2 REDE DE ASSINANTES É a parcela do sistema telefônico que interliga a central local com o aparelho telefônico. Além da voz, é usada também para comunicação de dados. Atualmente a rede de assinantes é formada em sua maior parte por cabos de pares metálicos. Aos poucos tem sido implantada rede de cabos ópticos na interligação entre a central e armários de distribuição ou entre central pública e pabx. 2.1 COMPONENTES Esquematicamente, a rede de assinantes é composta pelos seguintes elementos: Planta Externa Central Comutadora Caixa de Distribuição Cabo Primário DG Jumper Telefone Tomada Fio Drop Cabo Secundário Armário Bloco de Proteção lado vertical Bloco de Proteção lado horizontal A rede de Assinante Distribuidor Geral (DG) localizado dentro da estação telefônica, faz a interligação entre a central comutadora e a rede externa. No DG os pares das linhas de assinantes são conectados a blocos protetores (conexão vertical) e interligados a blocos de corte (conexão horizontal). Cada par de terminais do bloco de corte recebe um par do equipamento comutador e corresponde ao número do assinante. A interligação entre os blocos é feita através de fios jumper. 1
Equipamento de Comutação 3475 3476 3478 D G Jump Para o telefone 221-3478 Cabo de pares Lado Horizontal Lado Vertical A estrutura do Distribuidor Geral Cabo primário (alimentador) é o trecho da rede que interliga o DG ao armário de distribuição. É um cabo de alta capacidade (> 200 pares) instalado em caixas e dutos subterrâneos. Este trecho da rede é também chamado de rede primária. Cabo secundário (distribuidor) é o trecho da rede que interliga o armário de distribuição às caixas terminais. É um cabo de baixa capacidade ( 200 pares), usado em instalações aéreas. Este trecho é denominado de rede secundária. Caixa de emenda utilizada para emenda de cabos. Existem diferentes tipos de emendas dependendo se o cabo é subterrâneo ou aéreo. Caixa terminal (ou de distribuição) onde termina a rede de cabos e são conectados os pares de cada assinante. Dentro da caixa são instalados blocos de conexão. Existem caixas para instalação externa e caixas para instalação interna, com seus respectivos blocos. Fio externo (FE) utilizado em instalações externas, para interligar a caixa terminal com a casa do assinante. Fio interno (FI) utilizado em instalações internas. Para instalações internas existem também os cabos internos (CI). Armário de distribuição (ARD) é um armário instalado externamente onde são feitas interligações entre os pares da rede primária e secundária. 2
2.2 TIPOS DE CABOS E MATERIAIS DE SUSTENTAÇÃO CTP-APL é um cabo onde os condutores utilizam isolamento de plástico e ar. Para evitar interferências externas o cabo é protegido com uma fita de alumínio lisa (APL). Geralmente utilizado em instalações aéreas, necessita de uma cordoalha de aço (cabo mensageiro) para sustentação junto aos postes. CTS-APL são indicados para redes subterrâneas. São constituídos por condutores de cobre isolados por uma camada de polietileno expandido revestida por uma película de polietileno sólido (Foam-Skin), núcleo enfaixado com material não higroscópico e protegido por uma capa APL. CTP-APL/G geralmente usado em instalações subterrâneas, este cabo utiliza isolamento de plástico e vem com uma geléia entre os condutores para proteção contra umidade. CTP-APL/AS usado em instalações aéreas, é um cabo auto-sustentado não precisando de cordoalha de aço. Este cabo possui internamente uma cordoalha de fibra de vidro. Cordoalha utilizada para sustentação mecânica dos cabos aéreos que não são autosustentáveis. É a cordoalha que é fixada ao poste e não o cabo. Fio de espinar usado para fixar o cabo telefônico à cordoalha. A nomenclatura para identificação dos cabos leva em consideração também o diâmetro dos condutores e a capacidade do cabo. Exemplos: CTP-APL 40/100 cabo de 100 pares cujos condutores possuem 0,40 mm de diâmetro. CTP-APL 65/200 cabo de 200 pares cujos condutores possuem 0,65 mm de diâmetro. A identificação dos pares telefônicos dentro do cabo é feita através de um código de cores. Os pares são organizados em grupos de 25 pares dentro do cabo, sendo o código composto por 25 combinações de cores diferentes. Cada grupo é identificado através de uma fita colorida. 3
Código de cores: Par Cor Par Cor Par Cor 1 Branco-azul 11 Preto-azul 21 Violeta-azul 2 Branco-laranja 12 Preto-laranja 22 Violeta-laranja 3 Branco-verde 13 Preto-verde 23 Violeta-verde 4 Branco-marrom 14 Preto-marrom 24 Violeta-marrom 5 Branco-cinza 15 Preto-cinza 25 Violeta-cinza 6 Vermelho-azul 16 Amarelo-azul 7 Vermelho-laranja 17 Amarelo-laranja 8 Vermelho-verde 18 Amarelo-verde 9 Vermelho-marrom 19 Amarelo-marrom 10 Vermelho-cinza 20 Amarelo-cinza 2.3 PROTEÇÃO A proteção elétrica se refere ao conjunto de precauções tomadas com relação a rede, infra-estrutura e equipamentos dos sistemas de telecomunicações com o objetivo de proteger a vida e a integridade física dos operadores e usuários do sistema, bem como, garantir o funcionamento dos sistema quando submetido a perturbações. As principais fontes de perturbação sobre a rede telefônica são as seguintes: Descargas atmosféricas Redes de energia elétrica Emissoras de Radiodifusão 2.3.1 DESCARGAS ATMOSFÉRICAS As descargas atmosféricas podem impor tensões sobre uma linha telefônica quando um raio incide diretamente sobre a linha ou, quando o raio incide nas proximidades da linha. No caso das descargas indiretas, os campos eletromagnéticos gerados pela descarga se propagam no espaço desenvolvendo tensões impulsivas na linha. Dependendo da amplitude da descarga e da distância entre o ponto de incidência e a linha, essas tensões podem provocar a ruptura do isolamento da linha e danos em equipamentos conectados à mesma. 4
As conseqüências de uma descarga indireta são bem menores do que a direta. No entanto, a taxa de ocorrência da primeira é bem maior do que da segunda. As pessoas que se encontram próximas ao local de incidência do raio podem ser submetidos aos seguintes efeitos: Descargas laterais: ocorrem em pessoas que se abrigam sob árvores. Tensões de passo: quando aparece uma diferença de potencial entre os pés da pessoa que se encontra sobre o solo, no qual há escoamento de corrente do raio. Tensões de toque: ocorre quando a pessoa está com a mão apoiada na estrutura atingida pelo raio. 2.3.2 REDES DE ENERGIA ELÉTRICA As linhas de energia elétrica podem operar em dois modos distintos: regime permanente e regime transitório. Numa situação de operação normal (estável) a linha está em regime permanente. A indução eletromagnética originada pela linha neste estado depende da parcela de corrente que circula pela terra. Este tipo de indução causa ruído audível que interfere na conversação telefônica. Para que exista corrente fluindo pela terra e, portanto, indução (em regime permanente) sobre a linha telefônica, duas condições são necessárias: Configuração de transformadores em estrela, com o neutro aterrado. Desequilíbrio entre as fases. O regime transitório é um regime de curta duração e ocorre após a alteração das condições normais de operação da linha. Essa alteração pode ser causada pelo chaveamento de transformadores, curto-circuitos, etc. A indução eletromagnética gerada por curtocircuitos pode causar sérios danos à rede telefônica devido às elevadas correntes envolvidas, as quais provocam sobretensões sobre o par metálico. 5
2.3.3 EMISSORAS DE RADIODIFUSÃO Ao incidirem nas linhas de telecomunicações, os campos eletromagnéticos emitidos por estações de radiodifusão induzem tensões nestas linhas que podem interferir com os sinais da mesma. Esta interferência pode ocorrer tanto em linhas com sinais digitais quanto analógicos. Nas linhas digitais tem-se erro na interpretação dos pulsos, enquanto nas linhas analógicas ocorre a demodulação de sinais da emissora AM, o que faz com que o som da rádio se sobreponha ao da conversação telefônica. 2.3.4 MEDIDAS PREVENTIVAS DE PROTEÇÃO A fim de proteger o sistema de telecomunicação contra os diversos tipos de perturbações são tomadas algumas medidas preventivas, tais como: Descargas atmosféricas: aterramento da rede e instalação de protetores de sobretensão. Ruído (em regime permanente) causado pela rede elétrica: utilização de cabos blindados e aterrados. Transitórios causados pela rede elétrica: aterramento da rede e instalação de protetores de sobretensão. Emissoras de radiodifusão: utilização de cabos blindados e aterrados, redução da potência da emissora. Os aterramentos da rede externa devem ser distribuídos e instalados nos seguintes elementos: DG, ARD s, cabo mensageiro (cordoalha), blindagem dos cabos, equipamentos multiplex, caixas terminais com protetores. Os pontos de aterramento da rede telefônica devem ser sempre separados dos pontos de aterramento da rede elétrica, com afastamento de no mínimo 20 metros. Valores da resistência de aterramento: O aterramento da cordoalha deve ser menor ou igual a 13 Ω. O aterramento da blindagem do cabo deve ser menor ou igual a 30 Ω. 6
Em locais onde forem instalados protetores (caixa terminal ou protetor individual) o aterramento deve ser menor ou igual a 15 Ω Na estação telefônica, o valor máximo admissível é de 5 Ω. 2.4 CONTAGEM DA REDE Existem, basicamente duas topologias de rede metálica de assinantes: (1) a rede rígida onde o cabo alimentador é conectado diretamente ao cabo distribuidor através de emendas seladas (vedadas) e (2) a rede flexível onde as conexões entre o cabo alimentador e distribuidor são flexíveis, através da substituição das emendas seladas por ARD s. Em função da operação e manutenção da rede é necessário identificar todos os cabos, caixas e armários de distribuição instalados. Esta identificação é feita em campo pintando-se as caixas e armários com sua respectiva numeração de cadastro e numerando-se todos os cabos que saem do DG. É mostrado abaixo um exemplo de uma rede flexível com as respectivas contagens dos cabos, caixas e armário. ARD 52 / 1400 CTAPL 1200 3. 601 a 1800 Estação CTAPL 1800 3. 1 a 1800 CTAPL 600 3. 1a 600 CTAPL CA 200 200 3. 1 a 200 52/ 1-200 52/ 20 52/ 1 CTAPL 400 3. 201 a 600 CA 100 52/ 201-300 52/ 30 52/ 21 7
2.5 ATENUAÇÃO Representa a perda de potência do sinal através do par metálico devido a característica resistiva, as correntes de fuga no dielétrico, e ao descasamento de impedância entre a fonte de sinal e a linha ou entre a linha e a carga (aparelho telefônico). A atenuação máxima entre a central telefônica e o aparelho do assinante é de 8 db. Central 1500 m 2500 m # 0,40 mm # 0,50 mm 1A 600 m # 0,40 mm 800 m # 0,50 mm 1C 1B São dados a seguir os valores característicos de atenuação (a 800 Hz) do par metálico. Cabo subterrâneo à 20 o C: 0,40 mm 1,59 db/km 0,50 mm 1,29 db/km 0,65 mm 1,00 db/km Derivações: 0,8 db/km Cabo aéreo à 45 o C: 0,40 mm 1,66 db/km 0,50 mm 1,36 db/km 0,65 mm 1,05 db/km 2.6 LIMITE DE RESISTÊNCIA DE ENLACE É a máxima resistência admitida para o enlace de assinante. Pode ser determinada pela seguinte expressão: LRE = (V/Imin) (Rp + Rt) onde: V é a tensão de alimentação. Imin é a corrente microfônica mínima para funcionamento do telefone (20 ma). Rp resistência da ponte de alimentação. Rt resistência do telefone (300 Ω) 8
São dados a seguir os valores característicos de resistência elétrica do par metálico. Cabo subterrâneo à 20 o C: 0,40 mm 273 Ω/km 0,50 mm 170 Ω/km 0,65 mm 106 Ω/km Cabo aéreo à 45 o C: 0,40 mm 299,7 Ω/km 0,50 mm 186,6 Ω/km 0,65 mm 116,4 Ω/km 2.7 TRATAMENTO DE ENLACE Existem duas maneiras de manter o enlace de assinante dentro dos limites de transmissão e de resistência: (1) utilização de cabos com condutores de maior diâmetro ou, (2) utilização de dispositivos eletrônicos. Quando é escolhida a segunda opção realiza-se o denominado tratamento de enlace. Dentre os equipamentos para tratamento de enlace temos: bobina de pupinização, extensor de enlace e repetidor de freqüência de voz. A bobina de pupinização é um indutor ligado em série com a linha, com a finalidade de se contrapor ao efeito capacitivo do par metálico e reduzir a distorção de amplitude dos sinais transmitidos e baixar os valores de atenuação do enlace. O extensor de enlace é um dispositivo eletrônico instalado na estação telefônica, em bastidores apropriados, o qual é ligado em série com a fonte da central, fornecendo uma tensão DC mais elevada que supri a corrente microfônica mínima. O repetidor de freqüência de voz é um dispositivo eletrônico instalado na estação telefônica, com a finalidade de proporcionar um ganho de potência no sinal de voz, nas duas direções, para compensar o excesso de atenuação do enlace. As faixas de ganho dos repetidores estão comumente entre 4,0 e 6,5 db. 9