ResumoSistemasTelefonicos 1.1

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UPE - UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO 
POLI - ESCOLA POLITÉCNICA DE PERNAMBUCO 
 
 
 
 
RAÍZA DIAS DA ROCHA CAVALCANTE 
KLEBERSON KLEITON SANTOS 
 
 
 
 
 
 
TRABALHO – SISTEMAS TELEFÔNICOS 
A CENTRAL 
 
 
 
 
 
 
RECIFE 
MAIO DE 2016 
PROF.º VLADIMIR HOMOBONO 
 
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A CENTRAL 
 
O papel da central é fundamental na comunicação, ela e responsável pela 
comutação de sinais entre os usuários, ou seja, ela interliga e troca sinais entre dois ou 
mais pontos. As centrais são interligadas por meio de fibras ópticas ou cabos pares (em 
sistemas mais antigos). 
A centrais telefônicas evoluíram de sistemas de comutação manual para sistemas 
automáticos, eletrônicos e digitais. Uma das centrais de maior destaque, foram as centrais 
de públicas de programa armazenado (CPA), a qual causou um interesse mundial pelo 
sistema de controle por programa armazenado (SPC) devido as seguintes vantagens: 
Flexibilidade (o programa permite alterações e a sua configuração pode ser feita de forma 
remota), Facilidades para os assinantes, Facilidades administrativas, velocidade no 
estabelecimento da ligação, economia de espaço, facilidade de manutenção, qualidade de 
conexão, custo, tempo de instalação, etc. 
Para realizar uma chamada, uma central estabelece uma ligação telefônica, com a 
identificação do assinante “chamador”, recebimento dos dígitos de endereços do 
assinante “chamado”, depois passa pela seleção de vias e acionamento dos órgãos de 
comutação e supervisão até a desconexão da chamada. 
 
ESTRUTURA DE UMA CENTRAL 
Uma central telefônica utiliza a comutação de circuitos como técnica de 
comutação, e esta comutação pode ser analógica ou digital. Por conta do tipo de 
comutação utilizada, a fase de estabelecimento de ligação é mais importante e complexa 
do processo. Nesta fase, está associado o conceito de bloqueio, que consiste na 
possibilidade de não existir vias disponíveis para conectar uma porta de entrada com uma 
porta de saída. 
A central é composta por um processador central, um conjunto de programas e 
uma estrutura de comutação. Sua rede funciona em estrela, sem problemas com 
roteamento interno e, no caso de congestionamentos, ele ocorre na própria central. 
 
COMUTAÇÃO 
Atualmente, as centrais telefônicas utilizam uma comutação de circuitos digital. A 
comutação digital é uma ligação física mantida de forma cíclica durante o time-slot que 
corresponde a chamada realizada, ela se divide em: Comutação espacial e Comutação 
temporal. 
 
COMUTAÇÃO ESPACIAL 
A comutação espacial, realizada por um comutador digital espacial, pode ser vista 
como uma matriz de pontos de cruzamento. Onde cada ponto de cruzamento é 
implementado por portas lógicas, as quais são controladas por memórias (memórias de 
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conexão). Uma matriz de pontos de cruzamentos liga N linhas de entrada com M linhas 
de saída, oferecendo NxM pontos de cruzamento. Cada ponto de cruzamento é usado para 
uma ligação especifica, caso o ponto falhe, a ligação não ocorre. 
 
COMUTAÇÃO DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS 
No aumento da eficiência na utilização de matrizes de pontos de cruzamento, 
utiliza-se comutação de múltiplos estágios, em que se associa a um ponto de cruzamento 
um potencial de mais conexões, ou seja, partilhar os pontos para mais de uma ligação. 
Para realizar o partilhamento dos pontos, é necessário que seja previsto mais de um 
caminho para cada conexão em potencial, diminuindo a chance de possíveis bloqueios e 
falhas. 
Para calcular o número de cruzamentos em uma matriz de três estágios, por 
exemplo, com N entradas e N saídas, sendo n o tamanho do grupo de entradas e k o 
número de arranjos possíveis no estágio central. Utiliza-se a equação dada abaixo: 
𝑁𝑥 = 2𝑁𝑘 + 𝑘 (
𝑁
𝑛
)
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No cálculo da probabilidade de bloqueio, utiliza-se a ferramenta “grafo de Lee”, 
o qual admite-se como p a probabilidade de um enlace estar ocupado e n o número de 
caminhos alternativos (enlaces). Assim, a probabilidade de bloqueio supondo que todos 
os caminhos estejam ocupados, é dada por: 
𝐵 = 𝑝𝑛 
Caso seja necessária uma série de n enlaces para completar uma ligação, a 
probabilidade de bloqueio corresponde a: 
𝐵 = 1 − 𝑞𝑛 
Onde q representa a fração de tempo em que o enlace está livre e é igual a 1-p. 
No caso de uma comutação de três estágios, a probabilidade de bloqueio e obtida 
através da equação: 
𝐵 = (1 − (𝑞′)2)𝑘 
Com k igual ao número de arranjos no estágio central e q’ é a probabilidade de um 
enlace intermediário estar livre. 
 
COMUTAÇÃO TEMPORAL 
Por fim, tem-se a comutação temporal, que possui um funcionamento básico que 
consiste no processo de leitura e escrita de dados em uma memória. Esta comutação 
transfere o conteúdo de um time-slot para outro time-slot e a dimensão de seu sistema é 
limitada pelo tempo de acesso a memória. 
O número máximo de canais c suportados por uma central com uma memória 
básica é: 
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𝑐 =
125
2𝑡𝑐
 
Em que 125 corresponde ao tempo de repetição do quadro (em microssegundos), 
tc é o tempo de um ciclo da memória em microssegundos, tendo como base um sinal de 
voz de 8k amostras por segundos. 
A central temporal tem uma memória de dados associada a um multiplexador na 
entrada e um demultiplexador na saída. Os dados da entrada são armazenados na memória 
e endereçados pelo contador de janelas. E através de uma memória de controle, os 
endereços para a leitura dos dados de saída são obtidos. 
Este tipo de comutação possui algumas limitações como: uma matriz de 
comutação limitada pelo tamanho do quadro, comutações do tipo temporal-espacial são 
mais complexas, exigem operações mais rápidas e necessitam de memórias de capacidade 
mais elevada, o sistema é limitado pela capacidade do TDM final usado. Para solucionar 
limitações com relação à capacidade, indica-se o uso da matriz de comutação espacial. 
 
COMUTAÇÃO COMBINADA – BIDIMENSIONAL 
É usual, centrais de comutação eletrônica da rede pública realizarem associações 
de elementos da comutação temporal e espacial. Utiliza-se a comutação temporal para 
mudar a posição da informação no quadro e a comutação espacial para mudar a 
informação de quadro. 
Há várias combinações possíveis de estágios temporais e espaciais resultando em 
sistemas com características mais especificas como: O STS, o qual possui dois estágios 
de comutação espacial e um temporal, permitindo recursos de expansão e concentração; 
O TST, com dois estágios de comutação temporal e um espacial, ele amplia a capacidade 
de acesso; O TSST com ampla capacidade acesso e dispõe de recursos de expansão e 
concentração e; O TSSST que possui uma ampla capacidade acesso, com recursos para 
concentração e expansão e características de bloqueio reduzidas. 
Os recursos de concentração são usados em centrais locais, já que as linhas de 
assinantes, geralmente, estão pouco carregadas. Os recursos de expansão são aplicados 
em centrais trânsito e internacionais, pois é indesejável manter circuitos dispendiosos 
inativos, devido a bloqueios em uma determinada central. Desta forma, a perda por 
bloqueios é menor do que as relacionadas ao congestionamento de rotas de saída. 
Para obter a probabilidade de bloqueio de sistemas STS, TST e outro, também se 
utiliza o grafo de Lee. No caso de um sistema STS em que os estágios de entrada e saída 
são espaciais e o central é temporal, a probabilidade de um enlace interno está ocupado é 
pi= p(n/k), sendo p a probabilidade do enlace de entrada ou saída estar ocupado. 
Sendo o grafo de Lee de um STS igual a de uma central de três estágios espaciais, 
a equação para a probabilidade de bloqueio é amesma citada acima, em comutação de 
múltiplos estágios. 
Na central TST (time-space-time), o transito de dados é feito nas janelas do estágio 
temporal e a comutação de saídas no estágio espacial. A expressão dada para a 
probabilidade de bloqueio de uma central TST é: 
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𝐵 = (1 − (𝑞1)2)𝑙 
Onde l é o número de janelas do estágio espacial, q1 é o fator de expansão no 
tempo (q1= 1-p/α, α=l/c). Ela é estritamente não bloqueada para l=2c-1. 
 
COMPLEXIDADE DE IMPLEMENTAÇÃO DA CENTRAL TEMPORAL 
Um outro conceito associado as diversas centrais é a complexidade de 
implementação, o qual envolve o número de cruzamentos do estágio espacial (Nx) e o 
número de bits de memória (Nb). Assim, a complexidade de implementação é dada por: 
𝐶 = 𝑁𝑥 +
𝑁𝑏
100
 
Em centrais com mais de um estágio, como a STS, sua complexidade é dada pela 
soma do número de pontos de cruzamentos, o número de bits de controle do estágio 
espacial, o número de bits de memória do e o número de bits de controle do estágio 
temporal colocadas da seguinte forma: 
𝐶 = 2𝑘𝑁 +
2𝑘𝑐 log2𝑁 + 8𝑘𝑐 + 𝑘𝑐 log2 𝑐
100
 
E no caso de uma central TST, a complexidade é dada por: 
𝐶 = 𝑁2 +
2𝑁𝑙 log2𝑁 + 16𝑁𝑐 + 2𝑁𝑙 log2 𝑐
100
 
Em que N representa o número de entradas, k o número de matrizes de comutação, 
c o número de canais ou a dimensão da memória e l o número de time-slots do estágio 
espacial. 
Para um determinado valor de probabilidade de bloqueio (0,002), comparando 
TST com STS, nota-se que TST possui uma complexidade superior a complexidade de 
STS até atingir um fator de utilização de 0,25. A partir dele, a complexidade de TST se 
torna inferior à de STS, e por isso, a utilização de estágios espaciais internos é usado mais 
frequentemente. 
 
FUNÇÕES DA CENTRAL TELEFÔNICA 
As funções de uma central telefônica são praticamente as mesmas desde o seu 
surgimento. Elas são: 
Atendimento, monitoração para detectar pedidos de chamadas; 
Recepção de Informação, recebe informações como endereço da linha chamada e 
informações relativas a serviços de valor adicionado; 
Processamento da Informação, o sistema processa as informações recebidas e 
define as ações a serem tomadas; 
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Teste de ocupado, o sistema realiza um teste para verificar a disponibilidade do 
circuito; 
Interconexão, para uma chamada entre dois pontos, são realizadas três conexões, 
ligação para o terminal de origem da chamada, ligação com o terminal chamado e a 
conexão entre os dois terminais; 
Alerta, o sistema alerta o usuário chamado e tom característico para o assinante 
que realiza a chamada; 
Supervisão, é feita uma supervisão durante todo o tempo da chamada para 
tarifação e definição do tempo de que o circuito é desconectado e; 
Envio da Informação, quando um usuário se encontrar conectado com uma centra, 
a central de origem deve enviar uma informação, por exemplo, de endereço, para ser 
processada pela central de destino. 
 
A FAMILIA TRÓPICO 
A família Trópico corresponde a uma rede de centrais públicas digitais que foi 
projetada, desenvolvida e implementada no Brasil pelo Centro de Desenvolvimento e 
Pesquisa da Telebrás, com apoio de empresas nacionais e das Empresas Polos. 
O sistema Trópico representa uma família inteira de centrais digitais de comutação 
telefônica, com uma faixa de 192 a 50000 terminais disponíveis em duas versões. A 
primeira versão é de pequena e média capacidade, denominada Trópico R, a segunda 
versão, de alta e média capacidade, denominada Trópico RA. 
Sua estrutura segue uma concepção de módulos independentes, onde cada módulo 
possui seu próprio microprocessador e seu software. No seu funcionamento, os módulos 
trocam informações entre si, podem ser gerenciados a distância e reconfigurados. Caso 
ocorram falhas, a degradação é suave, já que apenas o módulo com defeito para de 
funcionar. 
 
CENTRAIS TRÓPICO R 
Desenvolvidas, em sua primeira versão, pelo Centro de Desenvolvimento e 
Pesquisa da Telebrás (CPqD). As empresas Promon, Alcatel e SID ficaram responsáveis 
pela produção de seu hardware enquanto a CPqD se responsabilizava pelo 
desenvolvimento do software. Porém, com o surgimento do Trópico RA, o CPqD liberou 
o desenvolvimento da central Trópico R para as empresas distribuidoras. 
Como é possível notar, a central Trópico R tem sua estrutura dividida em 
Hardware e Software. O seu hardware pode ser dividido em: Estrutura Física e Estrutura 
Funcional. 
Sua estrutura física é formada por três módulos, o módulo de terminais (MT), o 
módulo de comunicação (MC) e o módulo de operação e manutenção (MO). Eles são 
implementados em um sistema de mecânica horizontal padrão composto por: bastidores, 
sub-bastidores, elementos e placas de circuito impresso. 
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Os bastidores, no caso do Trópico PHT 1130, são armários numerados de 0 a 9, 
divididos em sete sub-bastidores. 
Os sub-bastidores consistem em gavetas onde se insere as placas de circuito 
impresso, numeradas de 1 a 7. Um sub-bastidor armazena um ou mais submódulos da 
central e apresenta uma fonte de alimentação para as placas inseridas. 
E, por fim, os elementos, unidades com características diferentes dos sub-
bastidores. Estas unidades são: Elemento de distribuição de energia e gerador de toque 
(EDEG), Elemento módulo de operação portátil e Elemento de acesso a periféricos 
seriais. 
Na estrutura funcional, são definidos os módulos que realizam tarefas e garantem 
o funcionamento da central telefônica. O módulo, um elemento funcional, o qual é 
inserido fisicamente em um sub-bastidor, contém quatro submódulos e uma interface de 
acesso aos planos de comutação central. 
Já o submódulo corresponde ao elemento que possui um controlador, 
possibilitando a distribuição da função hardware para mais placas para realizar outras 
funções especificas. Em uma central Trópico R, os planos de comutação variam de um a 
três. 
Com a evolução das centrais Trópico R, como as centrais R PHT 1130, através da 
compactação e empacotamento, foi possível agrupar dois módulos, de comutação e de 
operação e manutenção, em um módulo denominado módulo de comutação e operação 
(MCO ). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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