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NGC TécnicoNGC Técnico -Operacional-Operacional - Apostila Técnica - - Projeto CITEx - Rua Prof.ª Sofia Quint de Souza, 167 CEP: 88085-040 - Florianópolis - SC Fone: (48) 3281-7000 - Fax: (48) 3281-7299 www.digitro.com Apostila de treinamento NGC Técnico Operacional – Projeto CITEx Versão: 1.1.0 2017 Por Dígitro Tecnologia Ltda. Rua Profª. Sofia Quint de Souza, 167 - Capoeiras CEP 88085-040 - Florianópolis - SC Todos os direitos são reservados. É vetada, no todo ou em parte, a sua reprodução por toda a sorte de formas e meios conhecidos. Para tal, é imperativa a autorização, por escri- to, da Dígitro Tecnologia Ltda. Seu conteúdo tem caráter técnico-informativo e os editores se reservam ao direito de revisar as versões, de modo a aproveitar a totalidade ou parte deste trabalho, sem necessidade de qualquer forma de aviso prévio. Esta apostila foi elaborada tendo como referência os manuais produzidos pelo setor de documentação e outras apostilas dos setor de treinamento da Dígitro Tecnologia Ltda. Marcas registradas Todos os demais equipamentos e marcas registradas citados neste manual são de propri - edade de seus respectivos fabricantes. Edição: Lucio Cesar Cunha 03 / 04 / 2017 Revisões: Lucio Cesar Cunha 24 / 05 / 2017 Seção de Treinamento Sumário 1. INTRODUÇÃO A TELEFONIA..................................................................................................................... 4 1.1 LIGAÇÃO PONTO A PONTO............................................................................................................................ 4 1.2 LIGAÇÃO COMUTADA.................................................................................................................................... 5 1.3 LIGAÇÕES ENTRE CENTRAIS........................................................................................................................... 6 2. TELEFONIA DIGITAL................................................................................................................................ 10 2.1 INTRODUÇÃO............................................................................................................................................ 10 2.2 SINALIZAÇÃO DE LINHA ENTRE CENTRAIS.........................................................................................................10 2.3 SINALIZAÇÃO ENTRE REGISTRADORES.............................................................................................................13 2.4 INTRODUÇÃO A MULTIPLEXAÇÃO.................................................................................................................... 22 2.5 PCM - PRINCÍPIOS GERAIS........................................................................................................................ 24 2.6 PCM DE 1ª ORDEM - EQUIPAMENTO TERMINAL...........................................................................26 3. SINALIZAÇÃO POR CANAL COMUM......................................................................................................32 3.1 O PROBLEMA DA SINALIZAÇÃO POR CANAL ASSOCIADO.....................................................................................32 3.2 SINALIZAÇÃO POR CANAL COMUM SCC NO 7.................................................................................................33 3.3 REDE DIGITAL DE SERVIÇOS INTEGRADOS (RDSI / ISDN)...............................................................................34 4. CONVERGÊNCIA...................................................................................................................................... 36 4.1 ARQUITETURA PC A PC............................................................................................................................ 37 4.2 ARQUITETURA COM GATEWAY....................................................................................................................... 37 4.3 ARQUITETURAS HÍBRIDAS............................................................................................................................. 38 4.4 ONDE APLICAR O VOIP.............................................................................................................................. 38 4.5 CARACTERÍSTICAS VOIP............................................................................................................................. 41 4.6 INFRA-ESTRUTURA VOIP............................................................................................................................. 43 5. FAMÍLIA NGC............................................................................................................................................ 44 6. CARACTERÍSTICAS GERAIS PLATAFORMAS NGC..............................................................................45 7. DIAGRAMA DO NGC GENÉRICO.............................................................................................................46 8. NGC OFFICE.............................................................................................................................................. 47 8.1 DIAGRAMA EM BLOCOS............................................................................................................................... 47 8.2 CARTÕES DO NGC OFFICE....................................................................................................................... 48 9. NGC CORPORATE.................................................................................................................................... 49 9.1 DIAGRAMA EM BLOCOS............................................................................................................................... 49 9.2 CARTÕES DO NGC CORPORATE.................................................................................................................50 9.3 PRINCIPAIS CAPACIDADES DO NGC CORPORATE............................................................................................52 10. ITENS COMPLEMENTARES................................................................................................................... 53 10.1 PAINEL FRONTAL.................................................................................................................................... 53 10.2 PINAGEM DOS CARTÕES PARA O NGC CORPORATE E NGC EVOLUTION............................................................55 10.3 ADAPTADOR BNC / RJ-45 (8P8C).........................................................................................................57 11. BIBLIOGRAFIA ADICIONAL................................................................................................................... 58 3 1. INTRODUÇÃO A TELEFONIA A telefonia surgiu da necessidade de duas pessoas se comunicarem a distância e no início, os primeiros aparelhos tinham o objetivo de ligar dois pontos fixos. 1.1 LIGAÇÃO PONTO A PONTO É uma ligação entre pontos fixos, e da figura 1.1 podemos extrair uma série de con- ceitos, tais como assinantes A e B e o meio de transmissão que é o par de fios que in- terliga os dois aparelhos. PAR FÍSICO MEIO DE TRANSMISSÃO ASSINANTE A ASSINANTE B PAR FÍSICO MEIO DE TRANSMISSÃO ASSINANTE A ASSINANTE B A medida que a quantidade de assinantes aumentava, a quantidade de fios que os interligava crescia assustadoramente. No exemplo da figura, A, B, C, D, E e F representam assinantes. Observe a grande quantidade de fios utilizados para interligá-los. A B C E D F Neste caso, a rede formada é denominada de comunicação do tipo malha e a fór- mula para se calcular o número de linhas utilizadas nesta rede é L n n ( )1 2 , onde “n” é o número de assinantes. Entretanto, à medida que o número de assinantes ia crescendo, tal tipo de ligação se tornava impraticável, como por exemplo para um número de 10.000 assinantes, seriam necessários 49.995.000 pares de fios para realizarmos uma rede deste tipo. 4 1.2 LIGAÇÃO COMUTADAUma vez que não existe a necessidade de interligar cada assinante, em permanên- cia a todos os demais, pela simples razão de que muitos não se conhecem e não tem pontos em comum a tratar, em momento algum, é fácil de aceitar que exista um esquema estático, que varia de comunidade para comunidade, que indique aproximadamente o nú- mero máximo de assinantes que usam telefone simultaneamente na hora de maior movi - mento (HMM), isto é, durante o período de 60 minutos consecutivos em que o uso do tele- fone é máximo. Assim, 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 que foi denominada de Central de Comutação Telefônica. A figura abaixo ilustra uma rede do tipo estrela. CENTRAL DE COMUTAÇÃO A D F E B C Inicialmente, o conjunto de operações envolvidas na interligação de circuitos, que chamamos por Comutação, eram realizadas por telefonista, em mesas operadoras, que executavam as interligações de forma manual. Com o aumento do número de assinantes, este tipo de comutação tornou-se lento, sendo substituído por centrais de comutação automática. Entende-se por central automática o conjunto de órgãos capazes de interpretar os algarismos enviados pelo disco a estabelecer a ligação entre dois assinantes da rede. Ela substitui com vantagens as centrais manuais quanto ao sigilo, velocidade em estabelecer ligações, menor despesa de operação, etc. 5 1.3 LIGAÇÕES ENTRE CENTRAIS Central Local Uma central telefônica chamada de local é aquela que atende (comuta) assinantes dentro de sua área de ação, que é da ordem de 5 a 6 km centrado na própria central. O número de assinantes de uma localidade definem centrais desde 100 a 10.000 assinantes. Com o aumento deste número, torna-se necessário a existência de várias centrais locais, cada uma comutando um determinado número de assinantes. As várias centrais devem ser ligadas entre si, possibilitando que assinantes de uma determinada central se comuniquem com os assinantes de qualquer outra. Tal ligação é realizada por um cabo chamado Cabo Tronco. A figura a seguir ilustra 3 centrais locais sendo interligadas por cabos troncos. CENTRAL LOCAL “269” CENTRAL LOCAL C CENTRAL LOCAL “257” CABO TRONCO “A” 269-5133 “B” 257-2133 Centrais Locais Interligadas. Suponhamos agora que um assinante A, cujo número de identificação seja 5133 da central local de prefixo 269, queira falar com o assinante B de número 2133 da central lo - cal de prefixo 257. Em síntese, teremos o assinante A (269-5133) querendo falar com o assinante B (257-2133). Quando o assinante A levanta o fone do gancho, o equipamento automático da central local 269 é acionado e identifica o telefone 5133 que está querendo falar. É dado como resposta um tom de discar. Então o assinante A disca o número do assinante B. Ao discar os três primeiros números (257), automaticamente a sua central local (269) o inte - gra com a central distante (257) e, ao discar os quatro últimos algarismos o assinante A informa à central 257 qual o assinante desta, com o qual quer falar. Em seguida a central 257 envia ao telefone B o sinal da chamada ou sinal de toque de campainha. Quando o assinante B atende, automaticamente a estação 257 o comuta com o assinante A, desativando todos os dispositivos que auxiliaram nesta conexão . Fin- da a conversação, quando o assinante A repõe o monofone no gancho, a sua central é automaticamente informada e desfaz a ligação. A outra central acompanha. 6 Central Tandem Com o aumento do número de assinantes, o sistema telefônico continua crescen- do. Mas da mesma forma que o número de assinantes em crescimento justifica a existên- cia de mais centrais locais, chega-se a um ponto em que muitas centrais locais significam aumento demasiado do número de cabos troncos, de tal forma que se torna impraticável a interligação direta dessas centrais, devido aos altos custos que isto 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 essa configu- ração de enlaces passa a formar uma rede mista. Na figura a aseguir podemos ver uma central tandem interligando cinco centrais locais. CENTRAL LOCAL A CENTRAL LOCAL C CENTRAL LOCAL B CENTRAL LOCAL DCENTRAL LOCAL E CENTRAL TANDEM Central Tandem Interligando Centrais Locais Nos grandes centros, por sua vez, há a necessidade de várias centrais Tandem li - gadas entre si também por cabos troncos, comutando diversas Centrais Locais. 7 Central 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 ób- vio que seria proibitivo, em termos de custos, efetuar a interligação via cabos individuais, de todas as centrais de uma cidade, com todas as centrais de uma outra. Como solução, criou-se uma forma de comutar as chamadas das diversas centrais de uma cidade com as de outra, através de uma central especial de comutação chamada Central Trânsito Interurbana. A figura a seguir mostra como se localizam as Centrais Trânsito Interurbanas na rede de Telefonia. Central Transito Interurbana A Central Transito Interurbana B T T T T T T Central Local A CIDADE 1 CIDADE 2 MEIO DE TRANSMISSÃO INTERURBANA Central Local B Central Local C Central Local D Central Local G Central Local E Central Local F Telefonia Interurbana - Trânsito a Trânsito 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. Essa última, novamente comuta a chamada para a central local fi - nal que, por sua vez, efetua a comutação para o assinante chamado. Para tornar mais clara as interligações na rede externa distinguimos central tan- dem e trânsito, reservando, para esta última um papel nas ligações interurbanas. Tecnica- mente, porém, não há forte distinção entre tandem e trânsito. Há quem apenas diga trân- sito local, trânsito regional ou trânsito interurbana. 8 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. Os equipamentos multiplex poderão ser utilizados em qualquer tipo de central, uma vez que este é transparente ou seja, para a central é como se ele não existisse. 9 2. TELEFONIA DIGITAL 2.1 INTRODUÇÃO Nas Centrais de Comutação Digital, os sinais provenientes da cápsula transmissora do aparelho telefônico são convertidos em sinais digitais através de conversores A/D num extremo da rede de comutação, sendo comutados pela central em direção ao assinante destino. No outro extremo, são convertidos em sinais analógicos e enviados a capsula re- ceptora do aparelho telefônico. Este caso configura a telefonia digital, pois a transmissão e o tratamento dos sinais são realizados digitalmente. 2.2 SINALIZAÇÃO DE LINHA ENTRE CENTRAIS É o conjunto de sinais destinados a efetuar a ocupação e supervisão dos enlaces dos circuitos queinterligam duas Centrais de Comutação Telefônica, e enviar pulsos de tarifação, quando necessário. A sinalização de linha classicamente é composta dos seguintes sinais: Sinal de Sentido Ocupação Atendimento Desligar para Frente Desligar para Trás Confirmação de Descone- xão Desconexão Forçada Bloqueio tarifação Rechamada Os sinais indicados por , são enviados da Central de Origem para a Central de Destino e são denominados “Sinais para Frente”. Já os sinais indicados por são envi- ados da Central de Destino à Central de origem e são denominados “Sinais para Trás”. 10 Definições Sinal de Ocupação - É um sinal enviado para frente, a partir do juntor de saída, para le- var o juntor de entrada associado à condição de ocupação. Sinal de Atendimento - É um sinal enviado para trás, a partir do juntor de entrada, ao juntor de saída associado para indicar que o assinante chamado atendeu. Sinal de Desligar para Frente - É um sinal enviado para frente pelo juntor de saída ao juntor de entrada associado, para liberar, na Central de Destino e depois dela, todos os órgãos envolvidos na chamada. Sinal de Desligar para Trás - É um sinal para trás, a partir do juntor de entrada, ao juntor saída associado, para indicar que o assinante chamado desligou. Sinal de Confirmação de Desconexão - É um sinal enviado para trás, a partir do juntor de entrada, ao juntor de saída associado, em resposta a um sinal de desligar para a fren- te, para indicar que ocorreu a liberação dos órgãos associados ao juntor de entrada. Sinal de Desconexão Forçada - É um sinal que substitui o sinal de desligar para trás a partir da Central de tarifação para a Central de Origem, após ocorrida a temporização. Sinal de Bloqueio - É um sinal enviado para trás, a partir do juntor de entrada ao juntor de saída associado, provocando o bloqueio do mesmo, enquanto durar este sinal. Sinal de tarifação - É o sinal enviado para trás, a partir do juntor de entrada ao juntor de saída associado, a partir do ponto de tarifação por multimedição, de acordo com a cadên- cia correspondente ao degrau tarifário. Sinal de Rechamada - É um sinal enviado para frente, a partir do juntor de saída ao jun- tor de entrada associado, quando uma telefonista deseja rechamar o assinante chamado (ou outra telefonista), após o desligamento do mesmo. Sinalização R2 digital Esta sinalização é aplicada nas interligações entre Centrais Locais e/ou Regionais, com juntores unidirecionais, através de enlaces PCM. Características Gerais O sistema de sinalização R2 Digital utiliza dois canais de sinalização para envio (af e bf) e dois canais de sinalização para recepção (ab e bb): 11 af - indica as condições de operação do equipamento de comutação de saída. Como es- sas condições estão sobre controle do assinante chamador, esse canal reflete também as condições da linha do assinante chamador (monofone no gancho ou não). bf - indica falhas no equipamento de comutação de saída. ab - indica as condições da linha do assinante chamado (monofone no gancho ou não). bb - indica as condições do equipamento de comutação de entrada (livre ou ocupado). Fase de chama- da Designação do sinal Sentido do sinal Canais de Sinali- zação Observação af bf ab bb Tronco Livre 1 0 1 0 Ocupação Sinal de Ocupa- ção 0 0 1 0 do Tronco Sinal de confir- mação de ocu- pação 0 0 1 1 Chamada em progresso 0 0 1 1 Atendimento da chamada Sinal de atendi- mento 0 0 0 1 Conversação 0 0 0 1 tarifação Sinal de tarifa- ção 0 0 1 1 Pulso de 150 + 30 ms em “ab” que passa de “0” para “1” Sinal de desli- gar para trás 0 0 1 1 Sinal de desli- gar para a fren- te 1 0 X 1 X=0 : A desliga primeiro X=1 : B desliga primeiro Desligamento Sinal de confir- mação de des- conexão 1 0 1 0 da Sinal de desco- nexão forçada 0 0 0 0 chamada Sinal de Confir- mação de des- conexão força- da 1 0 0 0 Situações Sinal de Blo- queio 1 0 1 1 Especiais Sinal de Falha 1 1 1 0 Sinalização R2 Digital 12 2.3 SINALIZAÇÃO ENTRE REGISTRADORES É um conjunto de sinais correspondentes ao envio e à recepção das informações devidamente ordenadas, destinados ao estabelecimento das chamadas, através dos ór- gãos de comutação, referentes às condições particulares dos assinantes chamador e cha- mado e das informações referentes aos circuitos e órgãos envolvidos. Esta sinalização re- cebe o nome de Sinalização entre Registradores por ter informações trocadas entre regis- tradores pertencentes às diversas etapas do encaminhamento de uma chamada. Tipos de Sinalização de Registros A sinalização entre Registradores das Centrais com Controle Comum Eletromecâ- nica pode ser de três modos: Sinalização entre Registradores Decádica Sinalização entre Registradores DC Sinalização entre Registradores Multifreqüencial Já as Centrais CPA adotam como padrão a Sinalização MFC. Visto que os dois primeiros tipos de sinalização são empregados em Centrais Eletromecânicas, que apesar de existi - rem no contexto da planta de telefonia, estão sendo gradualmente substituídas pelas Cen- trais CPA, resumiremos nosso estudo à Sinalização entre Registradores Multifreqüencial Compelida, por ser amplamente usada pelas mais modernas Centrais Telefônicas. Sinalização entre Registradores Multifreqüencial Compelida (MFC) Ao conceito de sinalização multifreqüencial compelida está ligada a existência de um órgão emissor (Registrador de Origem/ Enviador Multifreqüencial) e um órgão receptor (Registrador de trânsito ou Destino/ Receptor Multifreqüencial), entre os quais ocorrem a troca de informações necessárias à orientação dos estágios comutadores. Os registrado- res permanecem no circuito somente durante o estabelecimento da chamada, desconec- tando-se assim que forem completadas todas as fases da comutação. Critérios fundamentais da sinalização MFC A sinalização de registrador MFC deve obedecer as seguintes regras básicas: deve ter caráter compelido deve ser multifreqüencial Operação Compelida A troca de sinais MFC é do tipo compelida, ou seja, os sinais para frente e os sinais para trás são interdependentes, de forma que a duração de um sinal é determinada pela recepção de outro sinal enviado no sentido oposto, como resposta ao primeiro. Assim 13 sendo, por exemplo, um sinal para frente permanecerá (teoricamente) sendo emitido inde- finidamente, pelo emissor enquanto não for recebido em contrapartida um sinal para trás. Existem elementos temporizadores nos circuitos, que limitam a duração destes si- nais. Tais elementos só são atuados em casos especiais, ou de falha no circuito, quando o limite de tempo, padronizado, se esgotar. O diagrama de tempo a seguir ilustra como ocorre a sinalização MFC. Registrador de Origem Registrador de Destino Tempo a b c d e h f g g’ e’ a’ b’ c’ f’ d’ próximo sinal para frente Direção do Tráfego Transmissão Recepção h’ Diagrama de Tempo da Sinalização MFC a. Início do envio contínuo do sinal para frente, contendo informação numérica, pelo emissor de sinais para frente, localizado na origem da cadeia de comutação. SINAL PARA FRENTE FREQÜÊNCIAS ALTAS b. Recepção do sinal para frente no Receptor de Sinais para Frente e análise da in- formação recebida no registrador de destino. c. Início do envio contínuo do sinal para trás, emitido pelo Emissor de Sinais para Trás, contendo informação de comando. SINAL PARA TRÁS FREQÜÊNCIAS BAIXAS 14 d. Recebimento, no Receptor de Sinais para Trás, do sinal para trás e análise da in- formação contida. e. A análise da informação recebida, pelo Receptor de Sinais para trás, dá origem a interrupção do sinal para frente. f. O Receptor de Sinais para frente, reconhece que o sinal para frente foi interrompido. g. O Emissor de Sinais para trás interrompe o sinal para trás. h. O Receptor de Sinal para trás reconhece que o sinalpara trás foi interrompido. Conforme for o resultado da análise do sinal de comando (sinal para trás), efetuada pelo registrador de origem, poderá ter início o envio do próximo sinal para frente (a`) dan- do início a novo ciclo da sinalização MFC. Caráter Multifreqüencial Na sinalização MFC, os dados (ordens ou informações) são transferidos de um ex- tremo a outro da cadeia de comutação através de códigos, chamados multifreqüenciais (MF). Tais códigos são chamados multifreqüenciais pelo fato de serem compostos pela emissão simultânea de duas freqüências, dentro de um grupo de n freqüências. Por este motivo, este código é chamado “código 2 entre n” . Suponhamos, por exemplo: n = 5 (código “2 entre 5” ) teremos 10 códigos MF. n = 6 (código “2 entre 6” ) teremos 15 códigos MF. Composição dos códigos MF O conjunto das freqüências utilizadas na formação dos sinais multifreqüenciais (MF) é dividido em 2 grupos: Grupo de Freqüências Altas É formado pelas freqüências utilizadas para a composição dos sinais para frente. Estas freqüências são transmitidas no sentido do estabelecimento da cadeia de comuta- ção. Grupo de Freqüências Baixas É formado pelas freqüências utilizadas para a composição dos sinais para trás. Es- tas freqüências são transmitidas no sentido inverso ao das freqüências altas. 15 Alocação das freqüências da sinalização MFC A faixa de freqüências vocais, efetivamente transmitidas pelos circuitos telefônicos, estende-se de 300 a 3400 Hz. Os extremos da faixa são um pouco mais atenuados do que o restante. Por isso escolheu-se a freqüência de referência 1260 Hz, a partir da qual são alocadas as n freqüências, com espaçamento de 120 Hz. As freqüências obtidas pela soma sucessiva de 120 Hz à freqüência 1260 Hz, constituem as freqüências dos sinais para frente. As freqüências obtidas pela subtração sucessiva de 120 Hz à freqüência 1260 Hz, constituem as freqüências dos sinais para trás. O desenho a seguir ilustra estes fatos. Grupo das Freqüências Baixas Grupo das Freqüências Altas F12 540 Hz F11 660 Hz F10 780 Hz F9 900 Hz F8 1020 Hz F7 1140 Hz F6 1380 Hz F5 1500 Hz F4 1620 Hz F3 1740 Hz F2 1860 Hz F1 1980 Hz Índice 5 4 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 Peso 11 7 4 2 1 0 0 1 2 4 7 11 Foi adotado para cada uma das freqüências desses grupos um número de ordem (ou índice) e um peso. Então o número do código ( 1 a 15 ) é obtido através da soma do índice da freqüência mais próxima de 1260 Hz com o peso da outra freqüência. Exemplo: Qual é o código formado pelas freqüências: 1740 Hz e 1860 Hz. índice ( 1740 Hz ) = 3 peso ( 1860 Hz ) = 7 número do código: 10. A tabela a seguir apresenta a composição de todos os 15 códigos multifreqüenciais: “2 entre 6”. 16 Freqüência de Referência 1260 Hz Sinais Freqüências (Hz) Núme- ro Valor Nu- mérico X+Y 1380 1140 0 0 1500 1020 1 1 1620 900 2 2 1740 780 3 4 1860 660 4 7 1980 540 5 11 Para Frente Para Trás Índice (X) Peso (Y) 1 0 + 1 X Y 2 0 + 2 X Y 3 1 + 2 X Y 4 0 + 4 X Y 5 1 + 4 X Y 6 2 + 4 X Y 7 0 + 7 X Y 8 1 + 7 X Y 9 2 + 7 X Y 10 3 + 7 X Y 11 0 + 11 X Y 12 1 + 11 X Y 13 2 + 11 X Y 14 3 + 11 X Y 15 4 + 11 X Y Primeira Freqüência (Índice) Segunda Freqüência (Peso) Significado dos Sinais MFC De acordo com o sentido em que são transmitidos, os sinais que compõem a sinali- zação MFC se dividem em dois grupos: Grupo de sinais para a frente Grupo de sinais para trás Por sua vez, cada um destes grupos se subdividem em outros dois, segundo o seu significado, utilizando contudo as mesmas freqüências. 17 Sinais Para a Frente Os sinais para a frente são divididos em Grupos I e Grupo II. Os sinais do Grupo I referem-se a informações numéricas e informações de controle e as do Grupo II as infor - mações de tipo de assinante chamador (categoria de assinante). Sinal Sinais Para Frente Grupo I Grupo II 1 Algarismo 1 Assinante Comum 2 Algarismo 2 Assinante com tarifação especial 3 Algarismo 3 Equipamento de manutenção (teste) 4 Algarismo 4 Telefone público local 5 Algarismo 5 Telefonista 6 Algarismo 6 Equipamento de comunicação de dados 7 Algarismo 7 Telefone público interurbano serviço na- cional e assinante comum - serviço inter- nacional 8 Algarismo 8 Comunicação de dados - serviço interna- cional 9 Algarismo 9 Assinante com prioridade - serviço inter- nacional 10 Algarismo 0 Telefonista com facilidades de transfe- rência - serviço internacional 11 Inserção de semi-supressor de eco na origem Assinante com facilidade de transferência 12 Pedido recusado ou indicação de trânsito internacional Reserva 13 Acesso a equipamento de tes- te Reserva 14 Inserção de semi-supressor de eco de destino ou indicação de transito internacional Reserva 15 Fim de número ou indicação de que a chamada cursou enlace via satélite Reserva Significado dos Sinais para Frente 18 Sinais Para a Trás Os sinais para trás são divididos em dois grupos denominados Grupo A e Grupo B. A passagem de um grupo para outro é determinada pela Central Destino. Os sinais do Grupo A são sinais referentes a solicitações para possibilitar o estabeleci- mento da conexão, e os sinais do Grupo B são sinais referentes a estado (livre, ocupa- do, etc.) e tipo de assinante chamado (categoria do assinante B). A tabela a seguir fornece os significados de todos os sinais para trás. Sinais Para Trás Sinal Grupo A Grupo B 1 Enviar o próximo algarismo Linha de assinante livre com tari- fação 2 Necessidade de semi-supressor de eco no destino ou enviar o pri- meiro algarismo enviado Linha de assinante ocupada 3 Preparar para a recepção de si- nais do grupo B Linha de Assinante com número mudado 4 Congestionamento Congestionamento 5 Serviço Nacional Enviar categoria e identidade do assinante chamador Linha de assinante livre sem tari- fação 6 Reserva Linha de assinante livre com tari- fação e colocar retenção sob con- trole de assinante chamado 7 Enviar o algarismo N-2 Nível ou número vago 8 Enviar o algarismo N-3 Reserva 9 Enviar o algarismo N-1 Reserva 10 Reserva Reserva 11 Enviar a indicação de trânsito in- ternacional Reserva 12 Enviar dígito de idioma ou de dis- criminação Reserva 13 Serviço Internacional Enviar indicação do local do re- gistrador internacional de origem Reserva 14 Solicitar informações da necessi- dade de inserção de semi-supressor de eco no destino Reserva 15 Congestionamento na central in- ternacional Reserva Significado dos Sinais para Trás (Variante 5C) 19 Exemplo de Troca de Sinalização - Chamada Interurbana DESCRIÇÃO DA SINALIZAÇÃO A central local envia para a central trânsito interurbano o prefixo nacional, o código na- cional (011) e prefixo do assinante chamado. A central trânsito para de pedir o número do assinante chamado e envia o sinal A5 pedindo a identidade do assinante chama- dor. Algumas centrais trânsito recebem primeiro todo número do assinante chamado, para depois pedir a identidade do assinante chamador. Portanto, a que tempo da sina- lização será pedida a identidade do assinante chamador, depende unicamente de pro- gramação da central trânsito. A central local, quando recebe o primeiro sinal A5, envia para a central trânsito a cate- goria do assinante chamador e, a partir do segundo sinal A5, o número do assinante chamador. No final, a central local envia o código I-15 indicando o fim do envio da identidade do assinante chamador. A central trânsito volta a pedir o número do assi- nante chamado. Os seis algarismos (0 + 5) do assinante B recebido pela trânsito, são suficientes para que ela determine a rota e acione a central trânsito seguinte. Enquanto envia os pri- meiros números do assinante B à central trânsito distante, ela pede a identidade do assinante A para poder bilhetar a chamada. As centrais trânsito não tem condições de determinar o tamanho do número do assi- nante chamado, por isso ela vai enviando sinal A1 até que a central local não tenha mais algarismo a enviar, ficando, portanto, o último sinal A1 na linha sem resposta. Acentral local ao receber o último sinal A1, corta o envio do último algarismo. A central trânsito de destino, ao receber quantidade de algarismo suficiente para iden- tificar a rota, seleciona um tronco livre da rota diretas até a central local e inicia a troca de sinalização, enviando o número do assinante B. A central local, após receber a unidade do assinante chamado, envia para trás o sinal multifreqüencial A3 solicitando ao registrador do origem a mudança de interpretação dos sinais do grupo A para sinais do grupo B. As centrais trânsito como não estão re- cebendo nenhum sinal multifreqüencial para a frente, ao receber o sinal para trás A3 enviam ao registrador de origem um pulso multifreqüencial de duração limitada (não compelido). 20 CATEGORIA CATEGORIA CATEGORIA CATEGORIA PULSO A3 PULSO A3 A3 d f c e 0 A1 1 A1 A1 A1 A1 1 4 3 4 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 I-15 A1 A1 A1 A1 A1 A1 A1 A1 A1 A1 A1 A1 A1 A1 A1 A1 A1 A1 A1 A1 A1 0 1 1 4 3 4 4 3 4 2 6 4 1 3 3 8 6 9 7 7 6 9 7 7 6 9 7 7 a b e B B B CENTRAL LOCAL CENTRAL TRÂNSITO CENTRAL TRÂNSITO CENTRAL LOCAL Exemplo de Troca de Sinalização entre Centrais 21 2.4 INTRODUÇÃO A MULTIPLEXAÇÃO A finalidade da multiplexação é permitir que vários canais possam ser transmitidos simultaneamente por um único meio de transmissão. Atualmente, os modernos sistemas multiplex podem transportar através de um úni- co meio de transmissão milhares de canais de voz. A técnica consiste em transmitir um grande número de sinais através de um mes- mo veículo de comunicações, separando-os de tal maneira que não haja interferência en- tre os mesmos. Isto pode ser conseguido, separando-se os sinais em freqüência ou no tempo. Surgem então dois grandes grupos de sistemas multiplex: FDM (Frequency Divisi - on Multiplexing) e TDM (Time Division Multiplexing). Sistema TDM O Sistema de Multiplexação por Divisão no Tempo (TDM) utiliza o processo de amostragem dos sinais para a transmissão dos vários canais em um único meio de trans- missão. As amostras são tomadas em intervalos regularmente espaçados e tem a duração bem menor que o período entre duas amostragens. O intervalo de tempo que decorre entre duas amostras sucessivas de um sinal é utilizado para transmissão dos sinais já amostrados, provenientes de outros canais. Na fi- gura 3.4 temos um diagrama em blocos de um sistema TDM simplificado. Na figura a seguir temos um exemplo de uma multiplexação por divisão no tempo, onde 3 sinais de entrada foram multiplexados. F.P.B F.P.B F.P.B LADO A LADO B X (t) 2 Sincronismo X (t) 2 X (t) 1X (t) 1 X (t) 3 X (t) 3 COMUTADOR MEIO DE TRANSMIS- SÃO Obs.: F.P.B. - Filtro Passa-Baixas 22 x (t) 1 x (t) 2 x (t) 3 Sinal Multiplexado Quadro Quadro Quadro INTERVALO DE AMOSTRAGEM t t t t O princípio básico do TDM é muito simples, como mostrado na figura anterior, onde sinais de entrada, todos de faixa limitada, são seqüencialmente amostrados por uma cha- ve rotatória que faz uma revolução completa num dado período, que é definido como perí- odo ou intervalo de amostragem (TA). Ao término de cada período da amostragem terá sido transmitida uma amostra de cada sinal de entrada. A este conjunto de pulsos contendo uma amostra de cada entrada denominamos de quadro. Na figura acima, por exemplo, temos um quadro com 3 sinais de entrada multiplexados. Na recepção (lado B), uma outra chave rotatória similar separa as amostras e as distribui para um conjunto de filtros passa-baixa, que reconstitui o sinal original. O proces- so de chaveamento é eletrônico e incluí sinais de sincronismo para que o distribuidor e o comutador possam trabalhar sincronizadamente. Neste sistema, a onda portadora é um trem de pulsos que pode ser modulado, de acordo com as amostras, através de variação de qualquer uma das seguintes característi - cas de pulsos: amplitude, largura e posição. As técnicas mais utilizadas nos sistemas TDM são: PAM (Pulse Amplitude Modula- tion) e PCM (Pulse Code Modulation). 23 PAM (Pulse Amplitude Modulation): Nos sistemas que utilizam a técnica PAM a amplitude de cada pulso representa a amplitude do sinal modulador num dado instante. PCM (Pulse Code Modulation): Processo pelo qual um sinal é amostrado e a am- plitude de cada amostra é aproximada a valores discretos (processo chamado de quanti - zação) e convertida, por um código, em um sinal digital. 2.5 PCM - PRINCÍPIOS GERAIS Introdução Os Sistemas que operam através de modulação por pulsos codificados (PCM) ba- seiam-se na possibilidade de se reconstruir integralmente um sinal x(t), a partir de um cer- to número de amostras instantâneas, retiradas periodicamente do mesmo. Em seguida, as amostras tem seus valores aproximados a níveis previamente escolhidos, chamados de níveis de quantização e o processo denomina-se Quantização. A necessidade de quantização é óbvia, pois é impossível codificar-se infinitos ní- veis existentes em um sinal analógico. Após a quantização, o sinal discreto no tempo (amostrado) e discreto em amplitude (quantizado) é codificado, formando-se assim o sinal PCM. No sentido de recepção o sinal é decodificado e entregue ao filtro passa baixa para a recuperação do sinal x (t) original. A figura 3.6 mostra os processos para obtenção de um sinal PCM e a recuperação do si- nal original. 24 Amostrador Quantizador Codificador 5 4 3 2 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 Decodificador 5 4 3 2 1 Filtro Passa Baixa Amostragem Amostragem é o processo pelo qual são retiradas amostras do sinal original, de for- ma que a partir destas amostras seja possível reconstituir o sinal, sem que ocorra perda de informação. A figura a seguir nos mostra um exemplo deste processo. TEMPO T Tt T = período de amostragem t = duração de cada amostra Para que seja possível se reconstituir o sinal original x(t), segundo o Teorema de Amostragem, devemos amostrar este sinal como uma freqüência sempre maior ou igual ao dobro de fM, ou seja: fA 2 * fM onde: fA = Freqüência de amostragem fM = Maior freqüência presente no sinal x(t) 25 2.6 PCM DE 1ª ORDEM - EQUIPAMENTO TERMINAL Características Gerais O sistema PCM de 1ª ordem, definido pelo CCITT, é o equipamento que utiliza a técnica TDM, onde podem multiplexar 32 ou 24 informações. O padrão adotado pela ANATEL é o de 32 canais, onde 30 são reservados para in - formação de fonia, um para a sinalização associada aos canais de fonia e um para sincro- nização mais alarmes. Uma vez definidas a quantidade de informações a serem processadas (32), e sa- bendo-se que a faixa de freqüência para a voz adotada é de 300 a 3400 Hz e a freqüência de amostragem é de 8000 Hz, define-se o período de amostragem e a largura de cada amostra que valem: Período de Amostragem (TA): 125 µs Largura da Amostra (t): 3,9 µs Sendo um sistema PCM, é necessário conhecermos o tipo de quantização, a lei de compressão e a quantidade de bits utilizados. Todos esses dados são possíveis de serem extraídos, estudando-se somente a Lei A, onde os processos de compressão, quantiza- ção e codificação são realizados simultaneamente. 26 Lei A A lei A que é adotada para os sistemas de 32 canais é uma lei de compressão do tipo logarítmica, onde a curva é aproximada a 13 segmentos de reta. A figura abaixo mostra a curva característica da lei A Podemos notar pelo detalhe desta figura que o 1º segmento de reta possui o mesmo ângulo de inclinação tanto na parte positiva quanto na parte negativa da curva e que este segmento é subdividido em 2 partes. Entrada Saída 0 A B A B As figuras 3a seguir mostram as partes positivas da lei A aproximada a 7 segmen- tos. Por essas figuras é possível visualizar o número de níveis de quantização que é de +128 (para amostras positivas), e conseqüentemente -128 (para amostras negativas). Os valores das amplitudes do sinal de entrada estãonormalizados a 4096 valores unitários, correspondendo a um sinal máximo de 3,14 dBm0 (0,2218 v) onde 0 dBm0 é referenciado num ponto de -14 dBm. 32 80 112 128 96 64 48 ① ③ ② ④ ⑤ ⑥ ⑦ LEI ‘A’ DE COMPRESSÃO P/ SISTEMAS DE 30 CANAIS P/ VALORES DE ENTRADA POSITIVOS 64 128 256 512 1024 2048 4096 VALOR DAS AMPLITUDES DAS AMOSTRAS No do Ní vel de De cis ão 27 o o o o o o VII VI V IV III II I DIG Nº 5678 1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000 O SEGMENTO 128 113 112 97 96 81 80 65 64 49 48 33 32 17 16 1 16 1514 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 2048 A=64 1024 (16) (8) (4) (2) (32) (64) ( )= TAMANHO DO INTERVALO 256 512 1024 2048128 4096 O Esta lei apresenta ainda as seguintes características básicas: - Cada segmento tem um mesmo número de níveis (16). O segmento 1 tem 32 ní- veis, porém ele é subdividido em duas metades, que são consideradas como dois seguimentos com a mesma inclinação. - Os intervalos entre níveis dentro de um mesmo segmento devem ser iguais. - Os intervalos em todos os segmentos devem ser múltiplos inteiros dos intervalos contidos no primeiro segmento, correspondente às menores amplitudes, ou seja, se o primeiro segmento tiver intervalos iguais a 1/N, o segundo segmento deverá ter intervalos iguais a 2/N, e o terceiro iguais a 3/N, e assim sucessivamente. - O valor da codificação da amostra será dada pela associação da codificação da polaridade do sinal, (l para amostra com valor positivo e 0 para amostra com valor negativo), com o segmento e mais o nível do segmento. Logo, o número de bits uti- lizado é 8, sendo dado a este conjunto o nome de Palavra PCM:. Bit 1º 2º 3º 4º 5º 6º 7º 8º Conteúdo Polarida- de Segmento Nível do Segmento Palavra PCM 28 Estrutura de Quadro O quadro é definido como sendo um conjunto de pulsos contendo uma amostra de cada entrada. No sistema PCM de 32 canais o quadro vai representar o conjunto de 32 palavras PCM de 8 bits, sendo 30 palavras correspondentes a entradas de fonia e 2 pala- vras correspondentes a outras informações. Para facilitar a localização de informações dentro do quadro, convencionou-se chamar o tempo ocupado por cada palavra de 8 bits (3,9 µs), de intervalo de tempo (IT) ou intervalo de tempo de canal (ITC), numerando-se estes de zero a 31. Logo, podemos definir o quadro do sistema PCM de 32 canais, como sendo o conjunto de 32 intervalos de tempo, numerados de 0 a 31, com duração de 125 µs. Estrutura de Multiquadro Tipos de sinalização Os equipamentos PCM devem multiplexar além das informações de fonia e sincro- nismo, as sinalizações referente aos canais. A condição de sinalização presente no fio M é de um terra ou não terra (aberto), que deve ser mostrado, codificado e multiplexado no tempo. Nos equipamentos PCM, temos a possibilidade de utilizarmos dois fios M, um com freqüência de amostragem a 500 ou a 1000 Hz, chamado de sinalização M1 ou A e o se- gundo fio M, com freqüência de amostragem a 500 Hz chamado de fio M2 ou B. Quanto a codificação, esta é bem simples, pois como só é possível duas condições no fio M (terra ou aberto), estas serão codificadas com apenas 1 bit. Utilização do intervalo de tempo Uma vez fixada a freqüência de amostragem de 500 Hz temos definido o período de amostragem de 2 ms, onde são encaixadas as sinalizações das vias A e B dos 30 canais. O intervalo de tempo utilizado é o IT 16 e como em 2 ms temos 16 destes interva - los, faz-se necessário a colocação de no mínimo 2 canais por IT 16, resultando na seguin- te configuração: 29 I.T. 16 1 2 3 4 5 6 7 8 1 1 Canal N Canal N + 15 Os bits 1,2,3 são reservados para as vias A e B dos canais de 1 a 15, enquanto os bits 5, 6, 7 são reservados para os canais 16 a 30. Os bits 4 e 8 são fixados em 1. Composição do multiquadro O multiquadro é definido como sendo o conjunto de 16 quadros com duração de 2 ms, numerados de Q0 a Q15 onde estão todas as informações de sinalização. Depen- dendo do tipo de freqüência de amostragem da via A (500 ou 1000 Hz) temos uma tabela de distribuição dos bits do IT 16 dos quadros de 0 a 15. A figura 3.14 mostra a tabela quando as vias A e B são amostradas a 500 Hz, en - quanto na figura 3.15 a tabela ilustra a composição dos bits para a via A a 1000 Hz e via B a 500 Hz. Observando as figuras 3.14 e 3.15 no quadro de número zero, encontramos nos 8 bits do intervalo de tempo 16, duas informações importantes para o perfeito funcionamen- to da parte de sinalização que são: A) Palavra de sincronismo de multiquadro Esta palavra é composta dos quatro primeiros bits do IT 16 do Q0 valendo 0000 e cuja finalidade é a sincronização do lado distante para a separação e distribuição das si - nalizações dos canais, contidas nos quadros subseqüentes do multiquadro. B) Palavra do alarme de multiquadro Compõe-se esta palavra dos bits de 5 a 8 do IT 16 do quadro zero valendo A11, e cuja finalidade é a de informar a estação remota de falhas no processo de sinaliza- ção. Quando o bit 6 valer 0 (zero) indica funcionamento normal e se valer l o equipamento está com falha ou alarme. 30 Distribuição dos bits para CANAL A 500 Hz - CANAL B 500 Hz Distribuição dos bits para CANAL A - 1000 Hz - CANAL B 500 Hz 31 3. SINALIZAÇÃO POR CANAL COMUM (SINALIZAÇÃO NÚMERO 7 DO CCITT – SS#7 ou SSCC#7) 3.1 O PROBLEMA DA SINALIZAÇÃO POR CANAL ASSOCIADO Na estrutura tradicional de um enlace E1, um quadro é composto de 30 canais de voz, 1 canal de sincronização (time slot 0) e 1 canal de sinalização(time slot 16), totalizan- do 32 canais. A forma de sinalização adotada, por Canal Associado, envia os estados dos canais, conforme visto anteriormente. A cada quadro o canal de sinalização envia o status de 2 canais de voz, sendo que as informações de todos os canais é feita ao se transmitir 15 quadros. Este conjunto de 15 quadros é denominado Multiquadro. Toma-se por exemplo uma conversa telefônica de 2 minutos. Sendo a duração de um multiquadro em torno de 2 ms, serão transmitidas 60.000 informações de status da li - gação entre os assinantes da conversa acima. Desses 60.000 sinais de estado da liga- ção, muitos são transmissão de estados repetidos e portanto, já conhecidos, resultando em transmissão redundante. Assim, surgiu a sinalização por Canal Comum, aonde são transmitidos apenas as transições ocorridas no estado da ligação, resultando num melhor aproveitamento do ca- nal de sinalização e permitindo transmitir novas informações de status, como por exem- plo, o tipo de serviço, viabilizando a implantação de ISDN (RDSI) e implantando o concei- to de Rede Inteligente de Telefonia, com transmissão de informações de gerência de rede que permitem administrar o tráfego, garantindo maior qualidade para os serviços prestados pela rede Na sinalização por Canal Comum não existe um canal associado à transmissão da sinalização(Time Slot 16), usado exclusivamente para este fim. Inicialmente, pensou-se em transmitir a sinalização por um meio totalmente independente (por exemplo, modems externos), fisicamente separados dos canais de serviço. No entanto, hoje também é utili- zado um dos canais de voz para este fim, pois se verificou ser muito mais prático para transmitir. MATRIZ Sinalização Decádica Sinalização MF MATRIZ MATRIZ VOZ Sinalização por Canal Comum nº 7 Voz e Sinalização Juntos no mesmo meio Voz e Sinalização podem ser Separados 32 SINALIZAÇÃO POR CANAL ASSOCIADO ENVIA OS ESTADOS DOS CANAIS (posição dos bits relacionados aos ca- nais) SINALIZAÇÃO POR CANAL COMUM ENVIA AS MUDANÇAS DE ESTADO DOS CANAIS (pacotes relacionados aos canais) Assim, é fácil perceber que na sinalização por canal comum se minimiza a redun- dância das informações enviadas, consequentementese tem uma sinalização muito mais eficiente. Por exemplo, em um pacote de 40B (bytes) você consegue enviar praticamente todas as informações referentes a uma chamada tradicional (número de A, número de B, categoria de A, etc..). Como um Time Slot transmite a uma taxa de 8000B/s (64Kbps), le- varia um tempo de 40/8000 = 5 ms para transmitir este pacote, o que é bastante rápido se compararmos com a sinalização tradicional. OBSERVAÇÃO IMPORTANTE: uma central só pode oferecer facilidades ISDN (RDSI) se estiver trabalhando com SCC Nº 7. 3.2 SINALIZAÇÃO POR CANAL COMUM SCC NO 7 A sinalização por Canal Comum é, na verdade, um protocolo de comunicação, cujo entendimento é melhorado através de sua comparação com o Modelo de Referência OSI, especificado pela ISO para a padronização de protocolos de comunicação de informática. Na figura abaixo, tem-se um comparativo entre as duas especificações. O Modelo de Referência OSI e a Pilha Protocolar SS7 33 O protocolo SS7 é composto por um conjunto de camadas, sendo a mais baixa a responsável pelas especificações físicas da transmissão. As demais camadas são imple- mentadas via software, cujo objetivo é fornecer serviços às camadas superiores, encapsu- lando os dados provenientes destas camadas em um pacote de dados, formado pelos da- dos mais um cabeçalho de controle. Este conjunto formado pelos Dados + Cabeçalho transmitem informações de sinalização de linha e de registro, tipo de serviço transportado, estado dos links e informações de gerência, em geral. 3.3 REDE DIGITAL DE SERVIÇOS INTEGRADOS (RDSI / ISDN) A Rede Digital de Serviços Integrados –RDSI, também conhecida por sua sigla em inglês ISDN (Integrated Services Digital Network) é a digitalização da rede telefônica para tráfego simultâneo de voz, dados, imagens, aplicações e serviços multimídia. A RDSI foi concebida para substituir rede telefônica convencional (analógica) por uma rede digital. Atualmente, também é utilizada como uma solução para acesso a Inter- net a velocidades mais altas e a custo acessível. Existem dois tipos distintos de interfaces RDSI, um é utilizado na residência do usuário (ISDN/BRI – Basic Rate Interface) e outro em corporações ou provedores de acesso a Internet (ISDN/PRI – Primary Rate Interface). Interface ISDN/BRI A companhia telefônica fornece para o usuário o mesmo par de fios que chega na sua casa (supondo que usuário já possui uma linha convencional). Através destes fios che- gam no entanto 3 canais lógicos: 2 canais B, que podem ser utilizados para voz ou dados, a velocidade de 64 Kbps; 1 canal D, utilizado para sinalização, a 16 Kbps. Representação lógica de uma linha ISDN/BRI Isso significa que o usuário pode: Fazer uma ligação telefônica enquanto acessa a Internet a 64 Kbps; Fazer uma ligação telefônica enquanto outra pessoa na sua casa também faz uma li - gação telefônica (cada ligação utiliza um canal B e são independentes uma da outra); Ter acesso a Internet a 128 Kbps (utilizando 2 canais B); Passar um fax enquanto fala ao telefone e etc. Ou seja, em termos de utilização, é como se o usuário tivesse duas linhas, que podem ser utilizadas para voz ou para dados. 34 Interface ISDN/PRI Para as empresas, as companhias telefônicas fornecem linhas PRI. Uma linha PRI é com- posta de: 30 canais B, utilizados para voz ou dados, suportando 64 Kbps; 1 canal D, utilizado para sinalização, a 64 Kbps. (*) No Brasil e na Europa são fornecidos 30 canais B; nos Estados Unidos, Canadá e Ja- pão são fornecidos 23 canais B. Representação Lógica de uma linha ISDN/PRI 35 4. CONVERGÊNCIA Devido ao grande crescimento da Internet nos últimos tempos, o protocolo IP obte- ve um local de destaque na área de comunicações. A transmissão de voz utilizando o pro- tocolo IP vem trazendo diminuição de custos para os usuários de telefonia e Internet, isso está fazendo com que esse tipo de tecnologia venha a cada dia integrar mais o meio dos usuários. 36 Arquiteturas Básicas; Inicialmente podemos definir três arquitetura básicas de implementação do VoIP 4.1 ARQUITETURA PC A PC Nesta arquitetura, dois computadores providos de multimídia , conectados a uma LAN, ou através da rede publica, a um provedor de serviços Internet, se comunicam para a troca de sinais de voz. Todo o tratamento dos sinais de voz(amostragem, empacota- mento, compressão) é feito nos computadores. Sendo a chamada estabelecida com base no endereço IP(ou nome) do receptor. 4.2 ARQUITETURA COM GATEWAY Neste tipo de arquitetura, utilizamos telefones comuns para gerar e receber chama- das sob a Internet, o usuário chamador disca para o gateway de telefonia IP mais próximo de sua central telefônica local, este gateway reconhece e valida o número telefônico do usuário chamador e solicita a este que digite o número do usuário destino. O gateway de entrada identifica o gateway de saída mais próximo do usuário de destino e inicia uma sessão de transmissão de pacotes de dados. O gateway de saída chama o telefone de destino e após ser atendido é estabelecida uma comunicação fim a fim, com o sinal de voz sendo enviado via datagrama IP entre os gateways. O responsável pelo empacota- mento, codificações e compressão da voz em datagrama IP é o próprio gateway 37 4.3 ARQUITETURAS HÍBRIDAS A arquitetura híbrida reúne as duas arquiteturas anteriores, ou seja, é possível, um usuário de telefone comum realizar uma chamada e um usuário de PC a receber, e vice versa. 4.4 ONDE APLICAR O VOIP Entroncamento PABX ponto a ponto – utilizado na interligação via rede WAN de dois pontos(PABX), onde o tráfego de voz é feito via rede IP. Para isto ser possível é preciso um gateway IP em cada ponta para fazer as conversões necessárias. Entroncamento de Centrais de Rede Pública – topologia bem semelhante a anterior onde as operadoras de telefonia poderiam substituir os troncos analógicos e digitais pela comunicação via IP. 38 Tráfego de voz sobre uma rede IP corporativa – neste caso existe a substituição de to- dos os canais de voz e linhas de dados roteando todo o tráfego para a rede IP corporati - va. Mesmo estando uma empresa ligada via rede corporativa deve-se lembrar que as li- nhas normais de telefonia deverão ser mantidas pois: - Ainda existirão chamadas não corporativas via RTPC; - Em caso de falha na rede de voz IP ainda se mantém a comunicação; - Em caso de excesso de tráfego na rede corporativa existe um meio de comunicação alternativo;] Normalmente o acesso a rede corporativa é feita utilizando um código especifico de acesso ao ponto que se deseja, em alguns casos a própria rede consegue fazer esse con- trole para melhor controle do tráfego telefônico e também oferece um bom controle nos custos de telefonia. Para este tipo de solução existe a necessidade da tradução dos nú- meros telefônicos em endereços IP, isto é feito pelo GateKeeper. 39 Serviço Público de voz de longa distância – a figura abaixo ilustra uma rede IP para serviços públicos que é utilizada para rotear simultaneamente o tráfego de voz e dados. O backbone da rede deverá ser privado e gerenciável, de modo a permitir que se alcance a QoS desejada, e como alternativa poderá se basear em outra tecnologia de comutação de pacotes (Frame Relay, ATM). A rigor, podermos admitir que uma nuvem IP, ou, IP sobre alguma coisa, poderá conectar quaisquer dois pontos dentro da área de cobertura do pro- vedor de serviço de telecomunicações, ou Internet. 40 4.5 CARACTERÍSTICAS VOIP Qualidade dos Serviços Há dois fatores principais que contribuem para a qualidade dos serviços: qualidade da voz e tempo de latência. A qualidade da voz tem melhorado extremamente nas ver- sões mais recentes da tecnologia, que antes eram caracterizadas por distorções e ruptu- ras na fala. Tecnologias aprimoradas de codificação da voz e reconstrução de pacotes perdidos geraram produtos onde a fala é de fácil compreensão. A latência afeta o ritmo da conversação. O ser humano pode tolerar períodos de la- tência de aproximadamente 250ms antesque tenha um efeito perceptível. Os produtos de telefonia IP atuais excedem esta latência, assim a maioria das conexões soam como as conexões tradicionais via satélite. No entanto, a latência continuará diminuindo devido a três fatores: - melhoramentos nos gateways para reduzir a latência; - distribuição sobre redes privativas: desdobrando gateways em redes priva- tivas, as organizações e os fornecedores de serviço podem controlar a utiliza- ção da largura de banda e, consequentemente, diminuir a latência; - desenvolvimento da Internet: a Internet, originalmente, não foi projetada para comunicações em tempo real. A evolução natural da rede mundial permitiu a alocação de larguras de banda para a transmissão de informações de tempo real; A qualidade das conversações também é influenciada pela qualidade dos protoco- los que rodam abaixo do IP. Rede baseadas em IP geralmente não possuem níveis de performance confiáveis, conhecidos como classe de serviços confiáveis. Provém um ser- viço sem conexão onde cada pacote pode ser roteado entre dois pontos por diferentes ca- minhos. Em contraste, tecnologias orientadas à conexão tais como Frame Relay e ATM sempre fazem o roteamento de pacotes entre dois pontos através da mesma rota, conhe- cida como circuito virtual, o qual, com controles, pode garantir um serviço confiável. Protocolo de Controle da Chamada Os primeiros produtos de telefonia IP utilizaram protocolos proprietários para con- trole da chamada telefônica. A especificação ITU H.323, posteriormente, surgiu como o padrão ITU-T para protocolos de controle de chamada. Esta especificação define padrões de pacotes para terminais, equipamentos de serviços para comunicações multimídia so- bre redes ligadas a sistemas conectados a redes telefônicas como RDSI. Entretanto, como o padrão de fato acabou se tornando o protocolo SIP, mas sim- ples, leve, e adequado ás necessidades da realidade atual da internet em geral e do mun- do VoIP em particular. 41 Codificadores de Voz (CODEC) Alguns requisitos para os codificadores de voz incluem: pequena largura de banda (8 Kbps ou menos); alta fidelidade de voz; baixa latência; habilidade de reconstruir pacotes perdidos; Na transmissão em tempo real, dependendo da qualidade da rede, mais de 30% dos pacotes são perdidos ou têm atraso (em aplicações de tempo real ambos são equiva- lentes). Aplicações de telefonia IP necessitam recuperar pacotes perdidos e efetivamente reconstruir os dados perdidos. A complexidade destes algoritmos de codificação tem um grande impacto, pois a alta complexidade aumenta os custos. Entre os CODECs mais utilizados, podemos citar: G.711 Padrão do ITU (International Telecommunication Union) para codec funda- mental de áudio usado em telefonia digital, estando intimamente relacionado ao padrão PCM. Transmite 8000 amostras por segundo a uma resolução de 8 bits, resultando em 64 kbps. É o codec base para outros padrões de codificação. Não elimi- na o silêncio e as repetições. Este codec de baixa complexidade fornece transmissão digitalizada de voz. Este codec fornece a melhor qualidade de voz e utiliza a maior quantidade de banda de Internet entre os codecs disponíveis. G.723.1 Codec projetado para baixas taxas de bit (não confundir com o G.723). É protegido por patentes e por isso requer licença para uso comercial. Há duas taxas de compressão em que pode operar: 6.3 kbit/s (que usam 24 frames do byte) com algoritmo MPC-MLQ 5.3 kbit/s (que usam 20 frames do byte) com algoritmo ACELP Exige maior processamento em relação ao G.711. G.729ab Algoritmo utilizado para compressão de voz e supressão de silêncio de um sinal digital, que consegue converter um sinal PCM de entrada de 64 kbps em uma saída de 8 kbps. Usa pouca banda e possui uma qualidade de áudio impressionante, usando o CS-ACELP, a despeito do alto consumo de CPU requerido. Entretanto, este codec não pode ser usado sem o pagamento de royalties. Detecção de DTMF Dígitos DTMF (Dual-tone multifrequency) não trafegam muito bem sobre a Internet. A codificação e transmissão via pacotes distorcem e os segmentam, fazendo com que se- jam irreconhecíveis no destino. Os gateways de telefonia IP necessitam detectar os dígi- tos DTMF localmente, suprimir sua transmissão e gerá-los novamente no destino através do protocolo. 42 4.6 INFRA-ESTRUTURA VOIP A rede de comutação de pacotes IP possibilita o transporte e comutação de voz e sinalização. A característica chave é controlar a classe de serviço do IP para garantir uma alta qualidade da voz. Terminais Um terminal é um dispositivo que provê a comunicação (bidirecional em tempo real) de voz, vídeo ou dados, com outro terminal VoIP. Gateways Os gateways são a chave para trazer a telefonia IP ao mercado. Os gateways são pontes de interligação da tradicional rede telefônica pública comutada e a rede Internet. Os gateways oferecem as vantagens da telefonia IP ao terminal mais barato, móvel e fácil de usar: o telefone padrão. Os gateways também resolvem outro problema significativo da telefonia IP: endereçamento. Para endereçar um usuário remoto é necessário saber o en- dereço IP do usuário. Para endereçar um usuário remoto com gateway você só precisa saber o número do telefone do usuário. Conceitualmente os gateways funcionam da seguinte forma: de um lado, o gateway é conectado ao mundo do telefone (RTPC). Ele pode comunicar-se com qualquer telefone no mundo. Uma linha telefônica é conectada ao gateway nesta extremidade; do outro lado, o gateway é conectado ao mundo Internet. Pode comunicar-se com qualquer computador no mundo. Uma rede de computadores está ligada nesta ex- tremidade; o gateway examina o sinal padrão do telefone, digitaliza-o (se ainda não for digital), comprime-o significativamente, empacota-o no protocolo IP e faz o roteamento para o destino através da Internet (ou intranet); o gateway faz a operação inversa para os pacotes que vem da rede e que vão para o telefone; ambas as operações ocorrem simultaneamente, permitindo uma conversão nos dois sentidos (full-duplex); A partir destas operações básicas podemos chegar a diversas configurações. As li- gações Telefone-PC ou PC-Telefone podem ocorrer através de um gateway. A ligação Telefone-Telefone pode ocorrer através de dois gateways. Para oferecer um serviço de in- terurbano internacional utilizando gateways, por exemplo, o fornecedor do serviço pode instalar um gateway em cada país e utilizar a Internet para realizar a interconexão. Have- ria uma grande redução de custos pois pagaria taxas interurbanas em cada país. 43 5. FAMÍLIA NGC A Família NGC é uma linha de plataformas de comutação digital que utiliza os recursos da tecnologia CTI (Integração Telefone/Computador), para possibilitar soluções avançadas em telecomunicações (comunicação através de voz, fax e dados). A sigla NGC significa Next Generation Communication. Esta linha foi desenvolvida para ser utilizada principalmente em soluções de telefonia cor- porativa (PABX, DAC, URA, VoIP, etc.). As plataformas componentes desta família são as seguintes: NGC Office NGC Corporate / NGC Evolution 44 6. CARACTERÍSTICAS GERAIS PLATAFORMAS NGC Sistema de Comutação Digital CPA-T (Controle por Programa Armazenado - Tempo- ral). Os equipamentos da família NGC são centrais de comutação que, dependendo das configurações de hardware e software, podem assumir diversas soluções como PABX, Call Center e URA. Linhas Analógicas e Digitais. Os equipamentos possuem disponibilidade para conexão com a operadora de tele- fonia através de links digitais (E-1) ou analógicos (2 fios, tipo linha de assinante). Telefonia Computadorizada ( C. T. ). Os equipamentos Dígitro são um exemplo bem evidente de integração entre recur- sos de telefonia e informática (Telemática), possuindo um PC completo inserido em sua estrutura interna. Isto garante mais flexibilidade e facilidade de integração a sistemas e adaptação às necessidades específicas do cliente. Sistema Operacional Unix (Linux).Utilizamos Linux como sistema operacional padrão em nossas plataformas, com um kernel modificado exclusivo Dígitro. Esta opção se encaixa bem nas necessida- des de aplicações em tempo real (caso da telefonia), aproveitando diversas carac- terísticas deste sistema operacional, como: Sistema Aberto; Conectividade; Robusto; Multi-Tarefa; Multi-Usuário; Confiabilidade; Verificação de acesso do usuário. Implementação gradativa de acordo com necessidades do cliente. Os equipamentos foram desenvolvidos de forma a poderem ter uma implementa- ção modular, tanto em termos de capacidade (quantidade de recursos) quanto em funcionalidade (soluções disponíveis). Possibilidade de Comunicação via TCP/IP. Toda comunicação via rede com a plataforma Dígitro utiliza TCP/IP como protocolo padrão, que é o protocolo de rede da internet e o mais utilizado em redes locais de computadores. 45 7. DIAGRAMA DO NGC GENÉRICO Alguns recursos disponíveis internamente: Ramais analógicos: são os ramais "normais", isto é, cuja interligação com a central se dá através de uma interface analógica a dois fios. Tipo de ramal mais comum nos sis- temas de telefonia em geral, trata-se da forma mais simples, fácil e barata de colocar um ramal na empresa. Ramais digitais: também chamado de "ramal executivo", consiste em um ramal cuja in- terface digital com a central permite a implementação de funções adicionais (como te- clas para acesso e supervisão de ramais e troncos, display, etc.). Trata-se de uma so- lução proprietária, isto é, o ramal digital da Dígitro só funciona com plataformas Dígitro. Ramais de fax: consistem em transformar a plataforma em um servidor de fax, através de ramais virtuais que permitam a um usuário em rede enviar (através de uma impres- sora virtual de rede) e receber (através de e-mail) faxes. Pela gradativa substituição do fax por outros meios, esta solução está se tornando menos comum e direcionada a cli - entes específicos. 46 8. NGC OFFICE 8.1 DIAGRAMA EM BLOCOS Exemplo de diagrama de utilização: 47 8.2 CARTÕES DO NGC OFFICE CARTÃO DTCV É o principal cartão da plataforma NGC Office com função de gateway, tendo a função de matriz TDM do sistema. Possui os circuitos necessários para a troca de sinalização, circuitos para vocalização de mensagens, troncos digitais E1, roteamento de voz/dados e matriz de comutação/sincro- nismo - esta última trata-se de uma matriz digital com acessibilidade plena, sem bloca- gem, formada por 32 vias de 8 Mbps, o que significa um total de 4.096 pontos de matriz. Principais Funções Matriz de comutação; Interface com troncos digitais E1; Circuitos com filtros para troca de sinalização; Circuitos para vocalização de mensagens; Comunicação com CPU, através de interface ethernet; Comunicação com os cartões de ramais e troncos; Circuitos para roteamento de voz e dados; Circuitos para codificação/decodificação de voip; Comunicação com rede corporativa. DSLT-01 O cartão DSLT possui os slots para alimentação e interconexão entre a DTCV e os demais cartões. 48 9. NGC CORPORATE 9.1 DIAGRAMA EM BLOCOS Exemplo de diagrama de utilização: 49 9.2 CARTÕES DO NGC CORPORATE CARTÃO DTCV É o principal cartão da plataforma NGC Office com função de gateway, tendo a função de matriz TDM do sistema. Possui os circuitos necessários para a troca de sinalização, circuitos para vocalização de mensagens, troncos digitais E1, roteamento de voz/dados e matriz de comutação/sincro- nismo - esta última trata-se de uma matriz digital com acessibilidade plena, sem bloca- gem, formada por 32 vias de 8 Mbps, o que significa um total de 4.096 pontos de matriz. Principais Funções Matriz de comutação; Interface com troncos digitais E1; Circuitos com filtros para troca de sinalização; Circuitos para vocalização de mensagens; Comunicação com CPU, através de interface ethernet; Comunicação com os cartões de ramais e troncos; Circuitos para roteamento de voz e dados; Circuitos para codificação/decodificação de voip; Comunicação com rede corporativa. DSLT-01 O cartão DSLT possui os slots para alimentação e interconexão entre a DTCV e os demais cartões. 50 DRAL-03 O cartão DRAL possui os circuitos para ramais analógicos com modularidade 24/48 ra- mais. DITA-03 O cartão DITA possui os circuitos para troncos analógicos com modularidade para 08/16/27 troncos. 51 DPMB-02 O cartão DPMB possui 8 slots para conexão de outros cartões Dígitro (DRAL/DRAD/DITA), porém no NGC Corporate só estão disponíveis 4 slots. 9.3 PRINCIPAIS CAPACIDADES DO NGC CORPORATE Entroncamento Analógico até 108 Troncos Entroncamento Digital até 04 Links E-1 = 120 Troncos Digitais Bidirecionais Ramais Analógicos até 192 (Telefone Comum) 52 10. ITENS COMPLEMENTARES 10.1 PAINEL FRONTAL Cartão DPFR O cartão DPFR possui os Leds para verificação do status do equipamento e sinalização. Leds do painel frontal O painel frontal das plataformas NGC possui 2 grupos de Leds, que representam 2 siste - mas: Grupo 1 - Sistema de Telefonia (SWITCH): 4 leds (READY, SYS, TL/EL e E1); Grupo 2 – Não utilizado no projeto CITEx. 53 Sistema Telefonia – SWITCH Através deste grupo de leds podemos obter informações dos circuitos E1, DSP de Filtros, DSP de Voz, DSP de Sinalização, Ramais/Troncos Analógicos. Os alarmes são representados pelos leds: READY - SYS - TL/EL - E1: Tabela de estados dos Leds do Grupo 1 - Sistema Telefonia (SWITCH): Led / Função Cor Estado Função READY: Estado do Siste- ma ATIVO/INATIVO Verde Desligado Sistema Inativo Ligado Sistema Ativo Piscando Inválido SYS: Alarmes de Proces- sos do Sistema Verme- lho Desligado Normal Ligado Com alarme Piscando Inválido TL/EL: Alarmes de Ra- mais e ou Troncos Verme- lho Desligado Normal sem alarme Ligado Defeito no cartão de ramais ou tron- cos Piscando Inválido E1: Alarmes nos Links E1 Verme- lho Desligado Normal sem alarme Ligado Defeito nos Links E1 Piscando Inválido Outros leds O LED PWR indica alimentação elétrica: Led / Função Cor Estado Função PWR Verde Desligado NGC desligado Ligado NGC ligado Piscando Inválido 54 10.2 PINAGEM DOS CARTÕES PARA O NGC CORPORATE E NGC EVOLUTION Cartão DRAL-03 55 CN1 32 1 Cartão DITA-03 56 CN1 32 1 10.3 ADAPTADOR BNC / RJ-45 (8P8C) 57 11. BIBLIOGRAFIA ADICIONAL TELESP - “Básico de Telefonia para Técnicos de Comutação Pública”. TELEBRÁS - “Básico de Sinalização por Canal Comum” TELESC - “Básico de Sistemas de Telecomunicações” TELESP - “Básico de Centrais Digitais” TELESP - Compilação de material de cursos diversos. TELESC - “Telefonia Celular”. TELEBRAS - “Básico de Telefonia Móvel Celular”. MEGRICH, A. - “Telefonia Básica” LATHI, B., P.: “ Sistemas de Comunicação” - 1987 - Editora Guanabara S.A. WILLIAM, Evandro, Hélio : “Fibras Ópticas” - 1991 - Editora Makron, McGraw-Hill WIRTH, Almir Lima Jr. : “ Fibras Óticas” - 1994 - Editora Hermus. NOTHERN TELECOM - “Synchronous Transmission Systems”. MICROLEGEND - “SS7 Tutorial” 58 1. INTRODUÇÃO A TELEFONIA 1.1 Ligação Ponto a Ponto 1.2 Ligação Comutada 1.3 Ligações entre Centrais 2. TELEFONIA DIGITAL 2.1 Introdução 2.2 Sinalização de linha entre Centrais 2.3 Sinalização entre Registradores 2.4 Introdução a Multiplexação 2.5 PCM - Princípios Gerais 2.6 PCM DE 1ª ORDEM - EQUIPAMENTO TERMINAL 3. SINALIZAÇÃO POR CANAL COMUM 3.1 O Problema da Sinalização por Canal Associado 3.2 Sinalização por Canal Comum SCC No 7 3.3 Rede Digital de Serviços Integrados (RDSI / ISDN) 4. CONVERGÊNCIA 4.1 Arquitetura PC a PC 4.2 Arquitetura com gateway 4.3 Arquiteturas híbridas 4.4 Onde aplicar o VoIP 4.5 Características VoIP 4.6 Infra-estrutura VoIP 5. Família NGC 6. Características gerais plataformas NGC 7. Diagrama do NGC Genérico 8. NGC OFFICE 8.1 Diagrama em blocos 8.2 Cartões do NGC Office 9. NGC CORPORATE 9.1 Diagrama em blocos 9.2 Cartões do NGC Corporate 9.3 Principais Capacidades do NGCCorporate 10. Itens Complementares 10.1 Painel Frontal 10.2 Pinagem dos cartões para o NGC Corporate e NGC Evolution 10.3 Adaptador BNC / RJ-45 (8P8C) 11. Bibliografia adicional
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