Almont grupo

TT089 - Comutação em Telecomunicações
aula 1- Conceitos básicos
Luis Fernando de Avila
1
• Breve historia da Telefonia
• Noções de acústica. Características do sinal de
voz
• Noções sobre codificação de voz
• Distorções no Sistema telefônico
• O aparelho telefônico
2
Breve historia da Telefonia
• Origens a partir da desenvolvimento da eletricidade
e do eletromagnetismo;
• Quatro inventores, em três países diferentes,
disputam o cobiçado título de "pai do telefone".
apesar de Alexander Graham Bell ser
tradicionalmente creditado como o "vencedor" da
corrida pela invenção do telefone, marco do final do
século XIX, Johann Philipp Reis, Antonio Meucci e
Elisha Gray também criaram aparelhos com
semelhante finalidade.
3
Alexander Graham Bell
Johann Phillip Reis filho
Elisha Gray
Antônio Meucci
4
Desenvolvimentos pós
eletromagnetismo
•
•
•
•
•
•
•
Telégrafo em 1837
Fax em 1843
Aparelho de música com fiação 1860
Telefone (Bell 1876?? Ou Antonio Meucci 1860?)
Telégrafo harmônico 1874
1877 foi fundada a AT&T
Bell foi a primeira pessoa a desenvolver métodos
para reproduzir sons
5
A telefonia no Brasil
• Entre os primeiros países do mundo a ter telefone em funcionamento
• Com o fato de Graham Bell obter a patente o mesmo começou a
demonstrar sua invenção ao mundo, na exposição de Filadélfia apresentou
o telefone ao imperador do Brasil Dom Pedro II que ao ver
ofuncionamento do telefone exclamou “ Meu Deus isto fala” e assim
encomendou o primeiro telefone do Brasil no ano de 1877 e outros pelo
• mundo.
6
• 1879 um decreto imperial ourtoga a primeira
concessão para a exploração dos serviços no
Brasil.
• E no ano de 1884 é instalado a primeira
estação telefônica do estado de São Paulo na
cidade de Santos
7
• 1892 Ericsson industrializa o primeiro
aparelho telefônico com transmissor e
receptor na mesma peça.
8
• No ano de 1889 quando o empresário dono de uma funerária Almond
Brown Strowger, perceber que estava sendo desfavorecido por
telefonistas, inventou uma Comutadora eletromecânica, que levou seu
nome o Seletor de Strowger e assim eliminou a necessidade da telefonista
em uma estação telefônica.
Almond Brown Strowger
Seletor de Strowger
9
Aparelho telefônico
• Aparelho utilizado para transmitir som a
distância através da conversão de sinais
sonoros em sinais elétricos e composto por:
Microfone para converter a voz em sinais elétricos;
receptor para a função inversa (sinal elétrico em vibrações
acústicas);
O emissor de sinais numéricos (disco ou teclado);
O sinalizador sonoro (campainha).
10
O aparelho telefônico
•
•
•
•
•
•
Solicitação para uso do sistema telefônico
Indicar que o sistema está pronto para uso
Envia o numero do telefone chamado
Indicar o estado da ligação
Ajustar automaticamente a mudança de potência
Sinalizar ao sistema o término de uma ligação
11
Noções de acústica. Características do
sinal de voz
• Ondas sonoras são ondas longitudinais de
compressão e rarefação num gás, ou liquido
ou sólido.
Velocidade do som num gás
v=
γ RT
M
12
Conversão de sinal sonoro em
sinal elétrico
Vibrações sonoras incidem sobre a membrana,
fazendo-a vibrar, diminuindo ou aumentando a
resistência, com uma correspondente oscilação na
corrente no mesmo ritmo das vibrações sonoras.
13
Conversão de sinal sonoro em
sinal elétrico
A pressão acústica ocasiona o movimento da bobina. O
movimento da bobina imersa no campo magnético induz uma
corrente proporcional a esse movimento. Essa corrente é de
pouca intensidade e necessita ser amplificada.
14
Conversão de sinal sonoro em
sinal elétrico
Microfone de Eletreto
O eletreto é um material dielétrico utilizado para armazenar
carga elétrica quase que indefinidamente. Quando o eletreto é
colocado como o dielétrico entre as duas placas de metais,
forma um tipo especial de capacitor.
15
Conversão de sinal elétrico em
sinal sonoro
Receptor Eletromagnético
A corrente elétrica (sinal de voz) varia o fluxo do campo magnético. O fluxo atrai ou
repele o diafragma de ferro que desloca o ar, transformando em um sinal audível.
16
Conversão de sinal elétrico em
sinal sonoro
Receptor Eletrodinâmico
A bobina, ao ser percorrida por uma corrente, gera um campo que interage com aquele
produzido por um ímã permanente, ocasionando uma movimentação do diafragma de
acordo com a intensidade de corrente, transformando em um som audível.
O receptor eletrodinâmico é mais sensível que o eletromagnético, mas este apresenta
maior robustez, uma vez que somente o diafragma se movimenta. O receptor mais
utilizado em aparelhos telefônicos analógicos é o eletromagnético.
17
Transmissão da informação
telefônica
• É bilateral
A
B
Central Telefônica
18
Emissor de sinais numéricos
(teclado)
Dual-Tone Multi-Frequency DTMF
Consiste na soma de duas senóides de frequencias diferentes
Hz
1209
1336
1477
1633
697
1
2
3
A
770
4
5
6
B
852
7
8
9
C
941
*
0
#
D
O tom de discagem final, que é enviado à central, é a
frequência obtida do batimento da frequência alta e baixa
19
Circuito de Campainha ou Ring
• A central telefônica, após identificar o assinante chamado,
deve enviar um sinal e fazer soar a campainha do telefone.
Esse sinal deve ter potência suficiente para avisá-lo da
chamada a uma distância razoável.
• A corrente denominada de corrente de toque é enviada ao
assinante chamado de forma pulsada, de maneira a provocar
um segundo toque de campainha e quatro segundos de
silêncio (1:4s).
20
Dessa forma, todos os circuitos combinados formam o diagrama geral do telefone,
que é indicado na figura abaixo.
21
Sinal Analógico
• Em telefonia, o sinal analógico é uma representação elétrica do
sinal de voz gerado pelo usuário ao falar no telefone.
• A central recebe este sinal elétrico, o qual tem valores altos de
energia que variam aleatoriamente no tempo.
• A central é obrigada a identificar todos os valores desta energia
para poder comutar e encaminhar o sinal ao destino.
• É formado por níveis de tensão que variam, aleatoriamente,
entre 0 V a 48 V (Volts) não sendo possível afirmar qual é o valor
desta energia num determinado momento de tempo.
• As Centrais Telefônicas Analógicas entendem e comutam
somente este tipo de sinal.
22
23
A central telefônica
• Responsável pela comutação de sinais entre os
usuários;
• Antes era feita manualmente por telefonistas;
• Os usuários são conectados temporariamente entre
si;
• Até os anos 70 tínhamos comutação eletromecânica
• A partir dos anos 80 tornou-se totalmente eletrônica
24
Funções da central telefônica
• Receber informações do assinante quanto ao destino
desejado
• Eventualmente passar parte ou total dessas
informações para outras centrais
• Decidir qual é a saída a ser acessada
• Encaminhar certos sinais ao assinante chamador
• Enviar toque de campainha ao assinante chamado
• Alimentar os telefones dos assinantes
• Armazenar ou encaminhar certas informações para
fins de tarifação
25
Tipos de comutação
Manual
Comando direto
Comando central ou comum
Centrais CPA – central por programa
armazendo
• Centrais CPA – T (o sinal telefonico é
amostrado e codificado em 8 bits (PCM)
•
•
•
•
26
Central Telefônica Manual
• O estabelecimento e a interrupção das ligações entre as linhas
de assinantes eram feitos pela intervenção de pessoas
denominadas “operadoras” utilizando equipamentos
chamados “cordões”.
• Possuem um painel frontal onde se localizam um conjunto
sequencial de jaques em paralelo com um conjunto
sequencial de lâmpadas onde cada uma das lâmpadas éasso
ciada a um assinante.
27
ETAPAS PARA REALIZAR UMA
CHAMADA
1. Assinante levanta o fone do gancho
2. Telefonista atende
3. Telefonista ouve (e memoriza) o número do assinante
desejado
4. Telefonista seleciona a posição do assinante desejado
5. Assinante chamado atende
6. Desconexão – reposição dos cordões
28
29
Central Telefônica Automática
• São aquelas em que a comutação anteriormente
feita de forma manual passa a ser feita através de
dispositivos eletromecânicos de forma automática.
30
MOTIVOS DA AUTOMATIZAÇÃO
DAS CENTRAIS TELEFÔNICAS
1. Baixo nível de sigilo na comunicação;
2. Ligações erradas devido distração das telefonistas;
3. Dificuldade de memorização dos números;
4. Dificuldade de tarifação;
5. crescimento no número de usuários.
31
O sistema Strowger de comutação automática
32
Sistema Passo a Passo
• Foi o primeiro sistema automatizado baseado na
invenção de STROWGER e concretizado na primeira
central automática do mundo. Instalada em La Porte,
Indiana, em 1892.
• O disco introduzido em 1896 permitiu uma
simplificação do sistema, bem como a redução de
vários condutores entre o telefone e a central. A
movimentação dos seletores é feita pelos pulsos de
corrente continua gerada pelo disco.
33
• Pré-seletor PS é um seletor rotativo simples, sem seleção
numérica, com a função de dar ao assinante chamador (A) o
acesso ao primeiro assinante (SG). Cada assinante tem um OS
exclusivo. Quando o assinante levanta o fone do gancho,
opera-se o reles de linha que dispara seu PS.
• Os estágios seletores de grupo (SG) tem dois movimentos, o
primeiro de elevação é numérico e acionado por um
algarismo do numero de (B) seu segundo movimento é livre.
• O seletor final (SF) tem seus dois movimentos controlados
numericamente, o primeiro pela dezena e o segundo giro pela
unidade do numero do assinante chamado (B).
• Para permitir muitas chamadas simultâneas cada estágio (SG)
e (SF) possui centenas de setores devidamente agrupados.
34
Sistema Passo a Passo
A Escova encontra e prende o Selector
do Primeiro Grupo que esteja Livre.
A Escova do Selector do Primeiro Grupo
sobe Verticalmente (Primeiro Digito
Marcado) e Gira para ligar a um Selector
do Segundo Grupo que esteja Livre
A Escova do Selector do Segundo Grupo sobe
Verticalmente (Segundo Digito Marcado) e Gira
para se ligar a um Selector Final que esteja
Livre.
A Escova do Selector Final sobe Verticalmente
(do Segundo até ao Último Dígito Marcado) e
Gira (Último Dígito Marcado) para ligar ao
Cliente Chamado.
35
Tipos de centrais
• Central local: conecta os assinantes numa
região
• Central Tandem: conecta centrais locais
• Mistas (local e tandem)
• Central de trânsito (entre cidades estados e
países)
36
Topologia de uma rede telefônica
37
Distorções no Sistema telefônico
•
•
•
•
•
•
•
•
Limitação de pico do sinal
Corte central no sinal
Deslocamento de freqüência
Retardo em sistemas operados por voz – resulta na
omissão da parcela
Defasagem e retardo de transmissão
Eco
Realimentação
Ruído
38
39
40
Comunicação tipo pessoa a pessoa
41
Rede telefônica
42
Composição das redes telefônicas
• Redes de longa distância
• Redes locais
• Enlace do assinante
Comutação é feita por circuitos ou por pacotes
43
Comutação telefônica
44