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Sistemas Telefônicos 1. Cabos Telefônicos Os cabos telefônicos são geralmente especificados pelo ambiente de aplicação: cabos externos, sujeitos às intempéries e à ação do sol, e cabos internos, instalados em ambientes residenciais, de escritório ou industrial. A rede física atual de cabos metálicos em sua Engenharia de Projetos e Implantação especifica o parâmetro físico denominado “Taxa de Ocupação”, definido como o número de pares que se pode utilizar em um cabo para a transmissão de sinal em banda larga com taxa de transmissão e comprimento definidos. Os pares telefônicos interferem-se entre si. Essas interferências se somam para formar a interferência total sobre um determinado par. Os dois parâmetros que influem no projeto e desempenho de sistemas digitais em linhas telefônicas são a atenuação e a diafonia. A atenuação é função do diâmetro dos cabos e da capacitância mútua. A interferência entre pares de um cabo é denominada diafonia ou “cross talk”, sendo causada por uma corrente de fuga de um par telefônico para outro. A diafonia é devida à capacitância e a indutância mútua entre pares de cabos. A diafonia pode se apresentar na forma de paradiafonia, quando a interferência ocorre entre os sinais que saem e os que chegam aos repetidores de pares diferentes do cabo. Define-se como a relação entre a potência do sinal induzido no circuito interferido e a potência do sinal interferente. O teste realizado é o PSNEXT (near end cross talk). A telediafonia é a interferência entre os sinais que caminham no mesmo sentido em pares diferentes do cabo. Neste caso a potência do sinal interferente é menor do que a potência do sinal interferido. O teste realizado é o PSELFEXT (far end cross talk). Cabos metálicos são particularmente sensíveis à interferência eletromagnética e à ocorrência de interferência inter – simbólica, ISI, em taxas elevadas de dados. A ISI provoca um alongamento da energia dos pulsos retangulares (arredondamento) de modo que interfiram em pulsos adjacentes no tempo. Abordaremos em seguida os diferentes tipos de cabos e fios metálicos telefônicos. 1.1 Cabos externos Apresentam capa externa na cor preta, para proteção contra os raios UV, oriundos do sol. a) CP – APL: constituído por condutores de cobre eletrolítico e maciço, isolação em termoplástico, reunidos em pares e núcleo protegido por uma capa APL. As características técnicas deste cabo permitem a transmissão de sinais analógicos e digitais ADSL, HDSL, RDSI, etc. Possibilita serviços de multimídia, teleconferência, internet, entre outros. Aplicações externas aéreas ou subterrâneas no interior de dutos. Não pode ser enterrado diretamente no solo. Figura 1: Cabo CP - APL b) CTP – APL: utilizado em dutos subterrâneos pressurizados e instalações aéreas como cabo secundário. Constituído por condutores de cobre isolados por polietileno e protegidos por capa APL. c) CTP – APL / G: constituídos por condutores de cobre, isolados com polietileno, núcleo preenchido com material resistente à penetração de umidade e protegidos por uma capa APL. São utilizados em instalações externas subterrâneas em dutos e subdutos, instalações diretamente enterradas e redes externas como cabo secundário. rtyrtyrtytr Figura 2: Cabo CTP – APL - G d) CTP – APL – AS: constituído por condutores de cobre eletrolítico e maciço, isolação em termoplástico, reunidos em pares, núcleo protegido por uma capa APL. Sustentado por uma cordoalha de aço recoberta com material termoplástico incorporado paralelamente à capa APL. Utilizado em redes externas aéreas. e) CTP – APL – ASF: constituído condutores de cobre eletrolítico e maciço, isolação em termoplástico, reunidos em pares, núcleo protegido por uma capa APL. Fibras isolantes de sustentação são incorporadas ao cabo. Utilizado em redes externas aéreas. f) CTP-APL-SN São constituídos por condutores de cobre estanhado, isolados com polipropileno, núcleo enfaixado com material não higroscópico e protegido por uma capa APL. São indicados para fabricação de cotos, para uso em armários de distribuição, caixas terminais e entradas de edifícios. Figura 3: Cabo CTP – APL - SN g) CTP – APL – xDSL: condutor de cobre eletrolítico, isolação em termoplástico. Aplicação em rede externa para transmissão de sinais xDSL até 85 MHz. Preferencialmente instalação aérea. h) CTS – APL: condutores de cobre eletrolítico, isolamento em termoplástico expandido. Aplicação em redes telefônicas externas analógicas e digitais. Como cabo tronco ou de acesso. Instalação subterrânea, pressurizada em dutos. i) CTS – APL – G: condutores de cobre eletrolítico, isolamento em termoplástico expandido. Preenchido com geleia. Aplicação em redes telefônicas externas analógicas e digitais. Como cabo tronco ou de acesso. Instalação subterrânea diretamente enterrado. j) CCE – APL: constituído por condutores de cobre eletrolítico, transmissão de sinais analógicos ou digitais. Sua construção garante proteção contra intempéries. Este tipo de cabo é recomendado para redes externas como derivação a partir de emendas de distribuição até entradas de assinantes, podendo ser instalado em dutos (subterrânea) ou linhas aéreas. Indicado para interligar edificações. Apresentam blindagem de fita de cobre. São constituídos por condutores de cobre de 0,5 mm de diâmetro, isolados em polietileno e protegidos por capa APL. k) CCE – APL – G: constituído por condutores de cobre eletrolítico, são preenchidos com geleia. Aplicação em dutos ou em instalações subterrâneas diretamente enterrados. l) CCE – APL – ASF: condutores de cobre eletrolítico, isolados em termoplástico, fibras sintéticas aplicadas longitudinalmente. Utilizado externamente em áreas rurais e próximas ao litoral, dispensando cordoalha de aço sustentação. Os cabos telefônicos externos apresentados até aqui possuem em sua identificação a sigla "APL", caracterizando a capa de proteção externa. A sigla APL significa "Aluminium Polyethylene Laminated", ou laminação de alumínio e polietileno. A capa APL é constituída por uma lâmina de 0,2 mm de alumínio, recoberta em ambos os lados por uma película de 0,04 mm de polietileno, aplicada no sentido longitudinal sobre o núcleo do cabo. No conjunto assim formado é então extrudada uma cobertura de polietileno que em consequência do calor da aplicação, funde o filme de polietileno da lâmina de alumínio, fazendo com que o alumínio e o polietileno constituam uma única peça que limita fortemente a penetração de umidade. A capa APL é chamada de barreira de umidade. As vantagens da capa APL são as seguintes: grande resistência à penetração de umidade; maior flexibilidade do que os antigos cabos de chumbo; menor peso, facilitando a tração, permitindo lances maiores e menor número de emendas; maior resistência à corrosão da capa; reduz o efeito de retração da capa de polietileno nas emendas; segurança adicional contra indução eletrostática dos cabos de energia; grande resistência à pressão, tanto interna (pode se pressurizado), quanto externa; menor peso, comparativamente ao chumbo, facilitando o manuseio das bobinas. m) FE: fio externo. Constituídos por dois condutores de liga de cobre paralelos isolados com material termoplástico. São indicados para instalações aéreas com derivação a partir das caixas de distribuição até as entradas de assinantes. Disponíveis nos diâmetros do condutor de 1,0 mm (FE-100, isolação de PVC) e 1,6 mm (FE- 160, isolação de PE). Figura 4: Fio FE 1.2 Cabos internos Os cabos internos são encontrados com a capa externa na cor cinza. a) CCI: utilizado para instalações de telefones residenciais e comerciais,ramais internos de PABX, ramais de PBX, ligações centrais de portarias em condomínios e distribuição de linhas e ramais em edifícios. Disponível de 1 a 6 pares. b) CI blindado: Cabo telefônico para rede interna. Interliga a caixa de distribuição geral às caixas de distribuição. Utilizado para instalações de telefones residenciais e comerciais, ramais internos de PABX, ramais de PBX, ligações centrais de portarias em condomínios e distribuição de linhas e ramais em edifícios. Blindagem coletiva de fita de alumínio. Disponível de 10 a 1200 pares. c) FAST CIT – xDSL 40 MHz: cobre eletrolítico com 0,5 mm de diâmetro, maciço e estanhado. Isolação em polietileno. Instalação interna. Aplicação em frequências até 40 MHz. d) FI – 60: constituído por um par torcido de condutores de cobre estanhado e isolados com PVC. Utilizado para uso interno na ligação de aparelhos domiciliares, instalações em tubulações ou fixados em rodapés. Disponível em cabos de 0,60 mm. Figura 5: Fio FI Os pares metálicos telefônicos apresentam característica predominante capacitiva, sendo mais adequado à baixas taxas de dados, em função da distância. Para taxas elevadas requerem-se cabos de maior diâmetro e de menor comprimento. Daí a utilização de DSLAM (Multiplexador de acesso à linha digital do assinante) e ELR (estágio de Linha remoto). No passado, para compensar o efeito capacitivo pernicioso no sinal de voz, eram introduzidas indutâncias na forma de potes de pupinização. Tais dispositivos não são toleráveis em circuitos digitais. 1.3 Código de cores e identificação de pares Os cabos telefônicos podem possuir centenas de pares. A fim de que consiga identificar um determinado par de uma ligação, é utilizado um código de cores. Os cabos são divididos em cinco gamas e seis cores. A cada 25 pares a sequência se repete. O código de cores apresenta a seguinte identificação: 1: azul 2: laranja 3: verde 4: marrom (ou pardo) 5: cinza As gamas são identificadas por: 1 a gama: branca 2 a gama: vermelha 3 a gama: preta 4 a gama: amarela 5 a gama: violeta Os pares são identificados pela sequência gama-cor. Os primeiros cinco pares são: 1 o par ou par número 1: branco e azul 2 o par ou par número 2: branco e laranja 3 o par ou par número 3: branco e verde 4 o par ou par número 4: branco e marrom (ou branco e pardo 5 o par ou par número 5: branco e cinza Os próximos 5 pares seriam vermelho e azul, vermelho e laranja, vermelho e verde, vermelho e marrom e vermelho e cinza, respectivamente pares 6 a 10. 2. Rede telefônica O conceito de Rede Telefônica é o conjunto de todos os equipamentos e cabos que interligam os aparelhos telefônicos das assinantes – pares de fio, até as centrais telefônicas e as diversas centrais telefônicas entre si – cabos troncos. Um Tronco é um circuito elétrico que se estabelece entre a saída da Central A e a entrada da Central lado B, por dentro do entroncamento. A Arquitetura da Rede Telefônica consiste em toda a estrutura de redes para a transmissão de voz e dados. Consiste em: Rede Primária; Rede Secundária; Rede Cliente. A Rede Primária é o início da transmissão, conhecido como Centro de Cabos. Além da concentração inicial do cabeamento da rede possibilita a centralização dos equipamentos de multiplexação e comutação. A Rede Secundária é interligada por armários de distribuição, ARM, para atender a demanda dos usuários. Pode ser do tipo rígida ou flexível. A Rede Cliente é a estrutura de pares metálicos implementada e de responsabilidade do cliente. As redes internas são mais complexas em condomínios e empresas e mais simples para clientes residenciais. O Manual de Tubulações Telefônicas e Rede Interna em Edificações apresenta recomendações e definições para a implantação da rede telefônica. O objetivo do manual é especificar e quantificar a relação de materiais que devem constar de um projeto de rede interna necessários à execução. Quanto aos materiais, a tubulação telefônica é composta por: primária, secundária, de entrada e aterramento (vinculação). Para a implantação de uma rede telefônica as seguintes atividades devem ser realizadas: a) Construção de galerias e caixas subterrâneas; b) Implantação de dutos subterrâneos; c) Implantação de postes em rede aérea; d) Obtenção de licenças da prefeitura (zoneamento urbano); e) Pagamento pelo uso de poste mútuo com as concessionárias de energia elétrica. Na implantação de uma rede cabeada observa-se que, devido aos elevados custos envolvidos, requer-se uma análise prospectiva a fim de buscar-se assegurar uma demanda de instalações telefônicas futuras, o que nem sempre assegura o retorno do investimento. Condições adversas econômicas ou características sociais das localidades são fatores que podem trazer até mesmo prejuízo financeiro ao projeto. Para o desempenho do sistema telefônico, considerando-se a rede externa e a rede interna, devem ser considerados os parâmetros elétricos e as condições físicas da rede (emendas, derivações, conexões). Uma rede de telecomunicação é tipicamente constituída por: Rede principal; Redes de acesso; Equipamentos terminais. A Rede de Transporte ou Principal é formada pelos equipamentos centrais, do núcleo da rede, normalmente presentes nas empresas prestadoras de serviço de Telecomunicações. Por exemplo, em uma rede de telefonia, a rede principal é formada por todas as centrais telefônicas (por exemplo, as CPA’s – Centrais de Processamento Armazenado) e os sistemas e meios de transmissão necessários para interligar esses equipamentos. Contém rádio enlaces, sistemas SDH, satélites e fibra óptica. As Redes de Acessos são formadas por todos os meios de transmissão que interligam a rede principal e o usuário final representado pelos equipamentos principais. Os pares metálicos, acessos ópticos, DG / DGO, ADSL, CATV, sistemas rádio, linhas ISDN, WLL, sistemas wireless (sem fio) e linhas telefônicas fazem parte da rede de Acesso Telefônica. Os Equipamentos Terminais realizam a interface final entre o usuário e o sistema de telecomunicações responsável pela prestação do serviço. Como exemplos, fazem parte deste item o Telefone, um modem de acesso, um computador, etc. 3. Central de Comutação Telefônica Uma central de comutação telefônica é um equipamento controlado a computador, de harware modular, o que possibilita fácil adaptação para a função pretendida pela operadora. Este tipo de equipamento é denominado Central por Programas Armazenados Digital e Multiplexação Temporal– CPA-D-T. Com o aumento da quantidade de assinantes, a topologia em malha, na qual todas as centrais se interligam entre si mostrou-se inadequada. Assim, as centrais foram se especializando nas suas posições físicas na rede e conforme os tipos de tráfego que conseguem tratar. Seguindo este conceito, podemos classificar as centrais telefônicas em: a) Centrais de comutação local: são as centrais nas quais os assinantes estão cadastrados e ligados fisicamente. Em uma rede local (entroncamento local) típica podemos ter uma central para cada 10.000 assinantes, por prefixo, ou uma central local por bairro ou agrupamentos de vários bairros pequenos. Atualmente, as linhas dos assinantes são geralmente ligadas a um DG – Distribuidor Geral, localizado fora da Central Local, denominado Estágio de Linha Remota – ELR. Estes equipamentos não realizam funções de comutação e são dependentes da Central Local. b) Centrais Trânsito: são utilizadas para fazer a comutação do tráfego entre regiões do mesmo estado, ou da mesma operadora, entre estados ou entre operadorase entre países. Atualmente, as Centrais de Trânsito também podem acumular a função de Central Local, estando ligadas a assinantes. c) Centrais Tandem: originalmente foram utilizadas para reduzir a quantidade de cabos troncos necessários entre as diversas centrais locais existentes dentro de uma cidade, por exemplo. A função era então comutar o tráfego entre as centrais do tipo Local da mesma localidade (entroncamento local). Atualmente também recebem ligações diretamente de assinantes. A figura a seguir apresenta os diversos tipos de centrais telefônicas. Historicamente, as primeiras centrais telefônicas eram manuais, ou seja, dependiam das telefonistas para interligarem os assinantes. As centrais automáticas realizam a comutação sem a intervenção humana. Em um sistema telefônico podemos encontrar os seguintes equipamentos e dispositivos: Estágio dos Assinantes: composto dos Estágios de Linha Remota – ELR, instalados externamente ao ambiente da Central Telefônica, e dos Grupos de Linhas e Troncos de ligação entre centrais, localizados dentro da central telefônica. Matriz de Comutação: são nestes equipamentos que que as linhas dos assinantes do lado A se interconectam às linhas dos assinantes do lado B, ou seja, é neste equipamento que os sinais gerados pelo assinante do lado A são comutados para a linha do assinante do lado B. Processador Central: controla as funções de telefonia e segurança. Armazena as tabelas de números de rede, tabelas de serviços e facilidades associadas aos assinantes, classes e categorias dos assinantes e dos troncos entre centrais, dados de roteamento entre centrais, contadores de tarifação e estatísticas. Distribuidor Geral – DG: local onde os pares de linha do assinante atingem a Central Telefônica ou Estágio de Linha Remota. No DG as linhas são ligadas em blocos terminais do lado vertical (lado rua) e “jumpeadas” (ligadas) com os blocos terminais do lado horizontal (lado da Central Telefônica), ligando-se dessa forma os cabos da rua aos cabos internos que fazem a conexão com os circuitos de entrada da Central Telefônica. 4. Comutação Distribuída Uma técnica utilizada para reduzir-se a quantidade de defeitos e possibilitar maior velocidade na detecção e correção dos defeitos é a Comutação Distribuída, que consiste na atribuição a equipamentos próximos dos assinantes algumas das funcionalidades da Central Telefônica. A técnica consiste em levar até as proximidades dos usuários a fibra óptica, de alta capacidade e velocidade e a partir de uma Unidade Remota de Assinante, URA, transformar de cabo óptico para cabo metálico. Considerando-se que a maior parte dos defeitos ocorre na rede metálica tem-se assim uma redução do comprimento da rede metálica e uma redução na probabilidade de falhas e defeitos. Este equipamento também é conhecido como Estágio de Linha Remoto, ELR, ou Estágio Remoto de Assinante. Trata-se de um módulo de uma central de assinante colocado remotamente para atender a necessidade de assinantes concentrados em uma área onde há dificuldades para prover a rede de acesso, seja pela distância, pela geografia ou outro motivo, normalmente aplicada para atendimento de vilas em localidades rurais. Liga-se à central-mãe através de enlaces E1 e pode apresentar capacidade de comutação interna, embora o controle (processamento da chamada) fique por conta da central-mãe. Requerem cuidados especiais quanto a proteções mecânicas e elétricas, além de mão de obra especializada, já que nestes equipamentos encontram-se circuitos de Comutação, Transmissão Digital, Infraestrutura e Comunicação de dados em banda larga. 5. Wireless Local Loop, WLL Uma rede Wireless Local Loop – WLL, consiste de acesso rádio a um telefone fixo do assinante. Uma rede WLL é um serviço duplex completo de voz, compatível para voz, fax e modem. Por determinação do Ministério das Comunicações, a operadora do sistema é obrigada a prestar serviços de voz, FAX e Internet. O acesso é realizado via rádio a um telefone fixo do assinante. O equipamento rádio é um transceptor duplex (transmissão e recepção). O telefone do assinante é ligado ao equipamento rádio na casa do assinante, que troca informações com uma estação rádio do sistema telefônico, que transforma estes sinais em sinais adequados à operação pela central telefônica. A rede WLL também é recomendada para regiões com difícil instalação de rede metálica ou para uma rápida implantação do sistema telefônico para acesso rápido ou emergencial aos assinantes. Uma importante diferença entre os sistemas WLL e a rede de cabos metálicos convencional reside no custo de instalação com o retorno do investimento. Em termos de prazo de instalação, observa-se que o retorno do investimento para a Rede Cabeada é maior que no WLL. Devido à inexistência de rede cabeada, a implantação da rede WLL tende a ser mais rápida do que a implantação da rede metálica. No entanto, a necessidade de equipamentos de maior complexidade (rádios) torna a implantação mais onerosa. A porção sem fio (wireless) do sistema equivale à distância entre a Central WLL e os assinantes individuais, os quais possuem, cada um deles, um circuito transceptor (transmissor + receptor) duplex completo, que permite que um telefone convencional seja conectado ao equipamento. A Central Telefônica WLL é um concentrador que recebe sinais das Estações Rádio Base, ERB, do sistema. Esta central pode estar ligada à uma Central de Trânsito para a transferência das informações e interligação ao sistema telefônico. A rede WLL pode ser utilizada com ELR e como acesso em estruturas de backbone com anéis ópticos. 6. Linha do Assinante Assimétrica Digital – ADSL A técnica Asymetrical Digital Subscriber Line – ADSL é uma tecnologia que permite a transmissão de dados, inclusive a Internet, em alta velocidade, utilizando uma linha telefônica de par metálico comum, sem interferir no funcionamento do telefone existente. Consiste em utilizar-se a largura de banda da linha telefônica de forma assimétrica e dividi-la para serviços de voz e dados, para acesso à Internet sem prejudicar o sinal de voz. Na prática as velocidades de download são superiores às de upload. As aplicações incluem voz sobre ADSL, acesso à Internet e vídeo sob demanda, no que é conhecido como “triple play”. A figura a seguir apresenta a distribuição espectral do sinal ADSL com a técnica de supressão de eco. Figura 7: ADSL com supressão de eco O serviço através da tecnologia ADSL opera com transmissões assimétricas com velocidades de downstream, sentido rede – assinante, tipicamente da ordem de 64kbps a 8 Mbps e upstream, sentido assinante – rede, da ordem de 64 kbps a 1,5 Mbps. As distâncias de acesso típicas são da ordem de até 5,5 km com par metálico. A taxa de passagem dos dados está diretamente relacionada a vários fatores, tais como: comprimento da linha de cobre, diâmetro do cabo metálico, presença de derivações, e interferência de outros pares. A atenuação da linha aumenta com o comprimento e a frequência, e diminui com aumento do diâmetro do fio. Ignorando as derivações e demais atenuações causadas por instalações indevidas do par metálico, o ADSL terá desempenho similar ao apresentado na tabela a seguir. Tabela 1: Taxas de Transmissão x Distâncias Taxa, Mbps Medida do Fio, AWG Diâmetro, mm Distância, km 1,5 a 2,0 24 0,5 5,5 1,5 a 2,0 26 0,4 4,5 6,1 24 0,5 3,7 6,1 26 0,4 2,7 Outras aplicações do ADSL são Vídeo sob Demanda e Voz sobre ADSL. Devido às elevadas taxas de dados, os requisitos de linhas para o ADSL são mais restritivos do que para simples canais de voz. A figura a seguir apresenta aseparação dos sinais de voz, para a rede telefônica de voz, e de dados, via DSLAM, para a Internet. Figura 8: Separação dados - voz em ADSL O estudo teórico de qualificação de linhas ADSL é elaborado para identificar qual o parâmetro em não conformidade ou não atendimento às especificações técnicas. Este estudo é dividido em: Equipamentos terminais (lado do cliente e lado da estação) e Rede Telefônica Metálica (meio de transmissão). Os parâmetros em que é baseada a análise do meio de transmissão no estudo teórico de qualificação das linhas ADSL são: Diâmetro dos condutores; Qualidade das emendas e Taxa de transferência. Os objetivos deste estudo são: a) verificar qual a máxima distância dos pares metálicos permitida para o atendimento dos usuários; b) elaboração de uma tabela atenuação em dB por quilômetro, dependendo da banda utilizada (dependência com a frequência). Os testes de qualificação da linha destinam-se a Evitar reparos; Verificar instalações; Garantia de atendimento às expectativas do serviço e Evitar visitas sistemáticas. Os testes incluem: a) Escoamento (largura de banda): a fim de garantir que a taxa de transmissão atende às especificações das camadas físicas ATM e ADSL; b) Capacidade da linha: para verificar a capacidade de aumento ou manutenção do escoamento via troca de bits na linha; c) Margem de ruído: para verificar se as margens de ruído estão dentro dos valores especificados e se uma diminuição na margem de ruído não reduz o desempenho a níveis inaceitáveis pelo sistema; d) Nível de potência: para verificar se as intensidades dos sinais emitidos pelos modems estão dentro dos níveis especificados; e) Taxa de erro de bit (BER- bit error rate): para verificar se a taxa de erro está dentro dos limites aceitáveis; f) Tom de discar: para verificar o correto funcionamento da rede telefônica; g) Testes de qualidade do par metálico: para verificar os níveis de atenuação e resistência de loop. A ligação entre o equipamento do assinante DSL (voz e dados) e a Central Telefônica é realizado pelo DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) – Multiplexador de Linhas dos Assinantes, que concentra o tráfego e utiliza técnicas de multiplexação. O DSLAM é responsável por decodificar o sinal do modem ADSL do cliente e multiplexá-lo em um acesso de alta velocidade para a rede IP. Nas dependências do assinante, a fim de reduzir a interferência entre os sinais analógicos (voz) e de digitais (dados) é necessária a instalação de microfiltros, nos equipamentos analógicos (telefone, identificador de chamadas, fax). O ADSL é apenas um meio físico de conexão, que trabalha com os sinais elétricos que serão enviados e recebidos. Funcionando dessa forma, é necessário um protocolo para encapsular os dados de seu computador até a central telefônica. O protocolo mais utilizado para essa finalidade é o PPoE (Point-to-Point Protocol over Ethernet RFC 2516). Este protocolo trabalha com a tecnologia Ethernet, que é usada para ligar sua placa de rede ao modem, permitindo a autenticação para a conexão e aquisição de um endereço IP à máquina do usuário. É por isso que cada vez mais as empresas que oferecem ADSL usam programas ou o navegador de internet do usuário para que este se autentique. Através da autenticação é mais fácil identificar o usuário conectado e controlar suas ações. Outra opção é autenticar o usuário através do endereço MAC da placa de rede, onde essa identificação é registrada na operadora. Durante a conexão, essa informação é trocada entre os modens ADSL, e neste momento, a autenticação é realizada. 7. Canais Multiplex O CCITT recomenda a utilização de dois tipos de canal multiplex FDM, visando o aproveitamento mais racional possível do meio de transmissão: a) Canal multiplex de 6 kHz de faixa. Este tipo de canal tem emprego somente em sistemas de pequena capacidade, nos quais o baixo preço do equipamento é mais importante que o aproveitamento do meio para transmissão de um número maior de canais. b) Canal multiplex de 4 kHz de faixa. Este é o tipo de canal mais empregado em sistemas multiplex. Quando se fala em canal multiplex, sem indicar a faixa passante, a referência é sempre para o canal de 4 kHz. 8. Sinalização A transferência e a troca de informações de controle são fundamentais para uma correta operação das redes de telecomunicações. Após o desenvolvimento de tecnologias não compatíveis a tendência atual é a compatibilidade a nível internacional, provocada pelas seguintes razões: escolha de diferentes fornecedores pelos operadores de rede, redução do tempo de entrada em operação (time-to-market) e cooperação entre os setores da rede. Atualmente a sinalização é uma comunicação de dados entre os processadores dos elementos de rede que interagem. A sinalização entre o assinante da rede e sua central local é chamada de sinalização do assinante. A sinalização entre as centrais é designada por sinalização intercentrais. 8.1 Sinalização do assinante Após o recebimento do sinal de discar o assinante disca o número desejado. Esta informação pode ser transferida de duas formas diferentes: como pulsos de corrente ou como tons DTMF (dual-tone multifrequency). Assim, a conexão do assinante transporta a informação referente ao estado do telefone (livre ou ocupado), sinais DTMF, tons de informação, sinais de toque e o tráfego real. 8.2 Sinalização acústica A sinalização acústica em prática no Brasil constitui-se de: corrente de toque, tom de discar, tom de controle de chamada, tom de ocupado, tom de número inacessível, tom de viso de chamada em espera, tom de aviso de programação e tom de advertência de telefone público. 8.3 Sinalização Inter centrais Muitos dos sistemas para sinalização inter centrais são baseados no princípio de Sinalização Associada ao Canal (Channel Associated Signaling – CAS). Os sistemas de sinalização N o 5, R1 e R2 são exemplos de CAS. A sinalização CAS divide-se em sinalização de linha e sinalização entre registradores, o que leva a funções de sinalização separadas dentro da central. A sinalização da linha entre centrais mostra o estado das linhas tronco entre duas centrais, tais como linha tomada para comunicação, resposta em andamento e outros. Essa informação de rotina é utilizada da mesma maneira para todas as conexões. Na evolução da fase de Sinalização de Linha pode-se identificar: E+M contínua, E+M Pulsada e R2D. A sinalização entre registradores trata a troca de informações de roteamento, e é única para cada chamada. Na fase da Sinalização de Registradores pode-se identificar: Decádica, MFC R2. A sinalização decádica é uma técnica antiga, utilizada em Centrais Passo a Passo (obsoletas). Outra técnica antiga é a de Pulsos Inversos, utilizada nas Centrais Rotativas (obsoletas). A sinalização multifrequencial é a atualmente utilizada. Esta técnica consiste na utilização de uma combinação de sinais de frequências. A forma mais moderna de sinalização entre centrais para conexões baseadas em comutação de circuitos é a Sinalização por Canal Comum N o 7 (Common Channel Signaling #7 – CCS #7) 8.4 Sinalização associada ao canal O Brasil adota a chamada sinalização R2 digital, especificada em prática Telebrás. A sinalização entre registradores pode ser transmitida de diferentes formas, o método mais comum é o multifrequencial, no qual duas entre seis frequências (por exemplo) são combinadas para formar 15 sinais diferentes representando dígitos ou categorias. O equipamento da central para esse sistema é constituído por transmissores e receptores de código, genericamente designados por registradores.O conceito que foi originalmente proposto para centrais e redes analógicas evoluiu para uma versão digital, a ser usada com centrais e transmissão digitais. O Brasil adota o sistema de sinalização entre registradores Multifrequencial Compelido, MFC, com 12 frequências em dois grupos de seis, denominados grupos de frequências altas e baixas. O sistema de sinalização compelida caracteriza-se por: Com a tomada de um circuito de saída, o registrador de origem envia um sinal multifrequencial para frente; Assim que o sinal para frente é reconhecido e interpretado no registrador de destino este envia um sinal para trás; Quando o registrador de origem reconhece e interpreta esse sinal interrompe o envio do primeiro sinal multifrequencial para frente; Com o reconhecimento da interrupção do sinal para frente o registrador de destno interrompe o envio do sinal para trás; Reconhecendo a interrupção do sinal para trás o registrador de origem passa a enviar o segundo sinal multifrequencial para frente; O processo descrito se repete nos ciclos multifrequenciais subsequentes. Tanto os sinais para frente como os para trás tem um significado principal. Por meio de um determinado sinal para trás, o significado principal de um sinal para frente ou para trás pode ser modificado. Um significado assim alterado denomina-se significado secundário. Em certos casos, é possível voltar de um significado secundário para um significado principal. Os sinais para frente são divididos então em dois grupos, I e II, correspondentes ao significado principal e secundário, respectivamente. Os sinais do grupo I referem-se às informações numéricas e informações de controle. Assim, caso seja discado o número “5”, será enviado um sinal do grupo “I 5”, para frente. Os sinais do grupo II referem-se às informações de tipo de assinante chamador (categoria). 8.5 Sinalização por canal comum A sinalização por canal comum requer uma rede de sinalização separada, de modo que as informações de sinalização possuem um trajeto próprio, distinto daquele das informações do usuário. As características da sinalização por canal comum são: alta capacidade, alta velocidade, confiabilidade, flexibilidade e excelente relação custo – benefício. A Sinalização por Canal Comum N o 7 (CCS 7), substitui ao mesmo tempo a sinalização de linha e a de registradores. O SP, ou PS, são os Pontos de Sinalização e a STP, ou PTS, são os Pontos de Transferência de Sinalização. 9. Transmissão Digital Na transmissão de sinais digitais em linhas metálicas surge o fenômeno perturbador da interferência inter simbólica, na qual pulsos originalmente retangulares sofrem um processo de arredondamento de seus bordos, perdendo a característica de transição definida. Com isso, parte da energia de um determinado pulso pode transbordar para o período do pulso seguinte. Este fenômeno tem como origem a resposta do tipo passa baixa das linhas metálicas de transmissão. A densidade espectral de potência, ou seja, a distribuição de potência do sinal ao longo do espectro de frequências, é obtida por meio da Transformada da Autocorrelação denominada Transformada de Fourrier. Podemos então dizer que a densidade espectral de potência de um sinal periódico é a Transformada de Fourrier da função de auto correlação desse sinal. A análise de uma forma de onda quadrada pela técnica de expansão em série de Fourrier mostra que o sinal quadrado é composto por um somatório infinito de funções senoidais. A amplitude dos termos que compõe o sinal tende a diminuir com o aumento da frequência. Ou seja, componentes de mais baixa frequência tendem a ter amplitudes maiores e maior participação na composição total do sinal. Quanto maior a quantidade de harmônicos presentes melhor será a reprodução fiel da onda retangular original. O que acarreta em grande largura de banda. A amplitude dos harmônicos é função do valor de pico do sinal original e da ordem do harmônico porém independe do valor específico da frequência deste harmônico. É a atenuação das componentes de alta frequência que acarreta o arredondamento dos bordos dos pulsos retangulares. Isso acontece sempre que o canal, ou meio de transmissão, trata diferentemente frequências diferentes na composição do sinal, na prática maior atenuação conforme a frequência aumenta. Pela análise da expansão em série de Fourrier observa-se que ondas quadradas apresentam, em sua composição espectral, apenas harmônicos ímpares. 10. Redes Inteligente Neste tipo de rede, todas as centrais têm a possibilidade de interromper o processamento de chamadas ao identificar a presença de um trigger e buscar instruções em uma ou mais base de dados, como prosseguir com a chamada. Posteriormente este conceito passou a designar, além do conjunto de capacitações para novos serviços disponíveis pela arquitetura de rede SPC e pelo SS nº7, a flexibilidade de evolução para novos serviços obtida pelo estabelecimento de interfaces definidas. Desta forma, durante algum tempo permaneceu implícito no próprio conceito de ISDN, até que ficou clara a limitação de escopo dos modelos ISDN, onde o foco residia no conceito de acesso ou comutação, em contraposição ao conceito de rede SPC, onde a abordagem expressa uma estruturação das funcionalidades necessárias em dois planos ou níveis distintos, o plano de comutação (suporte) e o plano dos serviços. No plano dos serviços reside a lógica de customização dos serviços e dados dos assinantes e no plano de acesso/comutação, a lógica de acesso ou distribuição na rede das funcionalidades dos serviços. Posteriormente, no modelo adotado pelo ITU-T, cada um destes planos se desdobrou em dois novos planos, como ilustra a figura a seguir. 11. Definições a) DMT – Discrete Multi Tone: é uma técnica de modulação por multiportadoras, na qual os dados são coletados e distribuídos por uma grande quantidade de portadoras em frequências distintas. b) Rede Inteligente: o desvio das chamadas para a plataforma independente de nível superior, possibilitou o desenvolvimento de novos serviços, todos implementados, operados e mantidos de forma mais simples. Oferece possibilidade de interação com o cliente, alterando parâmetros do serviço conforme suas necessidades, minimizando problemas operacionais. Apresenta ainda redução dos custos operacionais, padronização das interfaces, evolução dos serviços aos usuários e variedade de fornecedores. Uma vantagem da RI com níveis hierárquicos superiores é a redução das dificuldades que seriam encontradas para o oferecimento dos serviços de RI na rede telefônica existente. Nos serviços de RI deve haver uma interrupção no processamento da chamada. Um novo código é introduzido no início da discagem e essa chamada é então encaminhada à plataforma RI. Como exemplos citam-se os serviços 0300 (âmbito nacional, tarifa baixa) e 0800 (ligação gratuita para quem origina a ligação, paga por quem recebe). c) Rede Telefônica: é o conjunto de todos os equipamentos e cabos que interligam os aparelhos telefônicos dos assinantes (pares de fios metálicos) até as centrais telefônicas e estas entre si (cabos troncos). Tronco é o circuito elétrico que se estabelece entra a saída da central do lado A e a entrada da central no lado B. d) Distribuidor Geral – DG: local para onde convergem e são ligadas as linhas físicas dos assinantes na central telefônica ou Estágio de Linha Remota. No DG encontram-se os blocos verticais e horizontais. Nos blocos verticais tem-se o lado da rua, das linhas metálicas oriundas dos assinantes. Nos blocos horizontais, lado da central, estão as conexões para a central. Os blocos horizontais e verticais são interligadospor cabos “jumpers”, no processo denominado jumpeamento. e) Central de Comutação Local: são as centrais nas quais os assinantes estão cadastrados e conectados fisicamente. Em um entroncamento local típico podemos ter uma central para cada 10.000 assinantes, por prefixo, ou uma central local por bairro ou agrupamento de vários bairros pequenos. Atualmente é comum que as linhas dos assinantes sejam ligadas a um Distribuidor Geral, DG, localizado junto a um equipamento localizado fora da Central Local, denominado Estágio de Linha Remota, ELR. A partir do ELR os sinais dos assinantes são transformados de analógicos para digitais, de cabo metálico para fibra óptica, por exemplo. O estágio dos Assinantes é composto pelos Estágios de Linhas Remotas, ELR, instalados externamente ao ambiente onde encontra-se instalada a central telefônica e dos Grupos de Linhas e Troncos de Ligação entre centrais, localizados dentro da central telefônica. f) Matriz de Comutação: equipamentos e cabos instalados nas centrais telefônicas que possibilitam que os sinais dos assinantes do lado A sejam comutados para os assinantes do lado B. g) Processador Central: dispositivo que controla as funções de telefonia e segurança da central telefônica. Armazena as tabelas de números de rede, tabelas de serviços e facilidades associadas aos assinantes, classes e categorias dos assinantes e dos troncos entre centrais, dados de roteamento entre centrais, contadores de tarifação e estatísticas, dentre outros. h) Centrais de Trânsito: são utilizadas para o escoamento do tráfego entre outras centrais locais, ou seja, realizam a comutação do tráfego entre regiões do mesmo estado, ou da mesma operadora, entre estados ou entre operadoras e mesmos países. Atualmente, as centrais de trânsito também podem acumular a função de central local estando assim ligadas aos assinantes. i) Central Tandem: historicamente foram utilizadas para reduzir a quantidade de cabos troncos necessários entre as diversas centrais locais existentes dentro de uma cidade, por exemplo. As Centrais Tandem comutavam o tráfego entre centrais Locais da mesma localidade, o denominado entroncamento local. j) Rede de Acesso: interliga os usuários à Central Local, por meio de cabo metálico ou WLL. Assim, as Centrais Locais podem apresentar tecnologia WLL para atendimento aos usuários desse serviço. k) DSLAM: é um Multiplexador de Linhas de Assinantes. l) Rede de Transporte: pode conter sistemas PDH, SDH, Satélite, enlaces rádio e sistemas ópticos. m) VoIP Voice Over Internet Protocol: designa aplicações de voz em tempo real, sobre a rede Internet – comutação de pacotes, em contraste com a rede telefônica convencional (POTS), que utiliza comutação de circuitos. É uma aplicação sensível ao atraso de modo que requer um sistema de transmissão de ponta a ponta com eficiência suficiente para operar com sucesso, requerendo, portanto, um conjunto de protocolos e características para oferecer um serviço de qualidade (QoS – Quality of Service). O valor recomendado de atraso é 150 ms, a meta é 200ms e o máximo tolerável é 250ms. n) Comutação distribuída: evolução da rede telefônica que consiste em encurtar as distâncias dos acessos por pares metálicos entre as centrais de comutação digital e os assinantes. Nesta configuração é possível a diminuição de falhas características do meio metálico, devido à substituição por cabos ópticos para ligação na central telefônica. o) Modem: este termo é derivado da contração das palavras modulador e demodulador. O Modem é um aparelho que permite a transmissão e a recepção de dados do computador, por meio de linhas telefônicas, auxiliando na comunicação entre o computador e a rede telefônica. p) Série de Fourrier: a Teoria de Fourrier estabelece os fundamentos para a representação de sinais periódicos como um somatório de funções ortogonais, seno e cosseno. Os dois conceitos envolvidos são então a periodicidade e a ortogonalidade.
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