TT089 - Comutação em Telecomunicaçõesaula 1- Conceitos básicos

Luis Fernando de Avila

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• Breve historia da Telefonia

• Noções de acústica. Características do sinal de voz

• Noções sobre codificação de voz

• Distorções no Sistema telefônico

• O aparelho telefônico

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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.

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Johann Phillip Reis filho

Alexander Graham Bell

Elisha Gray

Antônio Meucci

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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

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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.

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• 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

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• 1892 Ericsson industrializa o primeiro aparelho telefônico com transmissor e receptor na mesma peça.

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• 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.

Seletor de Strowger

Almond Brown Strowger

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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).

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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

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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

RTv

M

γ=

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Conversão de sinal sonoro emsinal 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.

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Conversão de sinal sonoro emsinal elétrico

A pressão acústica ocasiona o movimento da bobina. Omovimento da bobina imersa no campo magnético induz umacorrente proporcional a esse movimento. Essa corrente é depouca intensidade e necessita ser amplificada.

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Conversão de sinal sonoro emsinal elétrico

Microfone de Eletreto

O eletreto é um material dielétrico utilizado para armazenar carga elétrica quase que indefinidamente. Quando o eletreto écolocado como o dielétrico entre as duas placas de metais, forma um tipo especial de capacitor.

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Conversão de sinal elétrico emsinal sonoro

Receptor Eletromagnético

A corrente elétrica (sinal de voz) varia o fluxo do campo magnético. O fluxo atrai ourepele o diafragma de ferro que desloca o ar, transformando em um sinal audível.

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Conversão de sinal elétrico emsinal sonoro

Receptor Eletrodinâmico

A bobina, ao ser percorrida por uma corrente, gera um campo que interage com aqueleproduzido 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 apresentamaior robustez, uma vez que somente o diafragma se movimenta. O receptor mais utilizado em aparelhos telefônicos analógicos é o eletromagnético.

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Transmissão da informação telefônica

• É bilateral

A B

Central Telefônica

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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

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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).

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Dessa forma, todos os circuitos combinados formam o diagrama geral do telefone,que é indicado na figura abaixo.

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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 deenergia que variam aleatoriamente no tempo.

• A central é obrigada a identificar todos os valores desta energiapara 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 valordesta energia num determinado momento de tempo.

• As Centrais Telefônicas Analógicas entendem e comutamsomente este tipo de sinal.

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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

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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

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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)

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Central Telefônica Manual

• O estabelecimento e a interrupção das ligações entre as linhasde assinantes eram feitos pela intervenção de pessoasdenominadas “operadoras” utilizando equipamentoschamados “cordões”.

• Possuem um painel frontal onde se localizam um conjuntosequencial de jaques em paralelo com um conjuntosequencial de lâmpadas onde cada uma das lâmpadas éassociada a um assinante.

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ETAPAS PARA REALIZAR UMA CHAMADA

1. Assinante levanta o fone do gancho2. Telefonista atende3. Telefonista ouve (e memoriza) o número do assinante desejado4. Telefonista seleciona a posição do assinante desejado5. Assinante chamado atende6. Desconexão – reposição dos cordões

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Central Telefônica Automática

• São aquelas em que a comutação anteriormentefeita de forma manual passa a ser feita através dedispositivos eletromecânicos de forma automática.

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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.

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O sistema Strowger de comutação automática

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Sistema Passo a Passo

• Foi o primeiro sistema automatizado baseado nainvenção de STROWGER e concretizado na primeiracentral automática do mundo. Instalada em La Porte,Indiana, em 1892.

• O disco introduzido em 1896 permitiu umasimplificação do sistema, bem como a redução devários condutores entre o telefone e a central. Amovimentação dos seletores é feita pelos pulsos decorrente continua gerada pelo disco.

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• 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.

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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 aoCliente Chamado.

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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)

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Topologia de uma rede telefônica

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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

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Comunicação tipo pessoa a pessoa

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Rede telefônica

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Composição das redes telefônicas

• Redes de longa distância

• Redes locais

• Enlace do assinante

Comutação é feita por circuitos ou por pacotes

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Comutação telefônica

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