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PEDRO DE ALCÂNTARA NETO - TELEFONIA ESTAÇÃO COMUTADORA

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Academic year: 2021

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CAPÍTULO

OITAVO

ESTAÇÃO COMUTADORA – (SWITCHING CENTER)

O sistema de telefonia público mundial é notável em virtude da variedade de equipamento usada em sua construção.

O propósito das telecomunicações é prover os meios para passar informação de qualquer dispositivo terminal para qualquer outro dispositivo terminal selecionado pelo originador. Três componentes são necessários para tais sistemas:

1. Terminais: são entradas ou saídas onde se introduzem os transdutores. Eles convertem a informação em um sinal elétrico para transmitir e convertem o sinal elétrico em uma forma utilizável no receptor (voz, dados, imagem). Uma função adicional de um terminal é gerar e transmitir sinais de controle para indicar os requisitos de destino do sinal de informação.

2. Links de transmissão: transporta as informações e sinais de controle entre os terminais e as centrais telefônicas.

3. Central telefônica (switching center): recebe os sinais de controle e encaminha a informação para o destino desejado.

SISTEMAS CENTRALIZADOS

Um modo simples de estruturar uma rede comutadora é prover cada terminal com uma ligação de transmissão direta a todo outro terminal, como mostrado na figura. Cada terminal possui um enlace para conectar-se a outro. Para um arranjo de N terminais, precisamos de um total de ½ N(N - 1) ligações.

Uma alternativa para diminuir estas N ligações individuais é prover uma ligação por terminal e organizar que todos os outros dotar os terminais de acesso a um sistema de enlaces centralizado, como um barramento, conforme mostrado figura ao lado. Isto simplifica o equipamento terminal porque remove a necessidade de ter uma conexão, uma de entrada e outra de saída, para cada terminal do sistema. Com este arranjo cada terminal possui uma única conexão com o sistema centralizado. Uma chamada é enviada através do M enlaces internos e é recebido pelo terminal recebedor. O sinal de chamada informa ao terminal chamado (ou seu usuário) de que há uma chamada entrante. O reconhecimento do sinal de chamada e as operações de comutação podem ser executados automaticamente através de controladores de terminais.

AS TÉCNICAS DE COMUTAÇÃO

A principal função das centrais telefônicas é conectar um circuito de entrada a um circuito de saída de tal modo que os sinais conduzidos pelo primeiro sejam transmitidos ao segundo através do bloco funcional chamado rede de comutação. O número de circuitos a interconectar pode variar de algumas centenas a várias dezenas de milhares, apresentando-se em geral de modo uniforme para acesso a rede de comutação, graças aos órgãos de adaptação eventuais seja sob forma de linhas ou circuitos individuais seja

sob a forma de um multiplex digital. Existem duas grandes classes de técnicas de comutação: a técnica eletrônica espacial e a técnica eletrônica temporal, sendo a técnica temporal derivada da técnica de issão digital. transm Digital switching network main control central control switch adapter remote control 123 456 789 *8#

Estagio de linha remoto

line circuit switching network PCM switch adapter

(2)

A COMUTAÇÃO ELETRÔNICA ESPACIAL

princípio da comutação espacial consiste em estabelecer fisicamente um caminho contínuo entre a linha

Assim que o caminho contínuo estiver

omutação a serem utilizados

comutação estão livres para permitir o estabelecimento do caminho

e matriz de pontos de comutação) de modo que cada linha pode ser conectada a

semelhante à comutação eletromecânica crossbar /

A

vias multiplexadas no tempo. As linhas de entrada e saída terconectadas a uma rede de comutação temporal não são, portanto linhas individuais como na

issão com divisão em tempo. Trata-se de transferir uma dada posição temporal de um

necessária fazendo os sinais transportados pelo canal de entrada estacionarem um certo tempo em uma memória temporária.

O

de entrada e a linha de saída. Este caminho é obtido conectando-se ponta a ponta e por partes, um certo número de elementos de vias,elementos estes tidos como "malhas". Isto é feito através de pontos de comutação, de estágios com ou sem bloqueio. Esta técnica é, portanto muito próxima daquela utilizada em comutação eletromecânica, pois os pontos de comutação são contatos metálicos de relês "reed" ou microseletores, porém com ambiente totalmente digital.

Central telefônica Unidade de Controle Unidade de comutação

estabelecido é permitida a passagem direta dos sinais da linha de entrada para a linha de saída. Este caminho é destinado a uma única comunicação durante toda sua duração. A cada instante são estabelecidas um grande número destas ligações simultaneamente através da rede de comutação (em média este número é igual ao número de erlangs escoados pela rede).

A função que consiste em identificar os pontos de c

para estabelecer um caminho contínuo entre dois pontos dados, sem interferir com as conexões já estabelecidas, se chama teste de via. Este teste supõe que existe um meio de saber que pontos de

contínuo ou via desejada.

Na comutação espacial, os pontos de comutação estão dispostos como as linhas e colunas de uma tabela (chamada por esta razão d

cada coluna pela operação do ponto de co mutação que lhe é comum. As diversas matrizes são arranjadas em estágios sucessivos e as matrizes dos estágios adjacentes são conectadas entre si através de enlaces. Dentre as regras de interconexão de matrizes adjacentes através de enlaces, utilizamos em geral uma graduação de modo a assegurar a maior acessibilidade possível. Numa rede de comutação bem projetada existe uma grande quantidade de vias possíveis entre dois pontos extremos, de modo que mesmo quando vários pontos de conexão já estão ocupados, a probabilidade de bloqueio seja a menor possível.

Pelo princípio utilizado na rede de comutação, a comutação eletrônica espacial é muito

crosspoint, diferindo pela natureza dos seletores utilizados para o feitio das matrizes (em geral menores que os utilizados nas matrizes crossbar / crosspoint clássicas) e pelo arranjo dos estágios (em geral mais numerosos e utilizando graduações regulares e mais ordenadas).

TEMPORAL A COMUTAÇÃO ELETRÔNIC

A comutação temporal é realizada através de in

comutação espacial, e sim linhas multiplex comuns com trinta canais,onde cada um dos canais ocupa uma posição de duração fixa (3,9 microssegundos) dentro de um quadro multiplex periódico de 125 microssegundos.

O problema da comutação temporal consiste em interconectar dois canais que se encontram dentro dos multiplex de transm

multiplex de saída às informações transportadas por uma dada posição temporal de um multiplex de entrada que corresponde a um circuito de entrada. Como não existe nenhuma relação entre as posições temporais dos multiplex de entrada e saída (que alias não precisam entrar necessariamente em sincronismo) não é suficiente, por exemplo, através de uma porta lógica, colocar os dois multiplex em comunicação por 3,9 microssegundos, deve-se primeiramente efetuar uma defasagem correspondente a diferença de instante da aparição dos dois canais sobre os respectivos multiplex de transmissão.

O principio da comutação temporal combina sucessivamente dois tipos de operações: 1. Uma troca de posição temporal (operação do tipo T) que realiza a defasagem

Sinalização de entrada Processamento Sinalização de saida Transmissão Identificação Registro Ligação Recepção Analise Seleção de linha ou junção de saida Seleção de ligação interna

(3)

2. Uma comutação espacial (operação do tipo S) que se obtém com a utilização de portas lógicas que permitem a transferência dos sinais do canal de entrada para o órgão encarregado de reconstruir o multiplex de transmissão de saída. Estas portas lógicas são os pontos de comutação (no sentido de

Uma ce

estágios sucessivos. Simbolicamente caracteriza-se a estrutura das redes de comutação temporais pelas iglas dos estágios, tais como T, TS, TST, STS, TSST, TSSST, SSTSS.

mente ao ritmo do multiplex. Os

Distribuidor geral – DG; Gera CC; e alternada – USCA; GMG; la strutra utilizada. Todo nosso foco, neste capítulo, será no equipamento comutador. Quanto aos equipamentos de operação e manutenção serão tratados no capítulo de Gerencia integrada de

CENTRAL LOCAL

uma central de comutação à qual se ligam linhas de rsa somente tráfego de assinantes.

ENTRAL TRÂNSITO LOCAL OU TANDEN

uma central de comutação à qual se ligam centrais locais.

ENTRAL TRÂNSITO INTERURBANO

uma central de comutação à qual se ligam centrais trânsito local ou centrais comutação espacial), mas comandadas dinamicamente com uma cadencia igual a dos multiplex internos.

ntral automática temporal de grande porte pode combinar estes dois tipos de operação em vários s

Os componentes dos estágios T são memórias temporais onde são armazenados por um curto espaço de tempo os sinais transportados pelos diversos canais do multiplex. Os componentes dos estágios S são pontos de comutação eletrônicos cuja operação é comandada periodica

instantes de funcionamento destes diversos componentes (leitura e escrita de uma determinada palavra de memória, operação simultânea de uma seqüência de pontos de comutação dinâmicos) são definidos em função da comunicação a estabelecer e registrados em uma ou várias memórias de controle. Estas memórias são lidas periodicamente ao ritmo dos multiplex internos, dão os endereços dos órgãos a serem comandados a cada instante e gerenciam, portanto o funcionamento periódico da rede de comutação temporal que assegura a comunicação entre o canal de entrada e o canal de saída. Modificando-se o conteúdo das memórias de controle, as conexões através da rede são estabelecidas ou interrompidas.

ARQUITETURA DE UMA CENTRAL TELEFONICA

Equipamento comutador

O&M

Compõe uma central telefônica genérica:

1.

2. Equipamento comutador;

. Equipamento de operação e manutenção;

3

4. dores de freqüências;

5. Baterias;

6. Retificadores – RET;

7. Unidade censora de corrente contínua – US

8. Unidade censora de corrent

9. Grupo motor gerador –

10. Subestação – SE; 11. Ar-condicionador;

Obs: Recomenda-se rever o capítulo sexto para maiores esc recimentos sobre a infrae

rede.

CLASSIFICAÇÃO DAS CENTRAIS TELEFÔNICAS

É assinantes, isto é, cu C É C É locais. O&M Equipamento de ; -Alarme; -Supervisão; -Controle estatisticos; -Grau de serviço; -Testes; -Tarifação; -Observação de tráfego; -Etc. Assinantes 123 456 789 *8# Troncos D G V e r t i c a l D G H o r i z o n t a l De/para outras estações Baterias USCC Retif. -48 Vcc Gerador Frequencias Ring = 25 Hz Tom de discar = 425 Hz 380 Vac USCA GMG SE 13.8kv Arcondicionado Workstation Printer Acesso telefonicos C H M

Local Public switch 123 456 789 *8# 123 456 789 *8# 123 456 789 *8# 123 456 789 *8# ELR 123 456 789 *8# 123 456 789 *8# 123 456 789 *8# ELR 123 456 789 *8# 123 456 789 *8# 123 456 789 *8# Local Public switch

123 456 789 *8# 123 456 789 *8# 123 456 789 *8# 123 456 789 *8# Tandem Local 123456789*8# ELR 123456789*8# 123456789*8# 123456789*8# 123456789*8# 123456789*8# Local Public switch 123456789*8# ELR 123456789*8# 123456789*8# 123456789*8# 123456789*8# 123456789*8# Local Public switch

123456789*8# ELR 123456789*8# 123456789*8# 123456789*8# 123456789*8# 123456789*8# Local Public switch

123456789*8# ELR 123456789*8# 123456789*8# 123456789*8# 123456789*8# 123456789*8#

Local Public switch

Tandem Local 123456789*8# ELR 123456789*8#123456789*8# 123456789*8#123456789*8# 123456789*8#

Local Public switch 123456789*8# ELR

123456789*8#

123456789*8#

123456789*8#12 345 678 9*8 #123456789*8# Local Public switch

123456789*8#

ELR123456789*8#123456789*8# 123456789*8# 123456789*8#

123456789*8#

Local Public switch 123456789*8# ELR123456789*8#

123456789*8#

123456789*8#12 345 678 9*8 #123456789*8# Local Public switch

Tandem Local

123456789*8#

ELR123456789*8#123456789*8# 123456789*8#123456789*8#

12 345 678 9*8 #

Local Public switch 123456789*8# ELR123456789*8#123456789*8#

123456789*8#123456789*8# 123456789*8# Local Public switch

123456789*8# ELR123456789*8#123456789*8#

123456789*8# 12 345 678 9*8#12 345 678 9*8 # Local Public switch

123456789*8# ELR123456789*8#123456789*8#

123456789*8#123456789*8# 123456789*8# Local Public switch

Tandem Local 123456789*8# ELR123456789*8# 123456789*8# 123456789*8#123456789*8# 123456789*8# Local Public switch

123456789*8#

ELR 123456789*8#123456789*8#

123456789*8#12 345 678 9*8 #12 345 678 9*8# Local Public switch

123456789*8#

ELR 123456789*8#123456789*8# 12 345 678 9*8 #123456789*8#

123456789*8#

Local Public switch

123456789*8#

ELR 123456789*8#123456789*8#

123456789*8# 12 345 678 9*8 #12 345 678 9*8 # Local Public switch Tandem Local

123456789*8#

ELR123456789*8#123456789*8# 12 345 678 9*8 #123456789*8#

123456789*8#

Local Public switch 123456789*8# ELR123456789*8#123456789*8#

123456789*8#1 234 56789*8# 123456789*8# Local Public switch

123456789*8# ELR123456789*8#

123456789*8#

12 345 678 9*8 #123456789*8#

123456789*8#

Local Public switch 123456789*8# ELR123456789*8#123456789*8#

123456789*8#123456789*8# 123456789*8# Local Public switch

(4)

CLASSIFICAÇÃO DAS CHAMADAS EM UM SISTEMA AUTOMÁTICO CHAMADA LOCAL

É a comunicação telefônica entre dois terminais de assinantes que pertencem a uma mesma área

eográfica. Classificam-se em três tipos:

interligadas diretamente;

entral trânsito-local.

CHAMADA INTERURBANA (IU)

É a comunicação telefônica entre dois assinantes pertencentes a áreas

eográficas distintas. A chamada se g

1. Chamada local em que ambos pertencem a uma mesma central;

2. Chamada local com assinantes pertencentes a centrais distintas

3. Chamada local com assinantes pertencentes a centrais distintas interligadas por uma c

g

processa através da central denominada trânsito interurbana.

Tandem Local

ELR

Local Public switch

123 456 789 *8# 123 456 789 *8# 123 456 789 *8# 123 456 789 *8# ELR

Local Public switch

123 456 789 *8# 123 456 789 *8# 123 456 789 *8# 123 456 789 *8# Tandem Local Transito Estadual Transito Estadual Transito Regional Transito Nacional Transito Regional Transito Internacional Satellite dish Satellite Cabo Submarino agrupamento de centrais agrupamento de terminais agrupamento de tandens agrupamento de estados agrupamento de regiões Satellite dish

(5)

CHAMADA INTERNACIONAL

É a comunicação telefônica entre dois assinantes pertencentes a países distintos.

comutadoras automáticas, para uso particular, que se l através de linhas oncos. Interliga ou não fetuar chamadas intervenç v através da modulação por código de pulsos (PCM). A vantagem da transmissão digita 1. os equipamentos de multiplexagem, compostos basicamente por circuitos lógicos s 2. a forma digital permite uma integração mais fácil de sinais de diferentes esp multiplex, como sinais de voz, dados, vídeo, etc.

s centrais digitais comutam os sinais de voz codificados em digital sem necessidade de efetuar uma ltiplexar os canais temporais, sendo, portanto conectadas iretamente aos multiplex utilizados na rede de transmissão e realizando funções sem equivalentes na

ção da rede e transmissão. Aliás, a distinção que antigamente existia entre comutação e transmissão tende a

CENTRAL PRIVADA DE COMUTAÇÃO TELEFÔNICA (CPCT)

É uma central particular que tem o objetivo de interligar diversos aparelhos telefônicos internos (ramais) utilizados por uma empresa. Essa central pode ou não ter ligação com uma central local.

PABX (Private Automatic Branch

Exchange):

São centrais

interliga a uma central loca

tr

ramais internos bem como um ramal interno pode e externas sem ão de uma operadora.

ertido na forma digital l é dupla:

ão bem mais baratos. écies sobre o mesmo

REDE DE COMUTAÇÃO DIGITAL INTEGRADA

Na transmissão digital o sinal telefônico que é essencialmente analógico, é con

A

conversão digital / analógico intermediária nem mu d

comutação espacial. Em particular, elas deverão comutar os canais destinados aos serviços não telefônicos, que classicamente são separados ao nível de distribuidor e participar da operação e manuten

d

desaparecer e hoje os diversos equipamentos das duas partes empregam as mesmas tecnologias.

(6)

Como nas redes analógicas os níveis hierárquicos de multiplexação estão definidos e são normalizados internacionalmente.

- nível primário com 30 canais de voz (2,048 Mbit/s) - nível secundário com 120 canais de voz (8,4 22 Mbit/s) - nível terciário com 4 80 canais de voz (34,368 Mbit/s) - nível quaternário com 1920 canais de voz (139,264 Mbit/s)

lace digital que compreende os seguintes sistemas:

os terminais de linha

a uma ordem hierárquica superior.

trafego telefônico dos assinantes, modulando sinais de voz, efetuando as conversões elétricas necessárias à troca de les odem realizar também algumas funções de

itos analógicos são adaptadores para poder serir a sinalização por canal associado no

As linhas digitais são terminadas pelos terminais de linha sistemas de comutação não admitem enlaces que não seja devem ser demultiplexados. Em outros casos os enlaces de A unidade de comutação digital é constituída de três partes: A figura representa esquematicamente um en

- os multiplex de canais de voz - as centrais digitais

-

- eventualmente os multiplex digitais para passagem

CONSTITUIÇÃO DE UMA CENTRAL DIGITAL - BLOCOS FUNCIONAIS

À figura representa uma decomposição funcional típica. No caso mais geral, uma central ê conectada a: - linhas de assinantes.

- circuitos interurbanos ou locais, digitais de 2 , 8, 34, 140, .... Mbit/s.

Os estágios de assinantes concentram o digitalmente os

sinalização entre a central e o assinante. E p

comando. Os circu

multiplexados digitalmente. Em certos casos, devem ser utilizados

in

intervalo de tempo 16.

antes de serem conectadas a central. Certos m de 2 Mbit/s e os sistemas de ordem superior

(7)

1. Os terminais digitais que efetuam uma adaptação elétrica do sinal emitido na linha, retransmitindo os sinais digitais recebidos dos diferentes multiplexadores.

2. A rede de comutação propriamente dita, que assegura a conexão entre dois assinantes ou entre um

árias as

E

homó outros órgãos não estão representadas na fig

TD: T T

videntemente esta figura não representa mais do que uma decomposição funcional, e corresponde muito

O COMUTADOR DIGITAL

Tendo surgido após a digitalização da transmissão e com o intuito de facilitar a integração entre esta e a to que ata exclusivamente enlaces PCM,

.

ecebendo um conjunto de enlaces

realização de uma chamada são estabelecidos para a mesma dois relativo a informação transmitida do terminal chamador ao chamado e

Durante a duração da chamada, canais fixos de transmissão e re rminal chamador acontecendo o mesmo com o chamado. Dessa forma o p

terminal chamador como o chamado são definidos durante a comutaç canais nesses enlaces que lhes são associados.

A multiplexaç

ns casos,

em casos em que o número de

s em igitais.

assinante e um circuito, ressaltando-se, porém que a conexão realizada é sempre do tipo a 4 fios, ou seja, os dois sentidos de conversação são transmitidos por dois circuitos distintos.

3. Um relógio, geralmente centralizado, que fornece as freqüências de sincronismo necess diferentes sub-unidades do sistema.

nfim, as unidades de controle e processamento da sinalização não diferem funcionalmente de suas logas da comutação espacial. Suas conexões com os

ura, pois suas disposições variam bastante de um sistema a outro. erminai digital de nível

DL: Terminal digital de linha de nível E

imperfeitamente a estrutura real de hardware e software, sendo as implementações muito variáveis.

comutação, o comutador digital é basicamente um equipamen

tr

conforme mostrado na figura R

PCM de entrada o comutador estabelece as conexões necessárias às chamadas solicitadas, pelo de enlaces PCM de saída. Durante a caminhos no comutador digital, um outra no sentido contrário.

cepção são associados ao te rearranjo espaço-temporal dos conteúdos de seus canais nos canais

onto de vista do comutador, tanto o ão de uma chamada pelos enlaces e ão dos sinais de voz relativos aos vários terminais ligados a central é realizada através de um estágio de interface com os terminais. Esse estágio envolve, em algu

concentração, onde o número de terminais na sua entrada é superior ao número de canais disponíveis na sua saída, como mostra a figura. Tal concentração é dimensionada em função das características de tráfego dos terminais.

Porém, exist

terminais na entrada do estágio de interface nunca deve ser maior do que o número de canais na saída desse estágio. Portanto não haverá concentração. A figura ilustra essa situação.

OS ELEMENTOS BÁSICOS COMUTAÇÃO DIGITAL DAS REDES DE COMUTAÇÃO DIGITAL

Estudaremos agora os elementos básicos das redes de comutação digital, responsáveis pela comutação das palavras PCM, que vem diretamente da linha de transmissão ou de algum órgão que converte os sinais analógico d

(8)

Estas palavras PCM chegam em diferentes intervalos de tempo e geralmente são recolhidas em uma emória (tempo) passam através de uma matriz de pontos de comutação (espaço) e se encaminham

es.

pontos de comutação NxN, onde cada ponto dividual é representado por uma porta lógica.

tos de comutação teremos ma coluna da memória de controle associada, que

. a

este novo intervalo de tempo, um conjunto difere procedimento continuará em ciclos de F passos. O comportamento de divisão de tempo da parte espaci ordem exata de F vezes, se compararmos com a comu

original durante e após a comutação. Há, isto sim, a figura verifica-se que o conteúdo do transferido para o enlace M de saída,

nal A do enlace M de

O estágio S consiste numa matriz espacial, ou seja, num arranj

de vias de entrada (linhas) com outro de vias de saída (colun

conexão deve ser feita de modo que no máximo uma linha seja e é administrada por uma lógica de controle.

ão num comutador espacial as vias

de modo que a cada intervalo de tempo de canal

, igual ao número de

a os canais de cada via que acessa a matriz.

Seja, como exemplo, comutar o canal 0 da via 1 com o da MCR2 o valor 1. Assim, quando a MCR2 for lida na fazendo com que sua entrada de número 1 (via 1) atinj m

novamente para outra memória (tempo).

Este tipo de rede teria uma estrutura TST, mas como já vimos de pendendo do agrupamento feito, poder-se-ia ter estruturas diferent

Analisaremos agora mais detalhadamente como são constituídas a matriz de pontos de comutação e a malha de comutação temporal.

MATRIZ ESPACIAL (S)

A comutação espacial é realizada por uma matriz de in

Para cada coluna de pon u

por sua vez terá tantas palavras quantos forem o número de intervalos de tempo (F). As configurações de F apresentam valores que vão de 32 a 1024. Durante cada intervalo de tempo, cada matriz trabalhará como uma matriz espacial dividida, com total acessibilidade entre os "buses" de entrada e saída. Os pontos de comutação serão controlados por determinadas células da memória de controle memória de controle avançará um passo e, durante nte de pontos de comutação será ativado. Este al, aumenta a utilização dos pontos de comutação da tação normal.

Na passagem de um intervalo de tempo para outro,

O comutador espacial comuta qualquer informação de 8 bits de um enlace de entrada a qualquer enlace de saída sem trocar o intervalo de tempo de canal (ITC).

Portanto, a informação permanece em seu ITC

alteração da sua posição "espacial", isto é, sua atribuição aos diversos enlaces. Nesta

canal A do enlace N de entrada foi mantendo-se o canal. Da mesma forma, o conteúdo do ca

entrada foi transferido para o enlace N de saída, mantendo-se também o canal.

Tal operação é conhecida como o S".

o de nós capazes de conectar um conjunto as). A abertura ou fechamento dos nós de

ligada simultaneamente a uma coluna "Comutador Espacial" e o órgão que a realiza é chamado "Estági

Na sua utilizaç

de entrada e saída correspondem a enlaces PCM que multiplexam 32 canais cada um. O controle do estágio S, deve portanto ser também multiplexado imponha a configuração de fechamento de nós correspondentes às comutações que devem ser realizadas nesse intervalo.

Uma realização bastante simples do estágio S consiste na implementação de cada coluna de nós através de um circuito multiplex digital com uma saída e um número de entradas igual ao número de linhas da matriz, ou seja

enlaces PCM de entrada. Para cada multiplex é necessária uma memória de controle (MCR) que de controle contém tantas posições quantos forem canal 0 da via 2. Para isso, escreve-se na posição 0 posição 0, o seu conteúdo vai endereçar o MUX2 a sua saída (via 2). O endereçamento de leitura das comanda a seqüência de multiplexagem. Cada memóri

(9)

memórias de controle é dado por um contador cíclico de canais, sincronizado de modo a fornecer, a cada intervalo de tempo de canal, a numeração do mesmo dentro do quadro.

tador espacial comuta qualquer

. Portanto, as palavras de código

A MALHA DE COMUTAÇÃO TEMPORAL (T)

A malha de comutação temporal é constituída de memórias inter madas de memórias de conversação, onde as palavras PCM (de 8 bits), associad s a cada circuito de conversação serão

seridas e atrasadas um determinado número de intervalos de tempo. As escritas nas memórias são efetuadas de maneira cíclica, sendo cada amostra memorizada durante um período de 125 microssegundos.

de Conseqüentemente a comutação da via 1 de entrada para a via 2 de saída se dará no MUX2 exatamente durante o intervalo de tempo de canal 0 conforme desejado. Isto se repete a todo quadro, até que a conexão seja desfeita. Deve-se notar que uma estrutura como esta, só se comutam canais do mesmo número.

O comu

palavra de código de 8 bits de uma linha multiplex de entrada a qualquer linha multiplex de saída sem trocar o " time slot" permanecem em seus " time slots" originais durante e após a comutação e, conseqüentemente, não ha retardo. Há, isto sim, a alteração da sua posição "espacial" e, isto e, sua atribuição às diversas linhas multiplex. Para tornar visível o exemplo, representaram-se apenas três linhas multiplex na entrada e na saída da e quatro (no lugar de p. ex. 32) palavras de código por período de 125 microssegundos. Simplificou-se também a matriz de acoplamento, com só uma porta E por ponto de acoplamento. A configuração das portas E liberadas e modificada, de forma síncrona, com cada “time slot". Para cada "time slot" das linhas multiplex de entrada e feita uma interconexão através de uma porta E, isto é, uma porta E é liberada 8000 vezes por segundo para cada interconexão. As portas E são liberadas simultaneamente durante um determinado "time slot. A seqüência correta, na qual determinada porta E deve estar liberada ou bloqueada, e dada por uma memória de controle para cada coluna da matriz (equivalente a cada linha multiplex de saída). Os endereços de controle na memória de controle indicam, por" time slot", a porta E a ser liberada (equivalente a uma determinada linha multiplex de entrada).

mediárias ("buffer") cha a

in

Podem existir vários acessos para escrever na memória e um único reservado a leitura. Todo o conteúdo de uma memória deve ser lido em 125 microssegundos. Para a leitura destas memórias de conversação necessitamos de memória de controle.

A memória de controle de conversação terá tantas células quantos forem os intervalos de tempo e durante cada intervalo de tempo, ela ordenará a leitura de uma célula específica na memória de conversação. Obviamente o atraso efetivo que poderá existir, será a diferença de tempo entre a escrita na memória conversação e a leitura da mesma.

Ê importante ressaltar que as mesmas células de memória serão usadas exclusivamente para uma certa

(10)

üência de comutação esconexão de chamada.

simultâneas na memória de conversação.

o ória de

ra a saída de número n.

na recepção. A conexão é a

fornecido por uma memória de conexão, chamada memória de c um canal de saída, contém o endereço do canal de entrada interlig

memória de conversação deve ser lido

teriormente. A malha de comutação contém então em suas

comandado pela saída

o da tecnologia disponível no momento. As grandes redes, chamada e ficarão ativadas durante todo o tempo que levar esta conexão.

Enquanto as informações na memória de controle não forem alternadas a mesma seq

será ciclicamente executada, quadro por quadro. Os controles regional e central serão os responsáveis pelas alterações das informações nas memórias, nos casos de conexão e d

Apresentaremos agora um exemplo de malha de comutação temporal onde para executar a operação de leitura se decompõe cada intervalo de tempo elementar de 4 microssegundos em n+1 subintervalos de

tempo, To a Tn .

O primeiro destes intervalos de tempo (To) é utilizado para efetuar n escritas Os outros são utilizados nas operações de leitura da seguinte maneira:

1- durante o sub-intervalo de tempo Ti do

intervalo de tempo elementar i, é lido octeto (8 bits) da mem

conversação e encaminhado para a saída nº 1. Este octeto constitui-se então no conteúdo do canal temporal i sobre o

multiplex digital.

2- durante o sub-intervalo de tempo Tn os

8 bits extraídos da memória serão encaminhados pa

Eles constituirão então o conteúdo do canal temporal i sobre o multiplex digital.

Um trem de bits de leitura é associado, portanto, de forma rígida, a um canal digital

caracterizada então pelo endereço de nal digital na recepção. Este endereço é ontrole na qual cada palavra, associada a ado. Esta memória é lida de modo cíclico: as inscrições são feitas pelos processadores de controle da central.

O dispositivo descrito acima permite a construção de uma matriz de comutação sem bloqueio de (32n x 32n) canais. Os limites na capacidade deste gênero de malha de comutação provem da velocidade de funcionamento necessária ao seu funcionamento. O conteúdo da

leitura na memória de conversação, o qual corresponde a um c

em 125 microssegundos, o que permite (8 x 103 x 32n) leituras por segundo. A principio nenhuma restrição existe quanto à cadência de leitura. Entretanto, as memórias a semicondutores utilizadas raramente oferecem mais de um acesso a escrita resultando uma cadência de escrita freqüentemente da mesma ordem de grandeza. Deve-se quando possível utilizar tecnologias de alto nível de integração. O limite atual de operarão está situado em torno de 20 a 40 MHz, o que corresponde na pratica a malhas de comutação de 2048 (4096) canais. De fato, a tendência é de se utilizar, por razões econômicas (densidade de integração, consumo...) componentes da família MOS. A capacidade máxima atual de uma malha de comutação temporal ê da ordem de 500 canais.

Para finalizar, diremos que os 8 bits constituintes de cada palavra são recebidos em série na entrada da rede. A transferência destes octetos, no entanto, será feita em paralelo, em função da velocidade de funcionamento das memórias, tal como vimos an

extremidades, conversores série - paralelo, cujo custo não é desprezível.

A malha de comutação apresenta a forma mais comum de malha de comutação temporal. Diz-se que este tipo de malha é

pois cada palavra da memória de controle está associada rigidamente a um intervalo de tempo de saída determinado. Existem também as malhas de comutação temporal comandada pela entrada . O princípio de comutação é inalterável. Todas as vezes que aparece uma palavra da memória de controle ela é associada a um canal de entrada, e seu conteúdo indica o número do canal de saída a ser conectado.

Diremos, então, que a malha de comutação temporal permite acessibilidade plena, sem bloqueio. A capacidade é funçã

(11)

porém, se constituirão de redes a estágios, com estágios T e S. Ê evidente que as implementações da malha temporal T evoluem com o tempo e com o progresso da tecnologia.

O comutador temporal pode transferir toda informação de 8 bits de um enlace de entrada a qualquer intervalo de tempo de canal de um enlace de saída. Portanto, a informação muda de ITC, porém,

temporal do conteúdo do canal A do enlace

l enlaces costuma ser 32 ou um múltiplo de 32.

as comutações temporais de todos os canais. Durante cada

o controle da comutação.

Técnica de leitura cíclica

CLICA

is de entrada o escritos ciclicamente na memória de

E LEITURA CÍCLICA

nais de saída permanece no mesmo enlace.

Nesta figura é mostrada a comutação de entrada N para o canal B do enlace de saída N e vice-versa. O órgão que realiza esta comutação é chamado “Estágio T”. O Comutador Temporal tem um único enlace os de tempo de canal em cada um desses A utilização de uma memória RAM com um número de posições igual ao número de canais de entrada C permite a introdução dos atrasos necessários

de entrada e um único enlace de saída. O número de interva

intervalo de tempo de canal, dois acessos são feitos na memória, um de escrita do conteúdo do correspondente canal de entrada e um de leitura do conteúdo do correspondente canal de saída. Todos os bits de um mesmo canal de entrada são escritos simultaneamente de modo que o número de bits por posição de memória deve ser igual ao número de bits dos canais PCM. Para isto, previamente a escrita, o sinal digital correspondente ao enlace de entrada deve ser convertido do modo série para o paralelo. Da mesma forma, o conteúdo dos canais de saída é também retirado na forma paralela e deve, se necessário, ser re-convertido para o modo série.

Há necessidade do uso de uma segunda memória RAM para

Existem duas técnicas possíveis para a implementação do Comutador Temporal:

- Técnica de escrita cíclica -

TÉCNICA DE ESCRITA CÍ

Neste caso os conteúdos dos cana sã

comutação sob o endereçamento fornecido por um contador de canal. Conseqüentemente, em cada intervalo de tempo de canal o conteúdo do correspondente canal de saída deve ser procurado na posição de memória de número igual ao do canal de entrada que forneceu tal conteúdo para armazenamento. Para tanto a memória de controle de comutação deve fornecer, a cada intervalo de tempo de canal e como endereçamento de leitura para a memória de comutação, o número do canal de entrada cujo conteúdo deve ser comutado para o correspondente canal de saída. Na figura que ilustra o comutador é destacada a comutação do conteúdo do canal A de entrada para o canal B de saída e vice-versa. Para isso, na posição B da memória de controle é armazenado o endereço A e na posição A é armazenado o endereço B. A memória de controle é lida ciclicamente também sob o controle de um contador de canal de modo que durante os intervalos de tempo de canal A e B fornece respectivamente os endereços de leitura B e A, propiciando as comutações solicitadas.

TÉCNICA D

(12)

são lidos ciclicamente da memória de comutação sob o endereçamento fornecido por um contador de canal.

unicamente quando o estado de comutação do correspondente canal

estágio espacial (S) realiza a comutação de enlaces enquanto que um stágio temporal (T) realiza a comutação de canais. Portanto, é impossível, utilizando unicamente estágios

-versa.

OMUTADOR MTD

ultiplex – emporal - Demultiplex (MTD)

temporal e um conjunto de circuitos demultiplex.

omicamente apenas em casos de número reduzido de

ais. Um conjunto de 8 registradoras série paralelo (S-P) converte o conteúdo

assagem desse

de entrada do comutador. O estágio

cb = número do canal no bus

úmero do canal no enlace Conseqüentemente, em cada intervalo de tempo de canal o conteúdo do correspondente canal de entrada deve ser armazenado na posição de memória de número igual ao do canal de saída para o qual deve ser comutado. Neste caso, a memória de controle de comutação deve fornecer, a cada intervalo de tempo de canal e como endereçamento de escrita para a memória de comutação, o número do canal de saída para o qual dever ser comutado o conteúdo do correspondente canal de entrada.

A memória de controle de comutação, que em ambos os casos é lida ciclicamente, tem seu conteúdo alterado em uma dada posição

controlado é modificado, por exemplo, no início ou fim de uma chamada.

ESTRUTURA MULTI-ESTÁGIO

Conforme visto anteriormente, um e

espaciais ou unicamente estágios temporais, realizar a comutação de canais e também de enlaces.

A figura ilustra a realização das operações de comutação temporal e espacial num único bloco, onde o conteúdo do canal A do enlace N de entrada é comutado para o canal B do enlace M de saída e vice

O comutador, neste caso denominado espaço - temporal, pode ser implementado a partir de estágios S e T. É possível mostrar que uma estrutura TS ou ST com um número de estágio T igual ao número de enlaces de entrada ou saída é sempre bloqueante. Dessa forma, se ao desejar implementar um comutador não bloqueante é necessária a utilização de estruturas com pelo menos 3 estágios. As estruturas mais usadas são as TST, STS, TSSST, SSTSS e TSTST, denominadas estruturas multiestágios.

C

Denomina-se aqui M

T

ao comutador que, tendo vários enlaces de entrada e de saída, realiza as duas funções circuitos multiplex, um estágio Tanto a implementação do comutador MTD como seu software de controle são extremamente simples. No entanto, sua utilização é viável técnica e econ

de comutação espacial e temporal utilizando unicamente um conjunto de

enlaces de entrada e saída.

A figura abaixo ilustra a implementação de um comutador MTD com 8 enlaces de entrada e 8 enlaces de saída, cada qual com 32 can

dos canais dos enlaces de entrada (que é suposto de 8 bits) da forma serial para a paralela. Admite-se também uma defasagem de um período de bit de um enlace para outro de modo que os instantes de término do preenchimento dos respectivos registradores são também defasados no tempo.

No intervalo em que um registrador se encontra preenchido com o conteúdo de um canal e que tem duração de um período de bit, os circuitos multiplex (um para cada bit de canal) habilitam a p

conteúdo, já na forma paralela, para um Bus de Canais a Comutar correspondente a entrada do Comutador Temporal.

O Bus de canais a comutar consiste, portanto, num enlace PCM com 256 canais, ou seja, o total de canais temporal realiza então a comutação temporal dos canais do Bus de Canais a Comutar para os de um Bus de Canais Comutados, também de 256 canais. É importante notar que existe uma relação biunívoca entre o número do canal do Bus de Canais a Comutar e o número do enlace de entrada e do canal dentro do mesmo. A mesma relação existe entre o Bus de Canais Comutados e os enlaces e canais de saída e é a seguinte: ncb = nce x 8 + ne onde: n nce = n Comutador MTD

(13)

ne = número do enlace

Dessa forma, conhecidos os números dos enlaces de entrada e saída e dos canais a serem comutados, os cb dos Buses de Canais a Comutar são calculados e utilizados na memória de controle do estágio T para

e canal. Essa demultiplexação reconstitui os 8 enlaces de

ncb = nce x 8 + ne

ce =15

cb =15x8 + 3

123

nte se observar que a osição de um determinado canal de

2 T.

MUTADOR TEMPORAL-ESPACIAL

riante de alta velocidade de trabalho do comutador temporal. Por ausa da grande velocidade de trabalho, o comutador temporal-espacial pode transferir palavras de código n

realizar uma comutação temporal convencional.

Os canais do Bus de Canais Comutados são demultiplexados seqüencialmente, ainda na forma paralela, sendo necessário um demultiplex para cada bit d

saída que finalmente são re-convertidos do modo paralelo para o serial.

Portanto, para se saber a posição do canal 15 do enlace 3 de entrada no Bus de Canais a Comutar, utilizamos a seguinte equação:

onde: n ne = 3 logo: n ncb = É importa p

um enlace de entrada no Bus de canais a comutar é a mesma no endereço da memória de comutação do Estágio T, ou seja, o conteúdo do 3 da memória de comutação do Estágio

CO

canal 15 do enlace 3 de entrada ficará armazenado no endereço 1

O comutador temporal-espacial é uma va c

de 8 bits das linhas multiplex de entrada a qualquer "time slot” de diversas linhas multiplex de saída. Para tanto, e necessário reunir (multiplexar) as palavras de código das linhas de entrada e levá-las a memória de dados. Isto significa, que na linha entre o multiplexador e a memória de dados ocorre uma taxa de bits muitas vezes maior que a nas linhas de entrada. No exemplo, a taxa de bits entre o multiplexador e a memória de dados e quatro vezes maior que em uma linha multiplex de entrada. Após o processo de comutação, o demultiplexador distribui as palavras de código as 4 linhas de saída da com a taxa de bits original. No mais, o comutador temporal-espacial tem os mesmos princípios de funcionamento que o

Representação Temporal das estruturas dos enlaces de entrada e

íd d "BUSES"

(14)

comutador temporal. Portanto, também aqui toda palavra de código entrante pode ser transferida, sem bloqueio, a qualquer "time slot" das linhas de multiplex de saída (acessibilidade plena).

A figura mostra os símbolos (não normalizados) do comutador temporal - espacial e seus parâmetros. Símbolos do comutador temporal-espacial (não normalizados)

a = quantidade de "time slots" por linha multiplex de entrada. b = quantidade de "time slots" por linha multiplex de saída. m = quantidade de linhas multiplex de entrada.

n = quantidade de linhas multiplex de saída, a e b bem como m

e n podem ser iguais.

ENLACE DIGITAL

Para uma melhor compreensão do que seja um enlace digital, é preciso compreender inicialmente como é constituída uma malha de comutação digital.

Vejamos o caso de uma malha TST. A malha digital que é utilizada em centrais locais tem mais ou menos 16000 posições de múltiplos. Uma malha totalmente ocupada consiste (em termos de hardware) de 32 módulos de comutação temporal (TSM) conectados um a um ao modulo de comutação espacial (SPM) para prover as facilidades de conexão entre os diferentes TSM. A cada TSM podem ser conectados 16 "enlaces digitais" que são numerados de 0 a 15. A malha digital é duplicada por razões de segurança, formando dois planos: Plano A e Plano B. Como vemos na figura a única maneira de se conectar alguma coisa a malha digital, é através de enlaces digitais.

Um enlace digital compõe-se, portanto de dois trens de pulsos: um para o sentido de transmissão e outro para o sentido de recepção. Cada trem de pulsos é composto de 8000 quadros por segundo, cada quadro contendo 32 sub-divisões chamadas de intervalos de tempo. A taxa de transmissão no trem de pulsos é de 2048 Mbit/s. Como dá para perceber um enlace digital deve ser constituído da mesma forma que um terminal PCM de 30/32 canais.

BLOCO DE CONVERSÃO ANALÓGICO / DIGITAL - PCD

Vamos supor que nós temos algum tipo de órgão analógico que deva ser conectado a malha de comutação de grupo. Como vemos os órgãos analógicos não podem ser conectados diretamente a malha digital, e por esta razão é preciso converter os sinais analógicos em sinais digitais. Para isto nós conectamos um PCD, que é um dispositivo de multiplexaçao por código de pulsos.

UNIDADE DE SELEÇÃO DE PLANO E TEMPORIZAÇÃO

A figura mostra que o PCD tem uma unidade especial para servir de interface com a malha digital. Esta unidade é chamada de Unidade de Seleção de Plano e Temporização. Quando o trem de pulsos passa por esta unidade, estabelece-se um enlace digital que pode ser conectado aos dois planos da malha digital exatamente ao mesmo tempo. Os intervalos de tempo são inicialmente armazenados na Unidade de Seleção de Plano e Temporização e a partir do armazenamento nos "buffers" os "intervalos de tempo totais" são temporizados na saída. A freqüência de "clock" é determinada pelo TSM o qual em principio, controla as operações de sincronização para a malha. Como já vimos, a malha de comutação de grupo é duplicada por razões de segurança, ou seja, existem os Planos A e B. Desde que os dois planos trabalhem em condições normais, os intervalos de tempo são enviados em paralelo aos dois planos, onde serão comutados (em paralelo) e daí retornam ao PCD também em paralelo. Após a comutação, o PCD recebe os dois intervalos de tempo que contêm a mesma informação porque são originários da mesma chamada.

Enlaces digitais

Conexão de um órgão analógico a malha de grupo.

(15)

A Unidade de Seleção de Plano e Temporização então selecionará a informação de um dos planos, por exemplo, do Plano A. Entretanto, se o Plano A apresentar defeito então a Unidade de Seleção de Plano e Temporização imediatamente passa a recolher informações do Plano B, evitando problemas na conexão.

MATRIZ DE COMUTAÇÃO

A figura nos mostra uma malha de comutação digital pertencente ao Subsistema de Comutação de Grupo

(GSS). Fazem parte deste sub sistema, os blocos funcionais de comutação de grupo (GS) e de

sincronização da rede (NS).

A rede de comutação de grupo digital ("hardware" do GS) é constituída dos módulos de comutação temporal (TSM), dos módulos de comutação espacial (SPM) e do módulo CLM ("Clock Module).

Uma malha de comutação de grupo digital é uma malha de comutação temporal que trabalha com informações codificadas em PCM. O código PCM utilizado é do tipo padrão do ITU-T, ou seja, com sistema de 30 canais. A conversão dos canais telefônicos de analógico para digital é realizada pela unidade funcional de conversão analógico-digital (PCD) que pertence ao Subsistema de Sinalização e Troncos (TSS). Veremos também mais adiante o Circuito Terminal da Central

(ETC) que também pertence ao TSS e é

utilizado como interface entre os enlaces PCM de entrada e a parte in terna de comutação.

A interface entre o GSS e os outros subsistemas é constituída uma parte de software e outra parte de hardware. A malha de comutação de grupo tem as seguintes funções:

1. Seleção, conexão e desconexão de um circuito de conversação ou sinalização através de si mesma.

2. Supervisão do hardware no subsistema GSS ou periodicamente ou continuamente no caso de processamento de tráfego.

3. Supervisão dos enlaces digitais conectados a malha de comutação.

4. Geração de uma freqüência de "clock" estável (serviço plesiócrona) ou sincronização do "clock" da central para toda a rede (mestre-escravo).

PRINCIPIO DE COMUTAÇÃO TEMPORAL

O principio de comutação temporal está ilustrado na figura ao lado. Vindos do sistema PCM, os intervalos de tempo (time slots) de entrada são armazenados de maneira seqüencial em uma memória de conversação A (SSA, Speech Store A). Assim, o intervalo de tem pode entrada 1 é memorizado no endereço 1 na SSA. Uma nova palavra PCM é memorizada na SSA após 125 microssegundos vindo da mesma conexão PCM de entrada. A memória de controle A (CSA, Control Store A) controla a leitura da SSA, e o intervalo de tempo interno tem o mesmo número nas duas memórias. Portanto, para o intervalo de tempo de entrada nº 5 a ser comutado, nós temos de selecionar um intervalo de tempo interno que esteja livre na CSA. Tanto o intervalo de tempo interno 3 como o 5, estão livres. A CSA indicará então, para Comunicação PCD-TSM-PCD TSS PCM PCM PCM Malha de comutação digital

(16)

cada intervalo de tempo interno, o endereço da SSA a ser lido. Diz-se, portanto que a seqüência de canais PCM de entrada (6, 5, 4, 3, 2,1) foi comutada no tempo (2,..,1,...,4, 3).

O MODULO DE COMUTAÇÃO TEMPORAL – TSM

O modulo de comutação temporal é mostrado na figura abaixo. Ele é composto de duas memórias de conversação e duas memórias de controle. O lado A é utilizado no sentido de entrada enquanto que o lado B é utilizado no sentido de saída. é preciso ressaltar que através da comutação temporal é possível conectar um circuito tronco de saída de uma central a um circuito tronco de entrada em outra central, porém uma conexão telefônica necessita de duas linhas uma em cada direção de conversação, circuitos troncos de saída OTC e circuitos troncos de entrada ITC.

O módulo TSM da figura contém 512 intervalos de tempo internos e portanto podem ser conectadas 512 linhas ao módulo. Como um sistema PCM de 30 canais necessita de 32 canais por quadro, com dois canais reservados para sinalizarão, podemos conectar 16 enlaces PCM, com 32 canais cada ao modulo TSM.

Para estabelecer a primeira conexão mostrada na figura seguinte do OTC nº 3 na central X para o ITC nº 2 na central Y, consideremos que o OTC nº 3 está conectado ao ETC 0 e o ITC nº 2 ao ETC 1.

A informação do OTC nº 3 é armazenada no endereço 3 na memória de conversação A (SSA). O ITC nº 2 utilizou o endereço 34 na SSA, pois o ETC 0 utiliza os endereços 0 - 31. Neste instante procura-se um intervalo de tempo livre na memória de controle A (CSA). No nosso exemplo foi escolhido o intervalo de tempo interno nº 1. Desse modo o endereço 1 da CSA indica o endereço 3 da SSA onde a informação de conversação do OTC nº 3 esta armazenada.

Durante o intervalo de tempo interno nº 1, o conteúdo do endereço 3 da SSA (informação de conversação do OTC nº 3) é colocado no endereço 34 da SSB de onde será lido para ser enviado ao ITC nº 2. A escrita na SSB é controlada pela CSB. Isto significa que durante o intervalo de tempo interno nº 1 na CSB a informação de conversação do OTC nº 3 é transferida para o endereço 34 na SSB. Portanto o nº 34 está escrito no endereço 1 da CSB que corresponde ao intervalo de tempo nº 1. Quando o intervalo de tempo 34 for lido, a informação de conversação do OTC nº 3 é transferida para o ITC nº 2, estabelecendo, portanto a conexão entre as centrais. É necessária outra conexão no outro sentido, isto é, do endereço 34 na SSA onde a informação de conversação do ITC nº 2 está armazenada para o endereço 3 na SSB onde a informação de conversação

para o OTC deve ser armazenada.

Um intervalo de tempo interno livre na CSA e CSB deve ser escolhido. Qualquer um poderia servir, mas por razões práticas utiliza-se o método da antifase.

Neste método, escolhe-se um intervalo de tempo que esteja após 256 outros intervalos de tempo (geralmente o nº de intervalos de tempo internos dividido por dois) para ser utilizado no outro sentido da conversação. Isto implica em que no nosso exemplo seja escolhido o intervalo de tempo nº 257 (256+1). A informação de conversação do ITC nº 2 é transferida do endereço 34 na SSA para a SSB no intervalo de tempo nº 257 conterá o endereço relativo ao intervalo de tempo de salda para o OTC nº 3 na SSB. Portanto no endereço 257 na CSB encontra-se o valor 3, Desta maneira são alcançados os dois sentidos

Principio de funcionament o da malha de

comutação temporal.

Exemplo do estabelecimento de duas conexões utilizando a malha de comutação temporal.

Conexão entre centrais X e Y (Z e W)

(17)

de conversação necessários para estabelecer uma conexão entre as duas centrais. Na figura é mostrada uma outra conexão, entre o OTC nº 30 na central Z e o ITC nº 1 na central W.

A central Z é conectada ao ETC nº 14 e a central W é conectada ao ETC nº 15.

A figura ao lado nos mostra como as memórias CSA e CSB podem ser combinadas para formar uma memória de controle comum (CS). Utilizando o método da antifase o conteúdo da memória de controle CSB é alocado após 256 endereços em comparação com CSA.

A mesma memória de controle pode ser utilizada então para leitura da SSA e para SSB, pois a diferença no endereçamento é pré-definida (256 no nosso caso). Este método simplifica a seleção de via e economiza espaço.

O MODULO DE COMUTAÇÃO ESPACIAL – SPM

Para estabelecer uma conexão entre dois módulos de comutação temporal (TSM's) utiliza-se um módulo de comutação espacial.

A malha espacial se assemelha com uma malha eletromecânica, pois durante um intervalo de tempo interno a informação de conversação é transferida da mesma maneira. No intervalo de tempo seguinte é estabelecida outra conexão e assim por diante. A malha espacial é controlada pela CSC. Na CSC-0 do TSMO para o intervalo de tempo interno 259 o valor 31 indica que o ponto de comutação no SPM será utilizado para estabelecer uma conexão entre as memórias de conversação de entrada (SSA) e saída (SSB). A um módulo de comutação espacial podem ser conectados um número máximo de 32 TSM's, e como cada TSM contém 512 intervalos de tempo internos, utilizando um SPM juntamente com 32 TSM's pode-se alcançar um nº de canais igual a 16.384 (32x512). A figura seguinte apresenta uma conexão entre o OTC nº 3

nº 1,

a a

No nosso

os anteriormente, deve ser estabelecida uma

po nº

ESTÁGIO DE LINHAS (LOCAL / REMOTO)

estágio de linhas possibilita economia global, pois com o (TSM-0) e o ITC nº 5 (TSM-1) através do módulo de comutação espacial (SPM). Selecionando uma via livre (intervalo de tempo livre) em TSM-0 e TSM-1, escolhemos como exemplo o intervalo de tempo interno nº 1.

Na CSAB-0, é escrito um 3 no intervalo de tempo interno referente ao endereço nº 3 na SSA onde a informação de conversação de entrada vinda do OTC nº 3 é memorizada. No TSM-1, a leitura do ponto de comutação do SPM par SSB-1 ocorrera no intervalo de tempo interno nº 1. A informação de conversação é então transferida para o endereço 5 na SSB onde está conectado o ITC nº 5.

O ponto de comutação no SPM é dado pela CSC.

exemplo no intervalo de tempo interno nº 1 o ponto de comutação é indicado, pelo endereço 1 da CSC-1, como sendo 0 (coluna 1).

Como já vim

conexão também para o outro sentido da conversação. Utilizando o método da anti-fase temos que deve ser usado o intervalo de tempo interno nº 257 (1+256). No TSM-0 o ponto de comutação deve ser definido por CSC-0. Desde que o intervalo de tempo interno nº 257 é usado o endereço nº 257 na CSC-0 indicará o ponto de comutação utilizado, sendo no nosso exemplo o ponto de comutação nº 1 na coluna 0.

A leitura deste ponto de comutação no intervalo de tem 257 para a SSB-0 no TSM-0 estabelecerá a conexão desejada entre o ITC nº 5 no TSM-1 e o OTC nº 5 no TSM-0. Desta maneira, portanto, é feita a conexão em ambos os sentidos entre o OTC nº 3 e o ITC nº 5 através da malha de comutação de grupo digital.

O

O

processo de comutação distribuído, o mesmo é instalado no

Memória de conversação CSAB, utilizando o método da

Conexão no SPM controlada pela CSC na direção de saída

Conexão nas duas direções através da malha de comutação degrupo digital.

(18)

centro da demanda evitando que as linhas de assinantes se estendam de uma central até o usuário. Há uma otimização dos custos da rede, pois são substituídas as linhas de acesso por linhas de transmissão digitais.

O estagio de linhas possui um adaptador de sincronismo e temporização para sua conexão com a central mãe, um equipamento PCM para possibilitar a conexão, um processador local escravizado um processador regional instalado na central, que tem por finalidade o controle e comutação dos assinantes, uma pequena matriz de comutação, opcional, para comutar assinantes dentro do próprio estágio de linhas um scaner para fazer varredura nos assinantes visando detectar que retirou o fone do gancho e se conectar a este para troca de informações e o próprio circuito de linha que tem por finalidade a interface do assinante ao equipamento comutador.

INTERFACE DE LINHA DE ASSINANTE

Muitos sistemas de comutação digital privados, locais ou trânsito são planejados para serem insta lados isoladamente ("stand-alone"), sem alteração nas linhas de assinante, terminais de assinante, bem como em equipamentos de transmissão de juntores adjacentes.

Um dos sérios fatores em uma rede de telefone pública convencional é como implementar a assim chamada função "BORSHT".

Este é um problema essencialmente técnico e econômico, que deve ser resolvido no sistema de comutação digital.

FUNÇÃO "BORSHT"

Na comutação digital local, os circuitos de interface de linha de assinante representam grande parte do custo total do sistema. Deste modo, o projeto deve ser cuidadosamente determinado.

Isto esta diretamente relacionado ao problema referente a função "BORSHT", que é a abreviação dos mais importantes pontos para o circuito de linha de assinante ;

Função "BORSHT"

B - Bateria - fornecimento de corrente de conversação . O - Sobre-tensão - proteção contra sobre - tensão. R - Corrente de toque - envio de corrente de toque S - Supervisão - supervisão do estado da linha H - Híbrida - conversão de 2 para 4 fios T - Teste - teste da linha de assinante

Cada função e descrita brevemente a seguir:

BATERIA

Nos sistemas de comutação convencionais com matriz de relê, a corrente de conversação (apro-ximadamente 10-20nA com -48V) e fornecida pelo tradutor, localizado no ponto onde o trafego é concentrado.

Quando o canal de conversação é eletrônico, é impossível passar a corrente de conversação através dele, portanto, um circuito que forneça esta corrente para cada linha de assinante é necessário.

SOBRE-TENSÃO

Os componentes utilizados na comutação convencional são suficientemente resistentes para suportar interferências eletromagnéticas. Todavia, nos circuitos eletrônicos da rede de comutação é difícil obter estas características. Deste modo, eles requerem maior proteção contra tais interferências.

CORRENTE DE TOQUE

O sinal de corrente de toque é geralmente de 120V e 10 (20, 30, 40, etc.)Hz. Isto causa um problema técnico e econômico, similar àqueles já previstos nos dois itens anteriores.

SUPERVISÃO Digital switching network main control central control switch adapter remote control 123 456 789 *8#

Estagio de linha remoto line circuit switching network PCM switch adapter

(19)

Nos sistemas de comutação, convencionais, a detecção de originação da chamada e supervisão de atendimento são executados por relés de linha, fornecidos a cada assinante, e a detecção de desconexão e executada nos tradutores. Todavia, nos sistemas de comutação digital, para possibilitar que tais funções sejam executa das eletronicamente, problemas tais como, corrente apropriada para executar as detecções, eliminar ruídos, etc., devem ser solucionados.

HÍBRIDA

Para executar a comutação temporal a conversão, de 2 para 4 fios para codificar e decodificar o sinal de voz, é necessária. Mas, a inserção da híbrida no canal de conversação afeta as características da transmissão, o que também deve ser solucionado.

TESTE

Nos sistemas de comutação convencionais, os diferentes testes de cada linha de assinante devem ser executados no ponto onde o tráfego é concentrado.

Todavia, no sistema de comutação digital, é impossível executar estes testes do mesmo modo, pois, no canal de conversação digital a necessária continuidade física não existe. Portanto, um circuito que tenha acesso a cada linha de assinante é necessário.

Isto é, faz-se necessário fornecer um elemento para este fim, como por exemplo, um relê de teste para cada linha.

No sistema de comutação digital, para resolver tais problemas, alguns tipos de micro-circuitos híbridos de filme fino foram especialmente desenvolvidos.

Diagrama de circuito de linha:

ESTRUTURAS DE REDES DE COMUTAÇÃO

As propriedades estruturais básicas de uma rede de comutação, a estrutura interna dos nós de comutação e as relações que devem existir entre eles para que comutações telefônicas possam ser realizadas. Serão abordados também os diversos problemas encontrados na implementação de redes espaciais de grande porte. Técnicas digitais envolvendo o domínio do tempo e do espaço para se fazer uma comutação, devem ser usados para minimizar os problemas apresentados por essas redes de grande porte.

Basicamente existem duas estruturas para as redes: as redes interligadas por enlaces e as redes interligadas por malhas.

Redes Interligadas por enlaces

A figura mostra uma rede de comutação distribuída, composta dos nós de comutação 1,2,...N, que estão conectados através dos enlaces L12,L13,...Lij. Os nós de comutação são utilizados para que “chamadas” telefônicas sejam completadas através da rede.

A descrição topológica de uma rede específica indica quais nós estão interligados por enlaces. A rede da figura é inteiramente conectada, pois qualquer nó é alcançado por qualquer outro nó, através de um

2

N

3

1

L23 L12 L3N L1N Demarcação de Fronteira

(20)

caminho independente; portanto não há necessidade da existência de nós tanden para conectar bidirecionalmente dois pontos. Um enlace apresentado na figura pode constituir-se de um feixe de fios, de canais multiplexados por freqüência, ou por canais multiplexados no tempo (enlaces PCM).

Além da descrição topológica de uma rede, deve-se especificar o procedimento de encaminhamento das “chamadas” dentro da rede.

Geograficamente distribuídas, as redes raramente são inteiramente conectadas. Na figura 2a apresenta-se uma rede em que os nós estão conectados a um nó tanden. As conexões entre assinantes de nós diferentes são feitas através do nó tanden.

Essa estrutura apresentada na figura ao lado pode ser ligada topologicamente com outras estruturas desse tipo de diversas maneiras. Uma delas pode ser, por exemplo, concentrar o tráfego através de troncos e nós de comutação tanden. Os nós de comutação tanden se encontram em níveis de comutação mais altos, como pode ser observado na figura. A rede apresentada nessa figura, topologicamente é uma árvore. Quanto os encaminhamento, “chamadas” para serem completadas podem ou não prosseguirem para o segundo nível de comutação. Se os nós do primeiro nível realizam somente a função de central local de assinantes, todas as chamadas para serem completadas de uma área local para outra, devem passar pelo segundo nível de comutação.

Em certos casos há a necessidade de se introduzir enlaces entre nós de um mesmo nível, ou de qualquer outro nível. Esse recurso é usado devido à existência de alto tráfego. Tais enlaces são chamados de enlaces de alto uso e a sua incorporação na topologia da rede introduz rotas alternativas no procedimento de sua operação, para acomodar picos de tráfego e aumentar a confiabilidade do sistema.

REDES INTERLIGADAS POR MALHAS

Nesse tipo de rede são utilizadas malhas para ligar 2 ou mais nós de comutação unidirecionalmente. A figura mostra uma rede contendo as malhas 1Æ2Æ3ÆNÆ1 e 1Æ2ÆNÆ1.

A distinção entre enlace e malha está no tipo de controle adotado nos nós de comutação. Os nós conectados por malha, utilizam um modo de controle que faz com que a malha tenha continuidade ao passar por um nó não selecionado. Portando, os sinais circulam livremente na malha através dos nós.

Quando os sinais de controle selecionam um particular par de nós da malha, é formado um “circuito” a 2 vias entre esses particulares nós, e os nós não selecionados não são afetados.

Normalmente em redes de grande porte, usam-se conexões envolvendo enlaces e malhas.

CHAVES COMUTADORAS ESPACIAIS

A mais simples estrutura interna para conectar caminhos nos nós que compõem uma rede, é um grupo de chaves binárias, distribuídas espacialmente como uma matriz quadrada figura.

Nessa matriz as entradas são representadas horizontalmente e as saídas verticalmente. Assumindo transmissão a 2 vias, cada via requer uma entrada e uma saída da matriz. Portanto, na figura, a entrada “L1” é associadas a saída “L1”. Tal par de entradas e saída associado com uma outra matriz de uma outra central, constitui um meio de ligação para o enlace que liga essas duas centrais.

Como exemplo, suponha que um assinante colocado em “L1” é conectado a um assinante colocado em “L2” através dessa matriz quadrada. Quando o assinante colocado em “L1” fala, a sua voz é transmitida pela entrada horizontal “L1” e, através da matriz, alcança a saída vertical “L2”. O assinante colocado em “L2”, por

(a) Rede em Estrela (b Con) exão em Redes em Estrela

Sw

Nó de Comutação TANDEM Troncos 2o Nível de Comutação 1o Nível de Comutação

Sw

|

|

|

|

|

| |

|

Sw

|

|

|

|

Sw

| | |

|

Sw

2

N

3

1

n x k

n

k

L1 L1 L2 L3 L4 LN L2 L3 L4 LN E n t r a d a Saída Representação de uma matriz comutadora retangular

Referências

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