Qualidade na Arte de Ensinar

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1 COLÉGIO INTEGRADO POLIVALENTE Qualidade na Arte de Ensinar APRESENTAÇÃO Acreditamos que, como nós, você lute por um Brasil melhor na perspectiva do desenvolvimento da Educação Profissional. Você encontrará um material inovador que orientará o seu trabalho na realização das atividades propostas. Além disso, percebera por meio de recursos diversos como é fascinante o mundo da Educação Profissional. Gradativamente, dominará competências e habilidades para que seja um profissional de sucesso. Participe de direito e de fato deste Curso de Educação a Distância, que prioriza as habilidades necessárias para execução de seu plano de estudo: Você precisa ler todo o material de Ensino; Você deve realizar toda as atividades propostas; Você precisa organizar-se para estudar Abra, leia, aproveite e acredite que as chaves estão sendo entregues, logo as portas se abriram. Esta disposto a aceitar o convite? Contamos com a sua participação para tornar este objetivo em realidade. Equipe Polivalente 1

2 COLÉGIO Telecomunicações INTEGRADO II POLIVALENTE Qualidade na Arte de Ensinar SUMÁRIO APRESENTAÇÃO... 1 INTRODUÇÃO... 3 UNIDADE I... 4 COMUTAÇÃO... 4 CLASSIFICAÇÃO DE CENTRAIS:... 5 SINALIZAÇÃO DE SAÍDA... 8 TRONCOS... 9 CENTRAIS TRÂNSITO INTERURBANA CENTRAL TRÂNSITO INTERNACIONAL AS PRINCIPAIS FAMÍLIAS DE EQUIPAMENTOS APLICÁVEIS E SUAS CARACTERÍSTICAS GERAIS SISTEMA ELETROMECÂNICOS E HÍBRIDOS CROSSBAR SISTEMAS ELETRÔNICOS INÚMERAS SÃO AS VANTAGENS DAS CENTRAIS ELETRÔNICAS: UNIDADE II CENTRAIS PÚBLICAS E CENTRAIS PRIVADAS CENTRAIS PRIVADAS TIPOS DE CENTRAIS PRIVADAS CENTRAIS PÚBLICAS PE UNIDADE III TÉCNICAS DE COMUNICAÇÃO CABOS ÓPTICOS UNIDADE IV CABEAMENTO EDIFICAÇÃO INTELIGENTE SET SET SEQ AT ATR CP CS UNIDADE V COMUNICAÇÕES ÓPTICAS ARQUITETURA PARA REDES ÓPTICAS GLOSSÁRIO CONCLUSÃO... ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO. 2

3 COLÉGIO INTEGRADO POLIVALENTE Telecomunicações II Qualidade na Arte de Ensinar TELECOMUNICAÇÃO II INTRODUÇÃO Parabéns!!! Você concluiu com êxito o estudo do Modulo I Telecomunicações, onde vimos: História das comunicações, Transdutor; Infra-Estrutura, Retificador e Bateria de Partida; Baterias, Torres de Transmissão; Rede Externa, As Principais peças de um Aparelho Telefônico Tipos de Rede Armários de Distribuição; Rede Interna, Meios de Transmissão Pupinização; Identificação e numeração da Unidade de Rede, Tipos de Cabos Utilizados em Rede Telefônica Aérea e Subterrânea, Linhas Coaxiais, Fibras Ópticas, Cabos Telefônicos Identificação e Numeração, Caixas Subterrâneas, Tecnologia de Cabos Ópticos. Agora você irá iniciar o estudo do Modulo II TELECOMUNICAÇÕES dividimos em cinco unidades, onde você estará tendo contato com teorias importantes como: UNIDADE I: Comutação, Centrais Trânsito Interurbana, Central Trânsito Internacional, As principais Famílias de Equipamentos Aplicáveis e suas Características Gerais, Sistema Eletromecânicos e Híbridos Crossbar, Sistemas Eletrônicos; UNIDADE II: Centrais Públicas e Centrais Privadas; UNIDADE III: Técnicas de Comunicação, Cabos Ópticos; UNIDADE IV: Cabeamento (edificação inteligente); UNIDADE V: Comunicação Óptica (arquitetura pra redes ópticas). Nossa linha de trabalho abre um caminho atraente e seguro pela seqüência das atividades leitura, interpretação, reflexão, e pela variedade de propostas que mostram maneiras de pensar e agir, e que recriam situações de aprendizagem. As aprendizagens teóricas são acompanhadas de sua contrapartida prática, pois se aprende melhor fazendo. Tais praticas são momentos de aplicação privilegiados, oportunidades por excelência, de demonstrar o saber adquirido. Nessa perspectiva, dois objetivos principais serão perseguidos neste material. De um lado, torná-lo habilitado a aproveitar os frutos da aprendizagem, desses saberes que lhe são oferecidos de muitas maneiras, em seu estudo, ou até pela mídia jornais, revistas, rádio, televisão e outros - pois sabendo como foram construídos poderá melhor julgar o seu valor. Por outro lado, capacitando-se para construir novos saberes. Daí a necessidade do seu estágio para aliar a teoria à prática. A soma de esforços para que estes módulos respondessem as suas necessidades, só foi possível mediante a ação conjunta da Equipe do Polivalente. Nossa intenção é conduzir um dialogo para o ensino aprendizagem com vistas a conscientização, participação para ação do aluno sobre a realidade em que vive. A Coordenação e Tutores/Professores irá acompanhá-lo em todo o seu percurso de estudo, onde as suas dúvidas serão sanadas, bastando para isso acessar o nosso site: Equipe Polivalente 3

4 UNIDADE I Vejamos como poderíamos satisfaze-las. Comecemos por um arranjo como a da figura abaixo. COMUTAÇÃO SISTEMAS E EQUIPAMENTOS DE COMUTAÇÃO INTRODUÇÃO A concepção inicial do invento de BELL se preocupara com a transmissão de voz a distância (tele + fonia) e permitia que pares de telefones segregados se intercomunicassem. Evidentemente, a necessidade de comunicação da sociedade era muito mais ampla. Dever-se-ia dar ao telefone a possibilidade de selecionar um, dentre uma série de N aparelhos. Uma solução possível, e às vezes aplicada ainda hoje para intercomunicação doméstica, era prover cada telefone com uma chave seletora S. Esta seria posicionada pelo usuário, segundo o número do telefone desejado. As centrais, no inicio da telefonia, eram de operação manual, isto é, o usuário informava à operadora (telefonista) o nome da pessoa com quem desejava falar. Mais tarde, os nomes foram substituídos por números. A telefonista, por meio de um par de cordões (cabos elétricos bem flexíveis) com plugues, interligava eletricamente os dois telefones. Ela estabelecia manualmente as ligações. Estas centrais, fisicamente, constavam de um console horizontal onde se situavam os cordões e um painel vertical frontal onde se distribuíam os jaques (tomadas) correspondentes aos telefones. Devido à semelhança com mesas, esses consoles foram, às vezes chamados de mesas telefônicas. Ver figura abaixo. O som emitido pela pessoa que fala incide sobre a cápsula transmissora de seu telefone, que transforma as vibrações acústicas em vibrações elétricas. Estas vibrações elétricas são transmitidas através de um par de fios para uma outra cápsula montada no aparelho telefônico distante (cápsula receptora), que por sua vez transforma as vibrações elétricas em vibrações acústicas. O som assim produzido é percebido pelo ouvido da pessoa que ouve. Quando a pessoa que anteriormente ouvia passar a falar o mesmo acontece no sentido inverso. Neste exemplo rudimentar vemos que são necessários 4 fios para ligar os dois telefones. Para reduzir de 4 fios para 2 os fios que ligam os dois telefones, usa-se dentro de cada telefone um dispositivo engenhoso chamado Transformador híbrido. Este transformador serve para dirigir os sinais emitidos pela cápsula transmissora A para um par de fios que se liga ao telefone B e também recolher do mesmo par de fios, os sinais emitidos por B, como na figura. Todos os aparelhos telefônicos atuais usam um transformador híbrido e são pois adequados para operação em linhas telefônicas constituídas de um único par de fios. Agora imaginemos uma pequena cidade onde duas pessoas desejam falar entre si, utilizando para tanto, aparelhos telefônicos. O par de fios que interliga dois aparelhos telefônicos constitui um meio de transmissão, isto é, o suporte sobre o qual o sinal elétrico se propaga. 4

5 Os primeiros aparelhos telefônicos instalados tiveram o objetivo de ligar dois pontos fixos, por exemplo: Duas residências; uma residência e uma casa comercial; uma residência e uma industria; comércio/industria; e assim por diante Imaginemos agora que a pequena cidade que nos serve de exemplo contasse com 5 assinantes. Se interligássemos esses assinantes por pares de fios de forma que qualquer deles pudesse falar com qualquer dos demais, teríamos que utilizar 10 pares de fios que cruzariam a cidade conforme mostrado na figura. Esses pares de fios constituiriam uma rede de comunicações do tipo malha. Este equipamento é chamado de equipamento de comutação por efetuar comutações entre assinantes. Os equipamentos de comutação mais os dos assinantes a eles associados constituem uma Central Local. Assim, por comutação entende-se o conjunto das operações envolvidas na interligação de circuitos, para o estabelecimento de uma comunicação. CLASSIFICAÇÃO DE CENTRAIS: Podemos classificar as Centrais em dois tipos: Central Manual e Central Automática. Baseados nestes dados e com o crescente número de linhas, ao invés de se manter ligações permanentes entre aparelhos de assinantes verificou-se ser mais econômico constituir-se uma rede tipo estrela onde todas as linhas de assinantes chegariam a um só ponto a Central de Comunicação Telefônica e ali um telefonista, ou um conjunto de órgãos, faria as ligações solicitadas. A figura mostra as ligações descritas. A ligação entre cada assinante e o equipamento é feita por um par de fios designados Linha de assinante. CENTRAL TELEFÔNICA MANUAL Como já falado os sistemas eram compostos principalmente de uma mesa Operadora Local composta de: Cordões, chaves, lâmpadas de supervisão, disco e outros formando os órgãos comuns. Nestes sistemas as ligações entre assinantes eram muito lento e demorado além disso falta de sigilo eram constante. A falta de sigilo era tanto a que se sebe a rede telefônica de Kansas City era servida por uma central manual. O Sr. ALMON B. STROWGER estava exasperado, pois sendo um agente funerário, via seus negócios declinarem porque a esposa do seu competidor, que era a telefonista da central, ao atender às famílias enlutadas e solicitada a ligar para a agência funerária, naturalmente conectava as ligações para a agência do seu marido. O Sr. STROWGER, então, que não era nenhum técnico, mas desafiado pela sobrevivência do seu negócio, desenvolveu e patenteou uma chave seletora automática (1891), que por movimentação de escovas na direção vertical e rotação, fazia a comutação para 100 posições em um banco de contatos em uma superfície cilíndrica. Diz-se que ele se inspirou no movimento dos braços das telefonistas na mesa telefônica. 5 comutação substituição; permuta; troca.

6 O invento do seletor STROWGER foi o início da automatização das centrais comutadoras. Inicialmente, foram automatizadas as centrais urbanas, depois as interurbanas e internacionais. As centrais comutadoras automáticas, até a década de 60, eram baseadas em seletores eletromecânicos e representavam obras-primas de inventividade e mecânica fina. SURGE O DISCO O uso de comutação automática impôs exigências ao aparelho telefônico. Na comutação manual, o usuários informava o número desejado à telefonista. Com a automação foi necessário desenvolver recursos para informar à central qual o número desejado. Em 1896, o disco foi incorporado ao telefone com esta finalidade Os telefones e centrais mais modernas não operam com pulsos decádicos e sim, por pulsos de curta duração de um código multifreqüencial. Neste, o tempo para envio da informação numérica independe do valor do algarismo, sendo mais rápida e segura. Essa modalidade de sinalização denomina-se DTMF (Dual Tone Milti-frequancy). O DTMF usa teclado de idêntica aparência externa à do teclado decádico, porém a maneira de enviar a informação à central é completamente diferente e incompatível com aquelas centrais decádicas. Ao se adquirirem telefones com teclado, é necessário saber como opera a central em que será conectado. Hoje, já há telefone universais, que mediante uma pequena chave, podem ser condicionados a operar de uma ou outra maneira. CENTRAL TELEFÔNICA AUTOMÁTICA Entende-se por central automática o conjunto de órgãos capazes de interpretar os algarismos enviados pelo disco e estabelecer a ligação entre dois assinantes da rede. Ela substitui com vantagens as centrais manuais, no que diz respeito a sigilo, velocidade em estabelecer ligação, menor despesa de operação, etc... sendo composta basicamente pela unidade de comutação e pela unidade de controle. automatização funcionamento de máquina ou grupos de máquinas atendendo a uma programação única, permitindo efetuar, sem intervenção humana, uma série de operações contábeis e estatísticas com extraordinária rapidez, muito superior à capacidade normal do homem. 6

7 Duas funções básicas se destacam: FUNÇÃO DE COMUTAÇÃO desempenhada por um conjunto de dispositivos que interligamos os assinantes e permanecem operados até o fim da conversação. Estes dispositivos compõem o denominado circuito de conversação interno à central. FUNÇÃO DE CONTROLE desempenhada por um conjunto de órgão inteligentes capazes de subfunções de identificação de assinantes, comandos diversos, supervisão das chamadas tarifação, etc. São órgãos comuns, que controlam um certo número simultâneo de chamadas. A quantidade de órgãos comuns é muito menor que a de linhas de assinantes. Alguns deles entram na quantidade de um ou dois por central. A quantidade específica de cada um depende não só do número de assinantes, mas também do tráfego esperado. Nas horas de pico de tráfego alguns desses órgãos são responsáveis pelo congestionamento da central. Na figura acima pode notar que as denominações dadas aos órgãos da central automática podem variar de acordo com o tipo de cada central. Na figura acima pode notar que as denominações dadas aos órgãos da central automática podem variar de acordo com o tipo de cada central. SINALIZAÇÃO DE ENTRADA IDENTIFICAÇÃO Quando o assinante A levanta o monofone do gancho, faz percorrer uma corrente continua na sua linha de assinante, que faz operar o chamado relé de linha desse assinante. Esse dispositivo, denominado Marcador de Seleção de Linha, explora as linhas de assinantes (que estão agrupadas em conjuntos) e seleciona aquele relé ativado. Nesse ponto é identificado o número de A e feita a ligação da central com a linha de A. LIGAÇÃO Neste instante, alguns órgãos ( órgãos inteligentes ) se interligam com a linha de A e se preparam para receber do telefone A os dígitos discados ou teclados que indicarão o assinante B. O primeiro órgão inteligente a se ligar com A é o registrador. Este órgão envia o tom de discar (425 Hz) para o assinante A, indicando que o assinante deve iniciar o processo de discagem /teclagem do número desejado (assinante B). RECEPÇÃO Ao enviar o tom de discar, o registrador está pronto a receber as informações de A. Quando há demora do tom de discar, significa, na maioria das vezes, que há registrador disponível, havendo, portanto um congestionamento parcial na central. REGISTRO tarifação tabela de taxas; preço; registro de valor. 7 Com o tom de discar, o assinante começa a enviar os dígitos do número de B, acionando o disco telefônico ou teclas. O registrador armazena esses dígitos, em uma memória eletromecânica e reconhece se a chamada é local, se é interurbana ou se é para serviços especiais (concessionária, bombeiros, polícia, etc). Esse reconhecimento se faz pelos primeiros dígitos: 2, 3,..., 8 chamada urbana (Por exemplo: , , , etc). 9 chamada DDD a cobrar 0 chamada DDD interurbana ( , ,, , etc). 00 chamada DDI internacional 1 chamada para serviços especiais (100, 101, 190, 137, 120, etc) As redes telefônicas apresentam uma série de siglas para designar alguns serviços não enquadrados nos serviços especiais. Os quais são: DDD Discagem Direta a Distância, em que o usuário estabelece ligação interurbana dentro do país, diretamente até o assinante desejado (sem intervenção de telefonista). DDI Discagem Direta Internacional, estabelece ligação de um país a outro diretamente (sem intervenção de telefonista). DDR Discagem Direta a Ramal, em que o usuário estabelece diretamente ligação para ramal de PABX (sem a intervenção da telefonista do PABX). DDO Discagem Direta à Operadora, em que o usuário estabelece ligação para a operadora mais próxima à localidade do destino ainda não acessível por DDD. Esse operadora (telefonista) ou operador completa manualmente o trecho final da comutação. DDG Discagem Direta Gratuita, em que o usuário estabelece a chamada para determinados números, porém é debitado. Nesse caso, o débito irá para o assinante chamado. PROCESSAMENTO O reconhecimento da chamada pelo registrador já é uma função inteligente que faz parte também do início da fase de processamento dessa chamada. O tradutor já envia ordens de comando a outros órgãos para o prosseguimento da chamada através da central. ANÁLISE Os registradores comandam o fechamento de circuitos distintos. Se a chamada é local, deve tomar uma saída para circuito local (juntor local); se a chamada é IU, deve tomar um juntor para a rota da estação interurbana, etc. A troca de informações entre os órgãos da tradutor interprete; traduzir de uma língua para outra; de um código para outro.

8 central deve ser muito rápida e códigos eletroeletrônicos são utilizados. Cada registrado está associado a um tradutor, que é um dispositivo que traduz os dígitos recebidos em outros sinais adequados para a troca de informações interna entre órgãos da central. Há equipamentos que centralizam estes tradutores em um só tradutor, que atende a vários registradores. Quanto mais rápida é a ação de um órgão, mais ligações esse órgão pode atender daí a denominação de órgãos comuns. Efetua-se assim a análise das chamadas, endereçando-as por caminhos internos e diferentes. Envolvidos nesses caminhos internos, existem dispositivos denominados marcadores que testam e selecionam caminhos livres, antes de se efetuar a conexão completa de conversação. O fechamento dos circuitos internos, isto é, a seleção do caminho, se faz por dispositivos eletromecânicos denominados seletores. Estes dispositivos existem em várias funções dentro da central e é o dispositivo básico da concepção. Há vários tipos de seletores no desenvolver da técnica telefônica, como o seletor Strowger, para o sistema de comutação passo a passo, o seletor de barras cruzadas crossbar, o seletor cross-pont e etc. Os seletores ou sistemas crossbar sucederam os rotativos e predominaram nas décadas de 50 a 70, entrando em declínio comercial com o surgimento das centrais SPC (CPA). SELEÇÃO DE LINHA OU JUNTOR DE SAÍDA Após ter sido selecionado um caminho interno livre é tomado um circuito de linha para o assinante B, se este pertence à própria central, ou é tomada um juntor de saída para outro central, a que B pertença. Neste caso será ativado também um equipamento, chamado enviador de código. SELEÇÃO DE UMA LIGAÇÃO INTERNA O caminho interno que foi selecionado no caso anterior, é, através dos marcadores, testado se há ocupação em andamento ou não e, em caso negativo, este caminho é reservado para a chamada em curso. Um comando é enviado para os seletores envolvidos neste caminho, que então fecham o circuito interno (circuito de comutação) para se alcançar o assinante B. SINALIZAÇÃO DE SAÍDA Neste ponto serão ativados os órgão de sinalização para o equipamento distante. Há que distinguir dois casos: o assinante A, o tom de controle de chamada (425 Hz). É interessante notar que, para a maioria dos equipamentos estes sinais não são simultâneos, isto é, quando se escuta o tom, a campainha de B não está tocando, e vice-versa. ASSINANTE LOCAL DE OUTRA CENTRAL Neste caso, a central A deve informar à central B, qual o número do assinante B. Assinante A informa, à central A, que este número pela ação do disco telefônico. O disco transmite na linha de A, pulso elétricos chamados décadicos, isto é, ao número 1 corresponde 1 pulso, ao número 9 corresponde 9 pulso e ao zero, correspondem 10 pulsos. Estes pulsos, representativos dos dígitos só do número de B, são armazenados e processados na central A deve informar à central B, o número do assinante B, a transmissão não se faz mais por pulsos decádicos. Esta sinalização é feita por pares de freqüências, dentre um conjunto de freqüências. Por isso esta sinalização é chamada de multifreqüencial MFC (multifreqüencial compelida). Também utilizada em transmissões interurbanas. TRANSMISSÃO No caso da sinalização MFC, á acionado, conforme visto anteriormente, o enviador de código, que troca informações com o receptor de código da central B. Esta, processa a informação recebida para acionar seus órgãos internos, como na estação A, até atingir a linha do assinante B. Quando o assinante B atende, quer seja local ou não local, alguns órgãos comuns ainda envolvidos, são desativados e fecha-se finalmente o circuito de conversação. Permanece nesse circuito, o órgão de supervisão de chamada e o órgão de tarifação. SINALIZAÇÃO DE SAÍDA Uma Central Telefônica Local é aquela que atende (comuta) assinantes localizados dentro de sua área de ação. Tipicamente, em áreas urbanizadas, uma central local serve a assinantes dentro da área de um circulo de raio da ordem de 5 a 6 km e centrado na própria central. Para tornar possível as ligações telefônicas quando o serviço é automático, cada assinante recebe um número de identificação, como na figura abaixo. As centrais telefônicas recebem também seu número de identificação, isto é, seu prefixo, para diferencia-las umas das outras. ASSINANTE LOCAL DA MESMA CENTRAL Neste caso, o circuito de linha envia corrente de chamada ou corrente de toque (25 Hz), que aciona a campainha de B e envia de volta, para 8

9 No sentido leigo, estação telefônica é sinônimo de central telefônica. Tecnicamente, representa uma unidade equivalente a terminais. Isto porque, historicamente, nos sistemas eletromecânicos, o agrupamento máximo de seletores de grupo reunia equipamentos para atender 10 grupos de ou 20 grupos de 500 assinantes numerados com a mesma dezena de milhar. Convencionou-se, então, chamar ESTAÇÃO àquele conjunto de equipamentos comutadores que atendia assinantes dentro do mesmo PREFIXO da numeração (formado pela dezena de milhar ou dezena e centena de milhar). O termo firmou-se à época dos sistemas passo a passo e rotativo. Foi herdado e continua em uso, embora já na época do crossbar e mais recente ainda, na fase SPC (CPA Central Programa Armazenado), não haja mais equipamento segregado para cada assinantes. Porém, o termo continua a ser utilizado e hoje só tem significado para referir-se ao agrupamento de assinantes com mesmo prefixo. Hoje, os grandes blocos comutadores nas áreas metropolitanas podem ter centrais com a terminais, e se quisermos nos expressar na unidade antiga, podemos dizer que têm 4 a 8 estações( de ). TRONCOS As centrais locais possuem nos seus terminais LINHAS DE ASSINANTES. O tráfego, após ser concentrado nas centrais locais, é encaminhado para outras centrais (locais ou não). Os circuitos entre centrais denominam-se TRONCOS. Os troncos que partem de um estágio seletor d grupo para um outro seletor de grupo no destino são muito numerosos e sua quantidade depende da intensidade de tráfego que por eles irá fluir. Os troncos que têm a mesma origem e mesmo destino constituem uma ROTA. O cabo que conduz circuitos troncos denomina-se CABO TRONCO. CENTRAL TANDEM Com o aumento do número de assinantes, o sistema telefônico continua crescendo. Mas da mesma forma que o número de assinantes em crescimento justifica a existência de mais centrais locais, chega-se a um ponto em que muitas centrais significam aumento demasiado do número de cabo troncos, de tal forma que se forma impraticável a interligação direta dessas centrais, devido aos altos custos que acarreta. Para contornar estes problemas foram introduzidas as centrais tandem, ou seja, centrais especiais que comutam chamadas de diversas centrais locais e que se interligam também através de cabos troncos próprios, permitindo que assinantes, pertencentes a centrais locais de áreas relativamente distantes, se comuniquem entre si. A intensidade de tráfego entre os assinantes de duas centrais locais pode tornar econômico o estabelecimento de ligações diretas (rotas diretas) entre elas, além daquela via Tandem Local que passa a ser uma alternativa, usada apenas quando há congestionamento dos enlaces diretos. As centrais com essa configuração de enlaces passam a formar uma rede mista 9

10 Nos grandes centros, por sua vez, há a necessidade de várias Centrais Tendem ligadas entre si também por cabos troncos, comutando diversas Centrais Locais. As centrais tandem desempenham funções auxiliares e não possuem número de identificação (prefixo), nem atendem assinantes diretamente, podem estar localizadas em um prédio comum a outras centrais locais. CENTRAIS TRÂNSITO INTERURBANA Até agora, vimos como é o sistema de telefonia automática urbana, isto é, dentro de uma mesma cidade. Passaremos a pensar em termos de comunicação de uma cidade para outra. Imaginemos que precisamos ligar centrais da cidade A com as da cidade B. É óbvio que seria proibitivo, em termos de custos, efetuar a interligação via cabos individuais, de toda as centrais de uma cidade, com todas as centrais da outra. Como solução, criou-se uma forma de comutar as chamadas das diversas centrais de uma cidade como as de outra, através de um central de comunicação chamada Central Trânsito Interurbana. A figura mostra como se localizam as Centrais Trânsito Interurbanas, na rede de Telefonia. A exemplo: Um assinante, ao fazer uma chamada interurbana, atinge sua central local, que o comuta para a central interurbana que serve a sua localidade. Esta, por sua vez, comuta a chamada para o meio de transmissão que a interliga com a central interurbana que serve a localidade de destino. Esta última, novamente comuta a chamada para a central local final que por sua vez, efetua a comutação para o assinante chamado. O caminho que a chamada percorre, pode ser acompanhado na figura anterior, que por sua vez podendo passar, ainda, por estação tandem. Para tornar mais clara as interligações na rede externa distinguimos central Tandem e Trânsito, reservando, para esta última, um papel nas ligações interurbanas. Tecnicamente, porem, não há forte distinção entre tandem e trânsito. Há quem apenas diga trânsito local, trânsito regional ou trânsito interurbana. Algumas centrais locais podem sofrer ampliação de equipamentos e funcionam também como trânsito. Portanto, uma central puramente trânsito só tem juntores de entrada e saída para conexão com a rede externa urbana ou interurbana. Possui naturalmente os órgãos de conexão (comutação) e órgãos comuns de roteamento das chamadas. CENTRAL TRÂNSITO INTERNACIONAL É uma central de trânsito que possibilita o trânsito automático (DDI) entre países. As empresas Pólo possuem centrais de trânsito que interligam cidades dentro de sua área de atuação. A Embratel possui centrais trânsito em todas as capitais do pais, o que permite a comunicação nacional pelo sistema DDD. Assim, as chamadas interestaduais são efetuadas pela Embratel. Da mesma forma que, os meios de transmissão interestaduais, pertencem às Empresas Pólo e os meios interestaduais 10 interurbano ligações telefônicas entre duas cidades.

11 pertencem à Embratel. Estes meios, são em sua maioria, sistemas de microondas, sobre os quais estudaremos mais para frente. As ligações telefônicas entre países seguem o mesmo processo, através de Centrais Trânsito Internacional, que podem ser manuais ou automáticas. Um país pode ter uma ou mais centrais internacionais. Geralmente dispõe de centrais de trânsito internacional, para ligações com países que disponham de centrais automáticas internacionais e mesas telefônicas internacionais para os países que operem em método manual. O Centro Telefônico internacional do Brasil, isto é, do Sistema Nacional de Telecomunicações, está situado no Rio de Janeiro e pertence à Embratel. É composto de uma Central Trânsito Internacional e de mesas internacionais, operadas por telefonistas intérpretes. A transmissão para o exterior é feita via satélite, via cabo submarino ou via microondas. SISTEMA PRIVADO DE COMUTAÇÃO Chamamos de sistema ou centrais privados aquelas destinadas ao serviço da comunidade empresarial em atividades de comércio, industria, serviços e profissões liberais e agora atualmente muito usado em residências de grande porte. Conforme a dimensão e a atividade, podemos ter desde pequenos Key systems até uma rede corporativa integrada. Assim, os equipamentos destinados às comunicações empresariais variam bastante em dimensão, configuração e nível de facilidade e devem ser selecionados em função da atividade. AS PRINCIPAIS FAMÍLIAS DE EQUIPAMENTOS APLICÁVEIS E SUAS CARACTERÍSTICAS GERAIS KEY SYSTEM (KS) O Ks caracteriza-se por não exigir uma operadora. Foi concebido originalmente para pequena quantidade de ramais, e os próprios usuários fazem as manobras para atender ou originar chamadas. Os KS clássicos são sistemas descentralizados para aplicação na faixa de pequenas capacidades, ou seja, de 8 a 10 ramais utilizava entre 2 e 3 linhas troncos de entrada. Com essa configuração, o KS tem grande aceitação no mercado de pequenos escritórios e consultórios. A aceitação do KS foi de tal ordem que seus fabricantes passaram a equipa-lo com maior quantidade de ramais e troncos. Surgi, então os KS de 12 à 15 ramais que incorporam maior quantidade de chaves, botões e lâmpadas, tornando-se mais complicada sua operação. Com isso, os KS passou a ter papel de operadora, havendo então a necessidade de uma recepcionista/telefonista passando atender a transferir as ligações. Os KS digitais atingem capacidade que anteriormente eram atendidas por pequenos corporação conjunto de pessoas sujeitas à mesma regra ou estatutos. Associação, sociedade. 11 PABX. Uma capacidade típica muito usada é o de 48 ramais e 16 troncos. PBX A sigla PBX corresponde a Private Branch Exchange ou central particular tributária da central pública. O PBX pode ser manual ou automático. Na sua versão manual, recebe o nome de PMBX ou PBX como é mais conhecido. Funcionalidade: Antigamente quando o PBX era de comutação manual, havia a necessidade de uma telefonista para auxiliar nesta operação, onde as mesas usava-se cordão ou chaves onde a telefonista recebia as chamadas externa e completava a ligação aos ramais e viceversa nas ligações de saídas internas. Quando o PBX é do sistema automático e dependendo do tipo de equipamento pode se usar a telefonista ou não. Neste caso pode-se programar o PBX para receber discando diretamente ao ramal internos. Um comutador automático assume simultaneamente na função do PBX para as comunicações internas surgindo o PABX, uma fusão do PBX e PAX. PABX (Private Automatic Branch Exchange) Além das funções básicas de interligar ramais, encaminhar chamadas externas para o ramal e dar acesso à rede pública, o PABX incorpora funções específicas de sua aplicação aos negócios. Possui facilidades de consulta, diferentes categorias de ramais, transferência, chamadas em espera, captura de ligações, etc. Geralmente, o trafego do PABX para a rede pública é feito automaticamente, isto é, não passa pela telefonista. Há casos em que isto não é permitido por normas das empresas ou garantia da cobrança (hotéis), quando o equipamento não dispõe da facilidade de bilhetagem das chamadas dos quartos. No primeiro caso, o ramal disca (ou tecla) um algarismo como prefixo de acesso (zero ou nove) e o PABX acessa um tronco urbano, cujo tom de discar é ouvido pelo ramal. O usuário disca diretamente o número da rede pública. No segundo, caso, a telefonista é a única que pode acessar e teclar para a rede pública e depois transferir a ligação ao ramal, que ouvirá o tom de controle de chamada, e prosseguir com o processo. ACESSO DA REDE PÚBLICA AO PABX O assinante individual da rede pública tem um número também individual. Quando se trata de assinante de negócio, ele tem vários troncos urbanos ligados ao seu equipamento, Cada tronco tem sua identidade na central urbana e deve ser ignorada pelo público. A este somente se divulga um número coletivo associado ao negócio, denominado NUMERO CHAVE. Deve-se discar sempre o número chave, pois a função PBX na central urbana executa sua tradução para um dos números individuais que formam o grupo PBX. Assim, ao receber o número chave, a central local pública o identifica como tal e faz uma busca no seu grupo de troncos, escolhendo um deles

12 dentre os livres. Ao discar o número chave, o assinante chamador tem a chance de completar a ligação por qualquer um dos troncos do grupo que estiver livre no momento. Por isso, os troncos individuais não devem ter seus números divulgados. Nas centrais eletromecânicas, os terminais que faziam parte de um grupo PBX, devem ser seqüenciados. Nas centrais controladas por marcador, o processo simplificou-se. Os números dos terminais não necessitavam mais ser seguidos, porém deveriam pertencer a uma mesma milhar. Nas centrais CPA, deixou de existir qualquer restrição. Os terminais podem ser escolhidos dentro dos estágios de assinantes controlados pelo processador. O tráfego nos troncos PABX é muito alto e sobrecarrega bastante o estágio de linha da central. Para maior equilíbrio de tráfego neste estágio e menor custo, adota-se, nos grandes centros a solução de conectar os troncos de/para PABX diretamente no estágio seletor de grupo. Há um seletor de grupo dedicado somente aos PAB s. Os PMBX s estão desaparecendo e sendo substituídos pelos PABX s com DDR. DISCAGEM DIRETA A RAMAL (DDR) No DDR, os ramais têm numeração integrada ao plano de numeração da rede pública. Geralmente atribui-se ao PABX com DDR uma dou várias milhares, uma centena ou várias centenas de numeração da central pública. A comutação até o ramal é feita parte na central pública e parte no PABX. Para isto é necessário que a entrada do DDR no PABX tenha sinalização compatível com a da central pública, por exemplo, a sinalização MFC. Os algarismos finais do número (milhar, centenas, dezenas e unidade ou centena, dezena e unidade, dependendo da quantidade de ramais) são enviadas ao PABX par dirigir o encaminhamento até o ramal desejado. A empresa com DDR deve divulgar seu catálogo interno aos clientes e fornecedores, informando o número DDR das seções e pessoas, assim como incluí-los nos cartões de visita. Além dos números DDR individuais, há ainda necessidade do número geral atendido pela telefonista, pois há sempre casos de pessoas que procuram a empresa pela primeira vez guiadas por anúncios e precisam ser atendidas pela telefonista para encaminhamento ao departamento correto. PABX DIGITAL A automação das funções no escritório pode ser implantada mais racionalmente pelo PABX. Todos os locais do escritório ou empresa são servidos por ramais de PABX para a comunicação telefônica. Por que não para essa rede local onipresente para propiciar a comunicação de dados? Essa necessidade impeliu o PABX para a digitalização e o PABX moderno comuta bit streams de 64 kbits/s e compartilha voz e dados nos ramais, constituindo o núcleo de uma rede local incorporando funções de ISDN. Junto aos telefones, ele comuta também equipamento terminais de dados. 12 SISTEMA ELETROMECÂNICOS E HÍBRIDOS PASSO-A-PASSO O primeiro sistema automático foi baseado na invenção de STROWGER e concretizado na primeira central automática do mundo, instalada em La Porte, Indiana, em O disco introduzido em 1896, permitiu uma simplificação do sistema, bem como a redução da quantidade de condutores de entre o telefone e a central para um simples par de condutores. A movimentação dos setores é feita pelos pulsos de corrente contínua gerados pelo disco. O sistema compõe-se de estágios de seletores, comutados um após o outro, daí o nome de sistema passo a passo. ROTATIVO Na década de 20, foram desenvolvidos os sistemas rotativos, com duas características inovadoras principais: COMANDO INDIRETO Pelo qual os algarismos do disco não movimentam mais, diretamente, os seletores, mas são recebidos e memorizados em um órgão denominado REGISTRADOR. Este sim, comanda os estágios seletores. A FONTE MOTORA DOS SELETORES ESTÁ FORA DELES Possui uma fonte comum externa que, por um sistema de eixos horizontais e verticais, supre aos seletores e energia cinética quando necessitam movimentar-se. O registrador somente assiste à chamada até o seu estabelecimento, quando se desconecta e permanece à disposição de novas chamadas. Tem analogia funcional com a telefonista dos sistemas manuais: pede o número, recebe-o memoriza-o, para depois completar a ligação até o assinante B e retirar-se do circuito. Os sistemas rotativos predominaram nas décadas de e foram suplantados pelo aparecimento dos sistemas CROSSBAR. CROSSBAR A introdução do Seletor Crossabr ou barras cruzadas tem por dispositivos comutador que, por acionamento de duas barras dispostas ortogonalmente, fechada contatos elétricos nos pontos de cruzamento. Criando então o método de interconexão de seletores de pequena capacidade unitária para formar estágios comutadores de analogia pontos de semelhança entre coisas diferentes. acionamento por em ação acionar, colocar para funcionar. ortogonalmente que forma ângulos retos; cruzados.

13 grande capacidade. Esse método denominado INTERCONEÇÃO POR ENLACES (link interconnection). A estes aplicavam os enlaces na interligação de réles telefônicos para ampliar o número de saídas do estágio. Todavia esses equipamentos eram de custo muito elevado e pouco competitivo e não foi adiante. Logo adiante associado a este sistema o seletor CROSSBAR à interconexão por enlace um novo órgão de controle comum, o MARCADOR. Os sistemas CROSSBAR sucederam os rotativos e predominaram de 50 a 70, entrando em declínio comercial com o surgimento das centrais SPC (CPA). SISTEMAS ELETRÔNICOS A capacidade de os sistemas eletromecânicos acompanharem o aumento de volume de tráfego telefônico começa a ser limitada nos grandes centros, pela baixa velocidade de comutação desses sistemas. Como resultado, pesquisas e esforços vêm sendo desenvolvidos, há bastante tempo, no sentido de obter um sistema de comutação eletrônica confiável. A evolução da técnica de fabricação de computadores e a diminuição dos custos de elementos eletrônicos semi condutores, tais como transistores e outros possibilitou que as centrais telefônicas pudessem se tornar cada vez mais eletrônicas. De início surgiu a central semi-eletrônica em que a unidade de controle foi tornada inteiramente eletrônica, ficando mecânica apenas a parte de seleção. Essa unidade de controle foi possível ser programada com mais facilidade e com mais recursos para realizar as antigas funções da eletromecânica e desempenhar novas funções. Essas centrais foram denominadas de Centrais Controladas por Programa Armazenado (CPA) onde a unidade de controle é constituída por um computador, cuja programação é armazenada em memória, que podem ser alteradas mediante instruções que o técnico fornece através de periféricos apropriados (máquinas teleimpressoras, terminais de vídeo, etc). Com a evolução da eletrônica, a parte mecânica dos seletores foi também construída de forma inteiramente eletrônica, surgindo então a central eletrônica CPA. INÚMERAS SÃO AS VANTAGENS DAS CENTRAIS ELETRÔNICAS: Destacam-se as facilidades de operação e manutenção. Não havendo partes mecânicas não há praticamente manutenção. O tamanho dessas centrais é bem menor, assim como o consumo de energia. Com a fabricação em massa, o custo de terminal telefônico será também muito menor. A oferta de serviços diversificados ao usuário é também muito maior, possibilitando rechamada automática em caso de ocupado, transferência de chamadas, serviços de despertador automático, etc. 13 O sistema de comutação eletrônica, desenvolvidos até agora, diferem bastante daquelas eletromecânicos. Em vez de simplesmente substituir réles e seletores, dos sistemas tradicionais, por transistores ou outros circuitos, novos conceitos foram elaborados. Existem duas possibilidades para se construir uma central de comutação automática eletrônica. Sistema à divisão de espaço; Sistema à divisão de tempo. O sistema à divisão de espaço utiliza substancialmente a filosofia das centrais telefônicas convencionais, nas quais cada par de assinantes em conversação dispõe, temporariamente, de um caminho físico contínuo que permanece durante toda a conversação. Neste sistema, ligações simultâneas são estabelecidas, através de caminhos fisicamente separados, ou seja, de circuitos espacialmente separados, (veja figura). No sistema à divisão de tempo, uma via de conversação é comum a diversas chamadas que estejam se processando. Como mostra a figura abaixo: Em cada conversação um sinal não é transmitido por completo. De cada sinal são retirados impulsos distanciados no tempo, que são injetados na via de conversação, numa determinada ordem e misturados com impulsos análogos de outras conversações. Assim, transmite-se um sinal acústico de maneira não completa, mas por amostragem de impulsos colhidos, a intervalos de tempo suficientemente próximos. Com elementos adequados, o sinal pode ser fielmente reconstruído na chegada.

14 A velocidade de leitura deve ser compatível com o sinal a transmitir. UNIDADE II CENTRAIS PÚBLICAS E CENTRAIS PRIVADAS CENTRAIS PRIVADAS As centrais privadas são utilizadas nas industrias, empresas e outros setores nos quais há a necessidade de alto tráfego de comunicação de voz e seu gerenciamento. As empresas hoje necessitam de uma rede unificada de voz e dados simultâneos, que seja parte integrante de uma infra-estrutura maior com solução de acesso com qualquer ponto externo, conectando-se de várias maneiras, além das linhas convencionais. TIPOS DE CONEXÃO: Entroncamento Digital Permite a utilização do entroncamento E-1 (pleno ou fracionado), com a facilidade de serviço tipo DDR (Discagem Direta a Ramal) e identificação do número chamador, com qualidade nas ligações mais rápidas, nítidas, confiáveis e seguras. RDSI, permite a utilização de acesso BRI ou PRI de até 30 canais. Tié-Line Analógico ou Digital Facilidade de interligação do equipamento com outros sistemas (KS Key System ou PABX), através de sinalização E&M ou E-1, formando uma rede privada. O Tié-Line também permite uma melhor performance em redes corporativas que utilizam soluções com roteadores do tipo Voz sobre IP, Voz sobre Frame Relay. Dedicada, conexão tradicional a 2 fios de cobre. TIPOS DE CENTRAIS PRIVADAS KS = Key System PBX = Private Branch Exchange PABX = Private Automatic Branch Exchange (Central Privada de Comutação Telefônica) Epabx Electronic Private Automatic Branch Exchange NOVAS FACILIDADES A convergência de voz, dados e imagens está trazendo uma nova dinâmica no mundo dos negócios. Cada vez mais indispensáveis nas empresas, as redes IP, que podem trabalhar combinado a comutação tradicional tipo TDM, redes híbridas, comutação IP-TDM ou puramente IP. Estes equipamentos são modulares com arquitetura distribuída, beneficiando seu dimensionamento, flexibilidade, confiabilidade e privado que não é público; particular; exclusivo, próprio. 14 sistema descentralizado nas dependências da empresa. CENTRAIS PÚBLICAS As centrais públicas são classificadas de acordo com a abrangência e os tipos de ligações que efetuam. Classe Tipo de Ligação Internacional Interligação entre países Classe I Trânsito internacional Classe II Transito interurbana Classe III Tandem interurbana, entre centrais interurbanas Classe IV Tandem local, entre centrais locais Central Local Onde chegam as linhas de assinantes A denominação Central Tandem está sendo mudada para Central de Trânsito, conforme recomendação da Anatel/Telebrás, porém permanece no jargão do sistema. As centrais telefônicas têm como função principais: a gerencia, a distribuição, a concentração, a interligação e a tarifação das chamadas geradas pelos assinantes. As centrais telefônicas tiveram uma evolução tecnológica considerável, nos últimos anos, como se pode ver: Inicialmente, e até a década de 60, a comutação era eletromecânica com as funções lógicas de comando e controle, além da conexão, executadas por dispositivos eletromecânicos. A comutação semi-eletrônica, na qual as funções lógicas de comando e controle são executadas por dispositivos eletrônicos e a conexão é eletromecânica, surgida no início da década de 70. A década de 80 presenciou o surgimento da comutação eletrônica, na qual as funções lógicas de comando, controle e conexão são executadas por dispositivos eletrônicos. Essas centrais empregam computadores para a gestão de processos e são conhecidas como CPA = Centrais de Programa Armazenado. CONCENTRADORES Um concentrador conecta grande quantidade de linhas de assinantes a um determinado número de enlace. O concentrador pode ser comandado pelo processador central principal, por meio de sinais enviados no próprio enlace PCM. Podem prover facilidades de ligações entre seus assinantes, que permanecem ativas mesmo no caso de falha no enlace PCM. A saída do concentrador é um sinal TDM de primeira ordem com 30 canais. SINALIZAÇÃO NA REDE TELEFÔNICA A sinalização de linha ocorre entre juntores de centrais distintas e não é percebida pelos assinantes. Os sinais podem ser classificados em:

15 OCUPAÇÃO O sinal de ocupação é emitido pelo juntor de saída de onde provém a chamada para a central que a enviará para o assinante chamado, com o objetivo de acionai o juntos de entrada desta central. ATENDIMENTO O sinal de atendimento é gerado pelo juntor de entrada (da central para onde foi enviado o sinal de ocupação), para o juntor de saída, indicando ao chamador o momento em que o assinante chamado atende a ligação. DESLIGA PARA TRÁS O sinal de desliga para trás também é gerado pelo mesmo juntor indicando que o assinante chamado colocou o fone no gancho, decádicos ou por sinais multifreqüenciais. A sinalização multifreqüencial, ainda utilizada no País está cedendo lugar para a sinalização de canal comum. Não se deve confundir esta sinalização com a sinalização a partir do aparelho telefônico, onde ainda predomina no Brasil a sinalização por pulsos decádicos era utilizada nas centrais passo-a-passo. Os sinais emitidos eram apenas para frente. A sinalização por sinais multifrequenciais pode ser do tipo MF (multifrequencial) ou MFC (multifrequencial compelida). A sinalização do tipo MF só emite sinais para frente. A MFC emite sinais para frente e para trás. Este tipo de sinalização é adotada no sistema Telebrás/Anatel. A sinalização MFC foi desenvolvida na Europa e possui muitas variantes. No Brasil é adotada a variante SC. Esta seção trata apenas da sinalização MFC. SINALIZAÇÃO MFC A sinalização de registro nas centrais atuais pode ser mostrada por meio de comandos de software das mesmas. Isto é muito útil para acompanhar problemas de encaminhamento e congestionamento, pois na sinalização MFC cada sinal enviado completa o registrador de destino a emitir um sinal de volta, caso contrário a ligação é interrompida. Por isso se utiliza o nome de sinalização compelida. Na sinalização MFC, são utilizadas 12 freqüências, sendo 6 utilizadas pelos sinais para frente e 6 pelos sinais para trás. Os sinais para frente utilizam as seguintes freqüências: 1380 Hz, 1500 Hz, 1620 Hz, 1740 Hz, 1860 Hz e 1980 Hz. Os sinais para trás utilizam freqüências mais baixas: 540 Hz, 660 Hz, 780 Hz, 900 Hz, 1020 Hz e 1140 Hz. Os sinais MFC são formados por combinações de duas freqüências dentre cada bloco de seis. O envio de um sinal para frente produz o envio de sinal para trás. CLASSIFICAÇÃO Os sinais MFC são divididos em quatro grupos, sendo dois para frente e dois para sinais para trás. Os sinais para frente podem ser: Grupo I Sinais referentes a informações numéricas e de seleção Grupo II Sinais referentes a categoria do assinante originador da chamada. OS SINAIS PARA TRÁS TAMBÉM SE DIVIDEM EM DOIS GRUPOS: Grupo A Sinais referentes a solicitação de informações à central anterior, para o estabelecimento da conexão; Grupo B Sinais referentes ao estado da linha do assinante chamado. ESTRUTURA DE UMA CENTRAL TEMPORAL As centrais telefônicas digitais diferem das redes de computadores, basicamente, na técnica de comutação utilizada, como será visto nos próximos capítulos. 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 com uma rede em estrela, não existem problemas de roteamento interno e o congestionamento eventual ocorre na própria central. Veja o desenho: 15

16 Figura 1: Estrutura de uma central temporal CPA-T A central telefônica é composta de três estruturas básica: o processador central, o conjunto de programas e a estrutura de comutação digital. O processador central realiza a gerencia de todas as operações da central. O controle é feito em dois níveis. 1. O nível de controle regional encarrega-se das tarefas mais simples, especificas 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, no qual residem dados de vida longa, como programas de atuação a serem carregados no sistema. 2. Arquivo temporário, no qual estão os dados de vida curta, como dados de chamadas e de ocupação de circuitos. A Figura 1 ilustra a estrutura de uma central temporal CPA-T, enquanto a Figura 2 apresenta as técnicas de separação em espaço e tempo que serão discutidas nas próximas seções. Figura 2: Técnica de separação em espaço e tempo Estrutura de voz, sinalização e sincronismo independentes; Redundância ativa nas funções de comutação, sinalização e distribuição de sincronismo; Sincronismo mestre/escravo; Alto grau de modularidade e expansão; Alta capacidade para absorção tecnológicas; e Bilhetagem A central possui capacidade para assinantes, Erl de tráfego comutado, chamadas por hora, rotas, juntores e processadores. Em termos de encaminhamento de chamadas há cinco planos de encaminhamento, marcação de origem, 16

17 interceptação automática, encaminhamento para máquina anunciadora centralizada e conexão semipermanente. Os seguintes serviços suplementares são oferecidos: Discagem abreviada, Linha direta (Hot Line), Linha executiva, Restrição de chamadas originadas, Controle de registro pelo assinante, Transferência automática em caso de não responde, Não perturbe, Prioridade, Registro detalhado de chamadas originadas, Chamada registradas, Despertador automático, Chamada em espera, Consulta, Conferencia e Identificação do assinante chamador (BINA). REDES DE TRANSMISSÃO O meio de transmissão (link ou canal) constitui em uma interligação entre duas entidades por onde fluem as informações na forma de voz, dados e ou imagem. Existem basicamente 3 tipo de meios de transmissão atualmente considerados, como segue: Cabos metálicos; Cabos ópticos; Wireless (transmissão sem fios). Dependendo do tipo de sua aplicação, os cabos metálicos e ópticos são fabricados com capa externa em material dielétrico a saber: CÓDIGO TIPO APLICAÇÃO PE Polietileno Ambiente externo EXPANCEL Material Celular XPE Polietileno Ambiente externo Irradiado XLPE Polietileno Ambiente externo Reticulado EPR Borracha Ambiente externo Etileno Propileno PP Polipropileno Ambiente externo APL Alumínio Polietilizado Ambiente externo PVC Cloreto de Ambiente interno Polivinila O isolamento dos cabos metálicos podem ser do tipo: papel, PVC ou Expancel. CABOS METÁLICOS Tipos de Cabos Metálicos. Os cabos metálicos mais comuns utilizados no sistema de transmissão são: Cabo coaxial = núcleo em fio de cobre ou fio de cobre estanhado ou fia de aço cobreado. Cabo par trançado = formado por fios sólidos isolados, trançados e identificados por cores padronizados, de 1 par até 25 pares, e/ou grupo de 25 pares. Cabo de telefonia / cabo de comunicação = formado por fios sólidos, não trançados e identificados por cores padronizados, de 1 par até 25 pares, e/ou grupos de 25 pares. Nota: O cabo telefônico CT-APL, tem o isolamento dos fios em papel e este identificado pelas seguintes cores; natural, vermelho, azul e verde. O cabo telefônico CTP-APL, tem o isolamento dos fios em material plástico identificado em 10 cores padronizadas. 17

18 A formação de grupo de 25 pares segue o padrão abaixo: TÉCNICAS DE COMUNICAÇÃO O sistema de comunicação consiste em transmitir uma informação de uma entidade para outra. Esta informação que pode ser em forma de sinal analógico ou digital, depende do sistema ser basicamente de voz, imagem ou dados. Nos sistemas analógicos, o desempenho é medido pela relação sinal ruído (SNR = Signal to Noise Ratio), enquanto que nos sistemas digitais a distorção é expressa em taxas de erro de bit (BER = Bit Error Rate). Desta forma, quanto maior o valor de SNR, melhor o desempenho do sistema analógico. 18

19 UNIDADE III TÉCNICAS DE COMUNICAÇÃO Uma fonte de informação analógica produz sinais definidos contínuos em função do tempo. Uma fonte de informação digital é um trem de pulsos de amplitude definido. TÉCNICAS DE MODULAÇÃO É um processo onde modifica o formato da informação elétrica com o objetivo de transmitir com a menor potência e distorção possível e com mecanismos fáceis de recuperação da informação original. Os sinais analógicos podem ser modulados por: ASK = amplitude Shift keying PSK = phase shift keying WSK = width shift keying Os sinais digitais podem ser modulados por: PAM = pulse amplitude modulations PCM = pulse code modulations PWM = pulse width modulation PPM = pulse position modulation DM = delay modulation. No campo das telecomunicações, o tipo de modulação de pulso mais utilizado é o PCM. TECNOLOGIA ISDN (RDSI) ISDN = Integrated Services Digital Network RDSI = Rede Digital de Serviços Integrados É um serviço de dados digitais de alta velocidade oferecido pela maioria das empresas de telefonia. Originalmente introduzido nos Estados Unidos no inicio dos anos 80. Trata-se basicamente da evolução das aplicações de telefonia que oferecem conectividade digital desde a central telefônica até o equipamento dos assinantes, por meio de um conjunto de interface com necessidade e objetivos diversos. Permite aplicações como: videoconferência, fax de alta resolução, correio eletrônico ( ), internet, telemetria, etc., multiplexando sinais digitais como dados, voz e imagem e transmitindo em uma única linha telefônica. A evolução técnica de conversão analógico digital aumentou a transmissão de voz e facilitou a introdução de comunicação de dados em altas velocidades. A velocidade de transmissão especificada pela CCITT (Consultative Commitee for International Telephone and Telegraph), hoje denomionada ITU-T (International Telecommunications Union of United Nations) são definidos em dois tipos de interfaces: BRI = Basic Rate Interface (2B + D) PRI = Primary Rate Interface (23B + D ou 30B + D) Onde, B = canal de transmissão de 64 kbps; D = canal de controle e sinalização. ISDN com interface BRI é utilizada entre sites pequenos, por ser mais barata, combinando circuitos de voz e dados em uma rede padrão a 2 fios. Consiste em 2 canais de 64 kbps e um canal D de 16 kbps para sinalização do sistema de comunicação de telecomunicações para iniciar uma chamada. ISDN com interface PRI é utilizada para empresas, suprindo todas as necessidades de telecomunicações podendo ser implementada como uma rede de pacotes ou células (utilizando o ATM Asynchronous Transfer Mode, como protocolo de transmissão). Esta classe de serviço, oferece como padrão americano (USA), 23 canais de transmissão de 64 kbps e 1 canal de sinalização a 64 kbps totalizando 1,544 Mbps (canal TI); ou como padrão europeu de 30 canais de transmissão a 64 kbps e um canal de sinalização a 64 kbps totalizando cerca de 2 Mbps igual ao nosso canal transmissão a 64 kbps e um canal de sinalização a 64 hbps e um canal de sinalização a 64 kbps totalizando cerca de 2 Mbps igual ao nosso canal E-1. Neste caso utiliza-se a rede digital a 4 fios. Aplicações típicas de canal E-1: Acesso a redes das operadoras locais de Frame Relay ou redes de telefonia comutada para voz e fax; Combinação de voz e dados; Envio de dados que exigem maior largura de banda, tais como CAD/CAM, imagens CAT-scan e outras imagens gráficas com arquivos grandes. TECNOLOGIA XDSL DSL = Digital Subscriber Line xdsl, um termo que compreende uma grande variedade de opções de serviços de linha de assinante, para transmissão de sinais digitiais na ordem de dezenas de kbps utilizando-se o MODEM (Modulador/Demodulador). Permite aos assinantes acessar serviços de dados mais rápidos que os modem analógicos de 56 kbps, bem como utilizar o mesmo cabo telefônico que dentra na casa do assinante. Quase toda linha telefônica podem transmitir até 1 MHz. O serviço de canal de voz utiliza apenas 3,3 khz, deixando uma grande parte da banda sem uso. O xdsl faz uso dessa faixa desperdiçada transmitindo dados de alta velocidade na faixa não utilizada. 19

20 O serviço xdsl pode suportar transmissões de alta velocidade em cima de uma linha telefônica local, limitadas a uma distância, pois vários fatores tais como diafonia excessiva, bitola do fio, condições físicas d linha e problemas de circuitos tais como indutores de carga ou a conexão de extensões podem conspirar contra a eficiência, ou até mesmo impedir o uso dos serviços xdsl. Velocidade Bitola Diâmetro do fio Distância 1,5 ou 2 24 AWG 0,50mm 5,5 km Mbps 1,5 ou 2 26 AWG 0,40 mm 4,6 km Mbps 6,1 Mbps 24 AWG 0,50 mm 3,7 km 6,1 Mbps 26 AWG 0,40 mm 2,7 km CATEGORIAS XDSL Categoria Taxa de Transmissão Máxima Upstream Downstream ADSL 1 Mbps 8 Mbps HDSL 1,544/2,048 Mbps 1,544/2,048 Mbps RDSL 784 Mbps 4 Mbps SDSL 2 Mbps 2 Mbps VDSL 1,5 Mbps 52 Mbps ADSL = Asymmetrical Digital Subscriber Line HDSL = Hight bit rate Digital Subscriber Line RDSL = Rate adaptive Digital Subscriber Line SDSL = Symmetric Digital Subscriber Line VDSL = Very high bit rate Digital Subscriber Line A categoria ADSL oferecida pela maioria das operadoras de telecomunicações permite ao assinante receber ou realizar uma chamada telefônica ao mesmo tempo em que acessa a Internet. Para que ocorra isto, utiliza-se a técnica conhecida como FDM (Frequency Division Multiplexing) onde o canal no sentido do computador do usuário / rede (upstream é de 16 Kbps até 640 Kbps, e o canal no sentido rede/computador do usuário (downstream) é de 1,5 Kbps até 6,1 Mbps; e para o canal de voz é de 0 a 4 KHz. Aplicações típicas para ADSL, temos Internet de alta velocidade, vídeo, jogos interativos, personal shopping, programas educacionais, etc. CABOS ÓPTICOS O cabo de fibra óptica traz inúmeras vantagens em relação aos meios físicos metálicos e também sobre comunicação por microondas e satélites. Descrevemos abaixo as principais vantagens: 1. IMUNIDADE À INTERFERÊNCIA ELETROMAGNÉTICA Os materiais que compõe a fibra óptica são totalmente dielétrico, ou seja, totalmente imune a qualquer interferência eletromagnética de qualquer intensidade. Proporcionam ótimo isolamento elétrico e evita os problemas com aterramento do cabo e dos equipamentos. Como não trafega corrente no interior da fibra óptica, não há problemas como curto-circuito, 20

21 faíscamento e choques elétricos, sendo mais indicados também para ambientes onde existem riscos de explosão devido a presença de gases inflamáveis. chegar a 20 vezes menor em tamanho e peso que um cabo metálico com a mesma capacidade de transmissão. 2. DIMENSÕES REDUZIDAS As fibras ópticas apresentam dimensões bastante reduzidas (125 micras) e, mesmo com os revestimentos necessários para sua proteção (revestimento primário em acrilato = 245 micras, e revestimento secundário em plástico = 900 micras), e também no seu peso final, podendo 3. SEGURANÇA Como utilizam o sinal de luz para transmissão, isto traz grande dificuldade para aqueles que queiram grampear os sinais pois, para isto será necessário equipamentos sofisticados capazes de captar e decifrar sinais luminosos. 4. MAIORES DISTÂNCIAS ATENDIDAS Como as perdas na comunicação são muito pequenas, tem proporcionado soluções em trechos longos sem necessidade de repetidores, que dependendo do tipo de fibra óptica podem alcançar distancias de até 250 km, distância esta 5 vezes superior a um enlace de microondas (50 km). 5. MAIOR CAPACIDADE DE TRANSMISSÃO Proporciona capacidade de transmissão, cerca de vezes maiores que os sistemas convencionais de microondas. Através de técnicas de multiplexação podese agregar vários usuários e/ou serviços em uma única fibra óptica. 6. SISTEMA DE TELEFONIA E DE COMUNICAÇÃO DE DADOS As primeiras aplicações da fibra óptica foram para aumentar a capacidade das redes telefônicas, interligando linhas-tronco que exigem uma grande capacidade de tráfego. E da redução de custos dos sistemas ópticos foi se estendendo 21 em outras áreas de telefonia, como a interligação de centrais telefônicas interurbanas, internacionais e intercontinentais, melhorando sensivelmente a qualidade de comunicação em geral. O ambiente de redes de comunicação de dados foi outra área onde as fibras ópticas tiveram uma boa aceitação. Tipos de redes: SONET = Synchronous Optical Network HFC = rede Híbrida Fibra Coaxial FTTC = Fiber To The Curb, rede de acesso. Tipos de anel óptico: FDDI = Fiber Distributed Data Interface, FTTD = Fiber To The Desk, fibra óptica até a mesa do usuário, FITL = Fiber In The Loop, FTTH = Fiber To The Home, fibra óptica até a residência do usuário Os sistemas de comunicação caminham no sentido de unificar as mídias (voz, dados e imagens) sendo transmitidos por um único meio físico, com grande capacidade e manter uma velocidade em tempo real para que a mesma possa ser viável. TECNOLOGIA DE REDE HFC Estas redes empregam sistemas de transmissão analógicos para transporte de serviços analógicos digitais, utilizando fibra óptica para

22 distribuir os sinais analogicamente a partir do CDI (Centro de Distribuição e Inserção) para um nó da rede. Neste nó ocorre a conversão do sinal óptico para sinal elétrico para distribuição em cabos coaxiais para os assinantes. Cada nó serve até aproximadamente assinantes, dependendo dos serviços que está sendo oferecido e os níveis de utilização dos assinantes de um mesmo nó. TECNOLOGIA DE REDE FTTC Nesta configuração, utiliza fibra óptica para distribuir serviços digitais para um nó que atende tipicamente de 8 a 50 assinantes. Este nó, denominado ONU (Optical Network Unit) é responsável pela conversão eletro-óptica (sinais upstream) e opto-elétrica (sinais downstream), e se localiza no máximo a 300 metros do assinante mais distante em sua área de abrangência. Deste nó instalado na calçada (daí o nome curb ), os sinais digitais são distribuídos para os assinantes por meio de fio de cobre de par trançado ou cabo coaxial. LASER INFRAVERMELHO É uma tecnologia mais nova que oferece conexão sem fio com velocidade compatível com o cabo de fibra óptica. A transmissão a laser é em geral confiável, proporcionando precisão de transmissão de 99,9%. Os enlaces a laser permite a transmissão de sinais na distância da ordem de 150 a 500 metros. Também não é adequado para áreas propensas a neblinas. RADIO FREQÜÊNCIA (SPREAD SPECTRUM) O sistema de transmissão em radio freqüência fornece uma transmissão robusta e sem erros. Normalmente operam no sistema CDMA (Code Division Multiple Access) e totalmente digital. WIRELESS Transmissão sem fios A solução wireless são ideais para instalações onde o cabeamento normal passa a ser um fator crítico. A conexão fica livre de interferências físicas, porem ainda apresenta custo elevado de implantação bem como delicada relação custo/velocidade de transmissão. Normalmente são utilizadas tecnologias de luz (lazer ou infravermelho) ou de rádio freqüência. 22 infravermelho diz-se das radiações de grande comprimento de onda, não visível no espectro e que têm a propriedade de produzir elevação de temperatura.

23 UNIDADE IV CABEAMENTO Na importância e necessidade atual no mundo dos negócios, ocasiona flexibilidade e mudanças sistemáticas no lay-out físico dentro das empresas, principalmente nas instalações das fiações que representam um verdadeiro sistema nervoso com alto grau de confiabilidade, economia e evolutivo. A introdução de novas normas relacionadas às novas tecnologias com acesso a altas velocidades de informações, leva os usuários a fazer uma escolha criteriosa nas técnicas e soluções do sistema de cabeamento a ser instalado e que este sistema tenha uma vida útil de média a longo prazo. Lembrando que qualquer usuário que decida não considerar as recomendações da norma, se expõe à riscos e se confronta com a problemática da longevidade da solução implementada. PRECABEAMENTO Nos edifícios comerciais e dentro das empresas, é cada vez maior a quantidade de equipamentos de informática e de telecomunicações, objetivando estabelecer um canal de comunicação entre os equipamentos e transferência de informações tanto interna como externamente. Para atender esta necessidade, é necessário dispor de um sistema de cabeamento dimensionado para interconectar os equipamentos, seja de transmissão de dados, voz ou imagem, que se adapte aos diversos acessórios e marcas Portanto precabear um edifício, consiste em instalar, em todos os pontos deste, uma rede de infra-estrutura com condutores suficiente quanto a qualidade, quantidade e flexibilidade de disposição. Uma vez realizado o precabeamento, você poderá, sem ter que faze-lo novamente: instalar novos cabos, conectar qualquer terminal, uniformizar, simplificar, sistematizar os modos de cabeamento. Para isso, o precabeamento deverá atender os pré-requisitos a seguir: Sistemático: existência de tomadas em todos os pontos do edifício a ser equipado, para permitir a ativação de postos de trabalho ou seu remanejamento, sem a necessidade de se reinstalar novos cabos e conectores. Reconfigurável: permitir alterações no sistema sem modificações estruturais no cabeamento. Homogêneo: as tomadas e os cabos que alimentam, devem ser idênticas em todo o edifício. O precabeamento, por suas regras de constituição, proporciona um funcionamento flexível e permanente, possibilitando seu fácil aproveitamento. A reconfiguração das redes, a adaptação das tomadas aos novos postos de trabalho, etc., são realizados de forma praticamente instantânea. Implicitamente, quando se fala de precabeamento de edifícios, pensa-se essencialmente em cabeamento de baixa corrente. Na realidade, deve-se planejar a rede elétrica (alta corrente) e a rede de telefonia e de informática em conjunto, de maneira a integrá-las corretamente e evitar possíveis interferências. É necessário considerar o precabeamento como uma inovação, assim evitando transtorno e demora na instalação, além de minimizar custos de implantação às novas tecnologias. CABEAMENTO ESTRUTURADO Para evitar que uma edificação possua várias fiações independentes para cada tipo de aplicações, por exemplo: PABX, KS, fax, interfone, sistema de alarme e prevenção de incêndio, sistema de segurança, de automação, circuito interno de TV (CFTV), rede de computadores, outros sistemas de voz, dados e imagem, foi padronizado um sistema de cabeamento único, chamado de cabeamento estruturado que atendesse, sozinho, a todas estas finalidades. COMO FUNCIONA O cabeamento estruturado é constituído basicamente de um quadro de distribuição, similar ao quadro de distribuição de energia elétrica, de onde partem fiações que alimentam o maior número possível de tomadas de parede, distribuídas em toda a edificação. Estas tomadas, definidas como pontos de telecomunicação (PT), são de aplicação de serviço genérico, isto é, nelas poderão ser conectados qualquer equipamento desejado (telefone, computador, câmera de vídeo, alarme, sensor, etc). A este mesmo quadro de distribuição estão conectados a central de PABX ou KS, o servidor de rede, o computador de grande porte, a central pública de telefone, a central de alarme e incêndio e etc, de tal forma que com uma simples manobra de cabos no quadro de distribuição, a função de qualquer tomada do prédio será imediatamente ativada, desativada ou alterada, como por exemplo, de ponto de telefone para o ponto de computador, e etc. 23

24 VANTAGEM Antes da existência do cabeamento, quando se queria instalar computadores, telefones, câmeras de vídeo, sensores de automação, e etc, era necessário construir um cabeamento específico para cada aplicação. Toda vez que aumentava o número de equipamentos ou mudava o local de trabalho, havia a necessidade de contratar empresas ou profissionais especializados para instalar novos cabos e preparar a infra-estrutura para receber os equipamentos. No caso de mudança de lay-out era necessário instalar novos pontos e, normalmente, perdia-se toda a infra-estrutura e fiação anterior. TIPO DE EDIFICAÇÃO Toda edificação comercial deverá possuir cabeamento estruturado para não ficar obsoleta. Seja uma loja, escritório, industria, hotel, galpão, clínica médica odontologia, prédio de qualquer tipo de empresa, enfim, desde até mesmo uma residência a um moderno prédio inteligente. No caso de edificações antigas, deverá ser avaliado uma nova infra-estrutura para receber as novas fiações. EDIFICAÇÃO INTELIGENTE Em todos os setores de atividade, empresas, industrias, clínicas médicas e odontológicas, hospitais, hotéis e estabelecimentos públicos recorrem cada vez mais a informatização e às técnicas de telecomunicação. A informática e suas técnicas estão globalmente bem estruturadas e utilizadas. Porém, um elemento de vital importância, o cabeamento, não tem sido objeto de tanta atenção, apesar de representar um custo da ordem de 1% a 3% do valor da construção de um edifício e/ou dos equipamentos instalados. Por trás da expressão Edificação Inteligente, cada vez mais encontrada no mercado imobiliário, há que se reconhecer que é mais uma expressão de marketing que proporciona imagem de falsa evolução, e não propriamente uma inovação técnica. Não basta cabear um edifício para faze-lo inteligente, incluindo-se o aspecto de que o sistema de comunicação associa informática e telecomunicação. Esta idéia leva provedores e usuários a compreender que o conceito de Edificação Inteligente vai muito além do cabeamento (fiação). Para isso, falaremos de flexibilidade ou modularidade, permitira a circulação das informações, sendo independente dos equipamentos de transmissão, dimensionada de maneira suficiente e pronta para absorver as futuras evoluções das redes, sem depender da arquitetura. As empresas, que se adaptam cada vez menos às estruturas rígidas, reclama de espaços correspondentes às estruturas de organização, permitindo flexibilidade, transformação e reconfiguração. Apesar de tudo, uma edificação, de acordo com suas formas e dimensões, a altura dos andares, o tipo de piso, constituem um 24

25 engessamento que é o principal obstáculo para a flexibilidade. Além disto, as empresas desejam que os espaços de trabalho possam ser reconfigurados ao novo lay-out de maneira rápida e sem custos adicionais, de acordo com a evolução dos serviços e de sua organização. É em função destes requerimentos que surgem a necessidade de precabeamento. Da mesma forma que a água e a eletricidade impuseram um desenho de distribuição de maneira independente e otimizada, a explosão das necessidades de comunicação impõe aos arquitetos, projetistas, profissionais de comunicação, informática e aos usuários, a integração da distribuição da informação na forma de voz, dados e imagem. O setor terciário é um dos setores de atividade que utiliza de maneira crescente as técnicas de informação e comunicação, assim como as técnicas de transporte associadas, sejam na forma de sinalização analógica ou digital. As redes de transmissão normalmente utilizadas são geralmente redes de cabos metálicos, com migração para cabos ópticos e wireless. A FLEXIBILIDADE QUE O PRECABEAMENTO POSSIBILITA SERÁ: Cada ponto de acesso deve poder conectar à todas as redes de transmissão ou informação, sem a necessidade de passagem de novos cabos e a realização de novas conexão, segundo a evolução; A distribuição dos postos de trabalho poderá ser modificada rapidamente sem que seja necessário desmontar ou instalar novos conectores; Sem causar transtornos no ambiente de trabalho com obras civis. Ainda que a informática seja o principal responsável de novas necessidades de comunicação, não devemos deixar de mencionar outros serviços que são importantes para completar este ciclo, tais como: A transmissão de voz (a comunicação telefônica, incluindo-se os interfones), A transmissão de imagem, sobretudo utilizada nos sistemas de segurança, mas que no futuro próximo fazer parte integrante do posto de trabalho (teledistribuição, escolas, centros de formação, hotéis, hospitais, centros médicos, clínicas, etc). As informações da administração do edifício (ar condicionado, eletricidade, água, elevadores, portas de segurança, sensores de incêndio, calor, presença e fumaça) que estão cada vez mais automatizadas e centralizadas com monitoramento remoto. Estas informações podem ser administrativas ou técnicas. CUSTOS O cabeamento não custa caro, porque uma vez instalado e devido à grande flexibilidade, proporciona enormes economia e rapidez em ampliações, mudanças, deslocamento de funcionários e rearranjos dentro da empresa. NORMAS São cada vez mais numerosos grupos de trabalhos integrados por fabricantes e profissionais da área determinados em desenvolver normas no campo do precabeamento. Além dos membros pertencentes a ISO (International Standard Organiozations), IEC (International Electric Commitee), ANSI (American National Stantard Institution), ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), as associações e sindicatos profissionais editaram especificações que tendem a se tornar bases de uma norma. Neste trabalho são consideradas recomendações relativas às especificações de um sistema de cabeamento para edifícios inteligentes, considerando as observações dos fabricantes e dos instaladores de sistema de cabeamento. ABNT NBR : Procedimento básico para elaboração de projetos de cabeamento de telecomunicações para rede interna estruturada. ABNT NBR-5410: Instalação Elétrica de Baixa Tensão. ANSI-EIA/TIA-568B: Commercial Building Telecommunications Cabling Standard ANSI-EIA-TIA-568B.1: General Requiriment ANSI-EIA-TIA-568B.2: Balanced Twisted Cabling Componentes ANSI-EIA-TIA-568B.3: Optical Fiber Cabling Componentes Standard ANSI-EIA-TIA-569-A: Commercial Buiding Standard for Telecommunucations Pathways and Spaces ANSI-EIA-TIA-606: Administration Standard for the Telecommunications Infraestructure of Commercial Buidings ANSI-EIA-TIA-607: Grounding and Bonding Requirementes for Telecommunications in Commercial Buidings A NORMA ANSI-EIA-TIA-568B.2 RECONHECE O QUE SEGUE: 1. Rede não estruturada: cabo par trançado sem blindagem de categoria 3 para sistemas de voz e cabo par trançado sem blindagem de Categoria 5E para sistemas de dados. 2. Rede estruturada: a menor categoria reconhecida para cabo par trançado não blindado é a Categoria 5E. Assim temos os meios de transmissão reconhecidos para cabeamento primário (backbone) e cabeamento secundário (rede horizontal) como: Cabo par trançado não blindado (UTP = unshielded twisted pair), 24 AWG x 4 pares, 100 Ohms, Categoria 3, Categoria 5E e Categoria 6; 25

26 Cabo óptico multímodo (62,5/125 micra); Cabo óptico multímodo (50/125 micra); Cabo óptico monomodo (9/125 micra). 3. Os 6 pontos básicos deverão ser projetados para atender a necessidade atual e futura das instalações dos pontos de acesso e também para a infra-estrutura. ESTES 6 PONTOS BÁSICOS SÃO: SET SEQ CP CS AT ATR Sala de entrada de telecomunicação Sala de equipamentos Cabeamento primário Cabeamento secundário Armário de telecomunicações Área de trabalho SET Também pode ser definido como SALA DE ENTRADA DE SERVIÇOS. Consiste num ambiente de entrada dos serviços de telecomunicações ao edifício, onde todos os provedores de serviços e operadoras de telecomunicações envolvidas devem disponibilizar a chegada dos cabos de conexão e distribuídas em painéis e gabinetes apropriadas e terminadas. Neste ambiente pode conter também os percursos de interligação entre edifícios. Os serviços que entram na sala podem ser via subterrânea, diretamente enterrada ou aérea. Cada uma delas com particularidades e recomendações próprias. SEQ É o espaço destinado para equipamentos de telecomunicações e/ou equipamentos diretamente relacionados com o sistema de telecomunicações e o sistema de suporte ambiental. Por norma, a menor área para SEQ é de 14 m2. AT Este espaço destina-se exclusivamente a infra-estrutura das telecomunicações, onde serão instalados somente equipamentos pertinentes e telecomunicações. Neste ponto concentram-se a chegada de todo o cabeamento da rede horizontal do pavimento e pavimentos adjacentes. A distância horizontal não deve ultrapassar o limite de 90 metros entre o AT até o ATR. CS Também conhecido como rede horizontal cuja função é interligar as terminações entre as tomadas localizadas nos ATR de um pavimento e/ou pavimentos adjacentes até o AT. Obs: 1. Recomenda-se que a taxa de ocupação nos eletrodutos e eletrocalhas sejam de 40%, objetivando com isto a facilidade para troca do cabeamento e/ou expansão para novos pontos de telecomunicações. 2. Separação em relação a fontes de energia eletromagnéticas. A norma estabelece os requisitos mínimos para separação de circuitos elétricos e cabos de telecomunicação. Resumimos abaixo algumas destas recomendações: separação física entre os cabos de energia e de telecomunicação; quando instalado na mesma canaleta, deve existir uma reparação física por meio de barreiras dentro das canaletas, condição esta válida para rede elétrica de baixa tensão; dentro de caixas ou compartimentos de tomadas, deve haver separação física entre os cabeamentos; evitar rotas próximas a fontes de indução; utilizar protetores contra surtos nas instalações elétricas; em infra-estruturas metálicas (eletrocalhas e/ou eletrodutos), aterrar todo o conjunto; a estrutura metálica dos gabinetes também deverão estar aterradas. não deixar nenhuma fiação desconectada, caso ocorra, aterrar a fiação objetivando com isto reduzir o efeito de indução. As terminações dos cabos UTP seguem o padrão pré-definido pela norma. ATR Neste espaço localizam-se os pontos de telecomunicações (PT) para acesso de serviços pelo usuário local, tais como estações de trabalho (computadores), impressoras, aparelho telefônico, etc. CP Também conhecido como backbone, cuja função é interligar as terminações que se concentram nos AT até o SEQ 26 adjacentes vizinhança; próximos

27 Utiliza-se cabos por trançado não blindado (UTP = unshielded twisted pair), cabo par trançado blindado com fita (FTP = foiled twisted pair), cabo de fibra óptica multímodo e do tipo monomodo. Nas terminações são utilizadas conectores modulares de 8 vias (tipo RJ-45 macho e/ou fêmea) para cabos metálicos e conectores ópticos tipo ST, SC e MT-RJ. TOPOLOGIA É a maneira como os componentes de uma rede estão dispostos e interligados entre eles. As topologias mais comuns nas instalações de redes são: BARRAMENTO Todas as estações estão conectadas a um único cabo central. O sinal transmitido permanece no barramento até que a estação de destino possa captura-lo. Nesta topologia utiliza-se os cabos coaxias e terminais de conexão tipo N e BNC. ANEL Todas as estações estão conectadas em forma de um laço, ou seja junção física do cabo do início da rede com o fim da mesma. As informações podem trafegar em um único sentido ou em ambos os sentidos. A conexão pode ser feita por cabo de fibra óptica multímodo ou monomodo, cabo par trançado não blindado (UTP), cabo par trançado blindado com malha (STP = shiended twisted pair). ESTRELA Esta topologia mais utilizada nas instalações de redes, compreende várias estações conectadas entre si através de cabos e equipamentos centralizadores que também podem realizar o controle do sistema. blindado revestido de chapa de aço; encouraçado. 27 MODELO OSI Modelo de Referência para Interconexão de Sistemas Abertos, conhecido como Modelo Osi, foi desenvolvido pela Internacional Standards Organization, tendo como principal objetivo tornar mais fácil o tratamento dos vários níveis e dos aspectos envolvidos na comunicação entre processos. Resumidamente pode-se dizer que o Modelo Osi foi projetado para permitir que sistemas abertos se comuniquem. Sistema aberto é aquele que é preparado para comunicar-se com qualquer outro sistema usando regras padronizadas que governam o formato, o conteúdo e o significado das mensagens enviadas e recebidas. Para permitir que um grupo de computadores venha a comunicar-se através de uma rede, é necessário que todos eles concordem com o protocolo a ser usado. O Modelo Osi distingue dois tipos de protocolos: Os protocolos orientados à conexão e os protocolos não orientados a conexão. Nos orientados a conexão o transmissor e o receptor devem estabelecer uma conexão entre si antes de haver uma troca de dados propriamente dita. Já no caso dos protocolos não orientados a conexão, não há necessidade de nenhum procedimento anterior à troca de mensagens. O Modelo Osi identifica claramente os níveis envolvidos na comunicação, dá a eles nomes padronizados e apontam quais os tipos de trabalhos que serão realizados por cada um dos níveis. Camada 1 Camada 2 Camada 3 Camada 4 Camada 5 Camada 6 Camada 7 Físico Enlace de dados Rede Transporte Sessão Apresentação Aplicação PROJETO O projeto deverá ser feita por empresas credenciadas que assegurem a elaboração do projeto de acordo com as normas aplicáveis, garantindo a integridade de todo o sistema. Os projetistas devem ter uma idéia global que permita visualizar os diferentes serviços e aplicações que serão implantados nesse sistema. Estes serviços e aplicações definem os programas e os produtos que serão utilizados para construir as redes apropriadas para trafegar voz, dados, imagem, etc. Este conceito está dirigido ao usuário conforme sua necessidade, para permitir, através

28 dela, acrescentar produtividade e eficiência às empresas. Estas necessidades geram novas tecnologias de informação e comunicação, porém, ocasionam um problema maior, tanto frente à diversidade dos equipamentos disponíveis, quanto aos novos serviços. É neste ponto que se faz sentido da importância da qualidade de um Sistema de Cabeamento. Sistema este totalmente aberto e independente dos fabricantes de informática e de telefonia, apoiada em um conceito básico: a polivalência. É constituída por uma gama de produtos, nos quais o cliente tem a segurança de encontrar a resposta para suas necessidades específicas, presentes e futuras. A utilização de cabos de pares trançados e fibras ópticas assegura uma instalação rápida e simples, proporcionam melhor desempenho nas interconexões. A homogeneidade de acesso que se faz por uma única tomada modular M8V (8 vias). Portanto a instalação de um Sistema de Cabeamento Estruturado nos edifícios e nas empresas se tornam cada vez mais necessária, seja para diminuir os riscos de quedas no sistema, que prejudicam o bom andamento de seus negócios, ou seja, para diminuir os custos de manutenção na rede, uma vez que, as futuras ampliações ou alterações, serão feitas por adição ou remoção. 28

29 UNIDADE V COMUNICAÇÕES ÓPTICAS A fibra óptica é uma tecnologia na qual a luz é transmitida ao longo da parte interna da fina e flexível fibra de vidro ou plástico, que forma o núcleo das fibras. Seu desenvolvimento teve uma evolução muito rápida nos últimos 20 anos. desde o início da década de 60 até o presente a atenuação foi reduzida de várias ordens de grandeza, a capacidade de transmissão aumentada enormemente e as aplicações difundidas pelos mais diversos campos de utilização. Pode-se dizer que existem hoje cinco campos de aplicações para os canais ópticos em comunicações (giozza et al., 1991). Interligações entre centrais telefônicas, em virtude do congestionamento dos dutos telefônicos nas grandes cidades e a possibilidade de aumento da capacidade; Ligações interurbanas. O primeiro enlace com fibra monomodo (1.300 mm) foi realizado entre Taguatinga e Brasília, com 24 km de fibra, a 34 Mbits/s; Ligações interoceânicas, tendo como exemplo o sistema TAT8, entre os Estados Unidos, a Inglaterra e a França, inaugurado em 1988; Redes locais que são sistemas de comunicação multiponto com taxas usualmente menores que 20 Mbits/s e distâncias inferiores a 10km; Redes metropolitanas para tráfego de voz, dados e vídeo de forma integrada. Os cabos poderão conter 600 fibras na central telefônica e duas a quatro fibras na residência do assinante. EVOLUÇÃO HISTÓRICA A idéia de transmitir informações por meio de sinais luminosos não é tão recente assim. Relata-se como um dos feitos mais notáveis, a primeira transmissão de voz feita, em 1880, por Graham Bell por meio de um feixe luminoso. O sistema de Bell consistia em um espelho-diafragma atrás do qual incidi a voz do locutor, que modulava a luz solar. A luz era recebida sobre um refletor parabólico em cujo foco estava localizado um fotorresistor de selênio ligado a uma bateria e a um fone de ouvido. No entanto, a invenção do laser, na década de 60 foi o acontecimento mais marcante no sentido de utilizar fibra óptica como canal de transmissão, sendo desenvolvidos a partir daí estudos em torno dos três componentes básicos do sistema de comunicações ópticas: O meio de transmissão, a própria fibra óptica; O receptor óptico, fotodiodo PIN ou avalanche (APD). A Figura 1 mostra um sistema de transmissão por fibras ópticas. A evolução recente das fibras óticas e tecnologia fotônica é dada a seguir (Giozza et al., 1991) Em 1951, foram transmitidas as primeiras imagens por intermédio de fibras ópticas (van Heci, Hopkins e Kapany); A expressão óptica foi cunhada por Kapany em 1956; Desenvolvimento do laser, por Schawlow e Townes e, 1958; Antes de 1966, as fibras apresentavam ainda uma atenuação típica de a db/ktn e seu emprego, era feito 29 principalmente na medicina e instrumentação; As perdas caíram para um décimo, cerca de 200 a 300 db/krn a partir da segunda metade da década de 60 devido à evolução dos materiais adotados, além dos processos de purificação, permitindo aplicações em navios, aviões e veículos militares; Em 1970, foi anunciada uma fibra de 20 db/km, feita de sílica (SiO2), marcando o início do interesse do setor de comunicações por fibras ópticas. Os lasers a semicondutor foram introduzidos por Hayashi Panishi;

30 Em 1975 as fibras atingiram 5 db/km, deixando os laboratórios para a produção em escala industrial. Primeiros sistemas comerciais em 850 mn, no ano de 1976, em Chicago; As fibras monomodo são introduzidas experimentalmente em 1979, prometendo perdas inferiores a 0,2 db/km. As redes do tipo barramento começam a ser utilizadas (Ethiernet); No inicio dos anos 60, já eram comercialmente disponíveis fibras com atenuação de 3 db/km num comprimento de luz de 850 mn (primeira janela); Com a evolução das fontes luminosas e o uso de outros comprimentos de onda, atinge-se a segunda janela, em mn, com uma atenuação que chega a 1,5 db/km, em 1982; - Em 1983 a terceira janela, em 15 50rim, faz a atenuação decrescer para 0,5 db/km; A rede em metropolitana em fibra óptica e a rede tipo anel (token ring) são introduzidas em A fibra monomodo começa a ser usada para comunicação submarina (1550mn). Os sistemas coerentes começam a ser desenvolvidos; A comutação e computação fotonica iniciam em 1987; A transmissão de sólitons, pulsos de luz que mantêm o formato ao longo da transmissão na fibra, foi demonstrada na prática na década de Atualmente, estudos e desenvolvimentos de fontes e detectares visam a terceira janela, porque essa possui a mais baixa atenuação, bem como fibras ópticas no comprimento de luz do infravermelho usando materiais especiais. No Brasil, o desenvolvimento de fibras ópticas está a cargo do CPQD da Telebrás que hoje consegue resultados tão bons quanto os melhores institutos de pesquisa dos países desenvolvidos. Nos anos que se passaram desde a primeira proposta de que as fibras ópticas poderiam ser produzidas com baixíssimas perdas, muito progresso tem se verificado nessa nova tecnologia. O que era uma possibilidade interessante nos anos 60 já era uma realidade prática nos anos 70. Outro sistema de comunicação óptica que merece destaque e que se encontra em fase experimental, prometendo muito num próximo é o enlace de telecomunicações em laser, com transmissão de feixes laser através do espaço livre sob a água. Enlaces desse tipo já são encontrados em paises como os Estados Unidos, usando diodos laser como dispositivos emissores de luz, tais como transmissões entre satélites e entre submarinos. Cabos ópticos submarinos já foram implantados, ligando a América Europa e América Japão com cerca de circuitos de voz, com o objetivo de integrar todos os sistemas de informações na chamada RDSI (Rede Digital de Serviços Integrados), em fase de implantação no Japão, Estados Unidos e Europa em desenvolvimento no Brasil. COMUNICAÇÃO ÓPTICA COERENTES O estudo de comunicações coerentes por fibra pode ser dividido em análise teórica, pesquisa, desenvolvimento de dispositivos e experimentos sistêmicos. O primeiro tópico envolve a análise do transmissor de onda em fibra e receptor. A produção de moduladores coerentes, laser estabilizados em freqüência e purificados em espectro e detectores homódinos ou heteródimos está classificada na segunda categoria. Uma das características mais importantes da técnica de transmissão coerente é a boa sensibilidade intrínseca, que permite um alto grau de ramificação do sistema. A fibra monomodo já é aceita como o meio de transmissão mais promissor, em termos de relação custo benefício, para sistemas de comunicações a longa distância. Sistemas coerentes e não coerentes têm sido objeto de exaustiva análise para comunicações fibra óptica. No caso não coerente, a demodulação é obtida com o uso de correlação de forma sub ótima. Um dos maiores problemas encontrados na implementação de um sistema óptica coerente é a análise e controle da largura de linha do laser. É possível demonstrar que a largura de linha de um laser semicondutor depende da variância do ruído de fase do campo óptico. Atualmente, e espectro dos lasers comerciais é mais largo que o espectro dos sinais de banda básica, de forma que o espalhamento espectral aparece como uma interessante técnica para atacar esse obstáculo. A banda passante óptica pode acomodar um grande número de usuários, principalmente com o uso de técnicas de modulação coerente. O preço dos sistemas ópticos está caindo a uma taxa constante e a fibra é imune a uma grande variedade de fontes de interferência. Há um esforço para que todo o processamento de sinais seja feito na própria freqüência óptica. Como resultado, a rede poderia ter aumentado seu numero de usuário simultâneos, podendo evitar as limitações dos transdutores eletroopticos e adquirir imunidade contra uma série de outros problemas. REDES ÓPTICAS Avanços recentes na tecnologia de comunicações ópticas vêm revolucionando a infraestrutura de telecomunicações em praticamente todo o mundo. Capacidades de transmissão cada vez mais elevadas têm possibilitado a implantação de redes de comunicações que viabilizam a integração de diferentes tipos de tráfego, a sofisticação dos serviços, a interconexão de redes remotas. A transmissão de informação por meio de fibras ópticas para serviços de faixa larga tem se tomado, segundo critério técnico e econômico, a opção mais atraente. Milhões de quilômetros de cabos de fibras ópticas já foram implantados por empresas de TV a cabo e companhias telefônicas em diversos países do mundo. 30

31 A aceitação mundial de sistemas de comunicações baseados no uso de fibras ópticas deve-se em parte, a padronização internacional da SDH (Hierarquia Digital Síncrona) para transporte e ao ATM (Modo Assíncrono de Transferência) para o acesso e a comutação de sinais portadores de informações digitalizada. ARQUITETURA PARA REDES ÓPTICAS A fibra óptica possui grande potencial para reduzir custos na oferta de largura de faixa, o que pode viabilizar, por exemplo, a oferta de serviços interativos de faixa larga. Serviços tais como vídeo teleconferência e distribuição de programação de TV de acordo com as preferências dos usuários podem ser prontamente disponibilizados com a tecnologia atual. A combinação de alternativas propiciadas pelas novas tecnologias e a busca pelas melhores soluções tanto em termos de arquitetura quanto com relação às especificações de elementos de redes conduziram a várias abordagens com relação ao loa de assinantes das redes de telecomunicações. As figuras abaixo mostra possíveis arquiteturas para a implementação do conceito de FITL (fiber-in-the-loop), inclusive para o provimento de serviços baseados em vídeo. Arquitetura de distribuição de CATV com fibra/cabo coaxial Em diversos países, empresas telefônicas e empresas de TV a cabo estão implantando redes que empregando sistemas de fibras no enlace de assinante. No caso das redes telefônicas, esses sistemas são normalmente usados para prover tanto serviços tradicionais quanto novos serviços, ao mesmo tempo em que preparam a infraestrutura para o transporte de televisão e multimídia no futuro. A figura abaixo mostra como se apresentam hoje as redes de entroncamento entre centrais locais de comutação telefônica. Cada central serve a um certo número de assinantes (tipicamente entre a ), onde a tendência com relação à implantação de redes de entroncamentos. Um número menor de centrais com capacidade é conectado por anéis ópticos tolerantes a falhas e usando transmissão segundo os padrões da SDH. 31

32 VANTAGENS DAS FIBRAS ÓPTICAS A fibra óptica possui, no lado da emissão, um transdutor que converte os pulsos elétricos em laser. Mas aplicações industriais, usa-se o LED (Ligt Emiting Diode), e nas telecomunicações, prefere-se o LD (laser Diode), ambos feitos de arseneto de gálio (GaAs). No outro extrremo da fibra, tem-se o detector de luz, formado por um APD (Avalanche Photo Diode). Nos trechos de cabos muito longos onde se procura evitar repetidoras intermediárias, como nos sistemas festoni, empregam-se amplificadores ópticos (booster e pré-amplificador). As características das fibras ópticas trazem uma série de vantagens ao seu uso. O quadro abaixo relaciona essas características e suas vantagens associadas. 32 CARACTERISTICAS Dimensões reduzidas, pequenos raios de curvatura, flexível e leve VANTAGENS Uso eficiente do espaço, fácil de manusear e instalar, d]facilidade de usar dutos existentes, bobinas de cabos de grande comprimento, menor quantidade de emendas. Baixa atenuação Estações repetidoras distantes umas das outras, longas rotas sem repetidores intermediários. Faixa larga de transmissão Grande capacidade de transporte simultâneo de voz dados e imagem. Material não condutor Não drena correntes