes permitindo o compartilhamento de meios e promovendo uma otimização dos recursos disponíveis. A central a que estão conectados os assinantes de uma rede telefônica em uma região é chamada de Central Local. Ref: S. de Alencar; Wirth; Teleco; Dodd; P Bernal; A Pallares; Colcher, Soares e Lemos 7

8 Para permitir que assinantes ligados a uma Central Local falem com os assinantes ligados a outra Central Local são estabelecidas conexões entre as duas centrais, conhecidas como circuitos troncos. No Brasil um circuito tronco utiliza geralmente o padrão internacional da UIT para canalização digital sendo igual a 2 Mbps ou 1 E1. Em uma cidade podemos ter uma ou várias Centrais Locais. Em uma região metropolitana pode ser necessário o uso de uma Central Tandem que está conectada apenas a outras centrais, para otimizar o encaminhamento do tráfego. As centrais denominadas Mistas possuem a função local e a função tandem simultaneamente. Estas centrais telefônicas locais estão também interligadas a Centrais Locais de outras cidades, estados ou países através de centrais de comutação intermediárias denominadas de Centrais Trânsito. As Centrais Trânsito são organizadas hierarquicamente conforme sua área de abrangência sendo as Centrais Trânsito Internacionais as de mais alta hierarquia. É possível desta forma conectar um assinante com outro em qualquer parte do mundo. Chamadas entre redes de computadores As linhas telefônicas dos vários assinantes chegam às centrais telefônicas e são conectadas entre si quando um assinante (A) deseja falar com outro assinante (B). Convencionou-se chamar de A o assinante que origina a chamada e de B aquele que recebe a chamada. Comutação é o termo usado para indicar a conexão entre assinantes. Daí o termo Central de Comutação ( switch ). A fase de estabelecimento da ligação é a parte mais importante e complexa do processo de estabelecimento de uma chamada. Em tais sistemas, as chamadas são conduzidas de um computador ou terminal para outro, através de diversos centros de comutação. A interconexão de um computador ou terminal a outro pode ser estabelecida através de diversas centrais, podendo haver trajetórias alternativas para a transmissão dos dados. Dessa maneira, pode ser estabelecida uma rota completamente diferente entre um mesmo terminal e um computador em duas chamadas seqüenciais. A comutação de circuitos na rede pública de telecomunicações requer ainda um certo tempo para o estabelecimento da conexão, o que retarda a transmissão por um período de tempo relativamente longo em alguns casos, se comparado com os espaços de tempo requeridos para os serviços de comunicação de dados. Uma outra desvantagem que a comutação de circuitos possui provem do fato de que, não podendo ser estabelecida antecipadamente qual linha física que será utilizada, não há meios de equalizá-la a fim de garantir uma transmissão mais confiável. Por esta razão, a transmissão de dados neste tipo de rede é efetivada somente com taxas de transmissão mais baixas. Ref: S. de Alencar; Wirth; Teleco; Dodd; P Bernal; A Pallares; Colcher, Soares e Lemos 8

9 Sinalização A sinalização é responsável pela transferência de informação de controle entre a rede de comutação (centrais telefônicas) e os assinantes, sendo responsável pelo estabelecimento, manutenção e desconexão das ligações. Por exemplo, a sinalização entre a central telefônica e o assinante indica se o assinante pode enviar o número para quem quer ligar (sinal de linha), se o número para o qual se quer ligar está ocupado (sinal de ocupado), se o número para o qual se quer ligar está disponível e está à espera de ser atendido (sinal de chamada) entre outros sinais. A sinalização tem como funções gerais: Alerta o toque de chamada no telefone do assinante, ou o levantar do telefone do gancho por parte de um assinante, geram sinais de alerta. Endereçamento o número de telefone do destinatário deve ser transmitido pelo assinante de origem. O número telefônico do destinatário pode ser transmitido através de impulsos de corrente (Decádico) ou por combinação de duas freqüências (DTMF Dual Tone Multifrequency); Supervisão As centrais de comutação necessitam saber quais as linhas inativas ou em utilização; Informação O sinal de linha, o sinal de ocupado, o sinal de chamada e gravações enviadas para o assinante são sinais de informação; Tarifação e Gerência da rede sinais específicos são usados para efeitos de manutenção, diagnóstico e operação. Estrutura da Rede de Telefonia Fixa A rede telefonia fixa é definida como uma rede pública comutada de telecomunicações que serve de suporte à transferência entre pontos terminais da rede em locais fixos, de voz e de informação de áudio com largura de banda de 3,1 KHz (300Hz 3400Hz) como suporte para o serviço fixo de telefonia, as comunicações fac-símile do grupo III, de acordo com as recomendações ITU-T e a transmissão de dados na faixa de voz, através de modems com taxas de transmissão de, pelo menos, 2400bps, de acordo com as recomendações ITU-T série V. As centrais telefônicas digitais diferem das redes de computadores basicamente na técnica de comutação utilizada. Como mencionado anteriormente, as centrais utilizam a modalidade de comutação de circuitos, com uma taxa de transmissão de 64Kbps e utilizam uma topologia em estrela, com os elementos de comutação localizados no centro da estrela. Ref: S. de Alencar; Wirth; Teleco; Dodd; P Bernal; A Pallares; Colcher, Soares e Lemos 9

10 Serviço Local UniFOA - Curso Seqüencial de Redes de Computadores A operadora que presta o serviço local é aquela que possui a central local e a rede de acesso à qual o terminal do assinante está conectado. É considerado serviço local aquele destinado à comunicação entre dois terminais fixos em uma área geográfica contínua de prestação de serviços e definida segundo critérios técnicos e econômicos, como uma área local. Uma área local corresponde normalmente ao conjunto de localidades de um município. Figura 6 - Serviço local Se em uma área local existirem duas operadoras prestando serviço de conexão local, deverá haver interconexão entre estas redes, tornando possível a ligação local entre assinantes destas duas operadoras. Neste caso, para uma chamada normal, o assinante originador da chamada paga a ligação à sua operadora local e esta remunera a outra pelo uso de sua rede. Na chamada a cobrar, a situação se inverte. A regra é simples: a operadora que cobra do cliente pelo serviço prestado paga à(s) outra(s) pelo uso de sua(s) rede(s). Serviço de Longa Distância O Serviço de Longa Distância é aquele destinado à comunicação entre dois terminais fixos situados em áreas locais distintas no território nacional ou localizados em países diferentes. Uma ligação de longa distância nacional pode envolver normalmente três operadoras. A operadora local 1 que presta o serviço local ao assinante que origina a chamada, a operadora local 2 que presta o serviço local ao assinante que recebe a chamada, e a operadora de longa distância. Como é possível haver várias operadoras de longa distância prestando este serviço entre estes dois locais, a regulamentação estabelecida atualmente permite que o usuário escolha a prestadora do serviço de longa distância de sua preferência, chamada a chamada, através do código de seleção de prestadora (CSP). Ref: S. de Alencar; Wirth; Teleco; Dodd; P Bernal; A Pallares; Colcher, Soares e Lemos 10

11 Nas ligações de longa distância internacionais, mais operadoras podem ser envolvidas para possibilitarem a conexão entre os dois terminais fixos. Figura 7 Serviço de longa distância Callback Também conhecido como international callback, é um artifício praticado por algumas empresas para evitar as tarifas regulares de longa distância cobradas pelas empresas de telefonia pública. O procedimento de callback funciona da seguinte forma: O originador da chamada no Brasil liga para um número predeterminado no exterior (por exemplo, EUA), aguarda um toque e desliga; Um equipamento no local que foi chamado reconhece o número do chamador. Normalmente esse protocolo é estabelecido contratualmente; O equipamento então realiza a chamada (local ou de longa distância) que se origina em um local dos EUA para o número que originou esse procedimento. Essa chamada será tarifada pelo preço praticado nos EUA. Uma outra variação, a chamada gerada automaticamente do exterior pode chamar o originador e pedir que disque o número desejado ou fornecer o tom de discagem de sua origem. Também nesse caso o originador (que assina o serviço de callback) é faturado com base nas tarifas de onde é sediado o serviço. Em localidades onde as empresas de telefonia móvel não cobram pelas ligações recebidas, o callback também é usado com freqüência. Ref: S. de Alencar; Wirth; Teleco; Dodd; P Bernal; A Pallares; Colcher, Soares e Lemos 11

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