A Central TelefnicaJader Lucas Perez, Marcel Pascozi e Walmir SerpaDepartamento de Engenharia Eltrica CCET Universidade Federal do Mato Grosso do Sul

01. Introduo Em qualquer comunicao, para que um usurio se comunique com outro necessrio que algum direcione os dados da comunicao de um para outro terminal. Na telefonia, de inicio, esta operao era realizada por pessoas, geralmente por mulheres, que perguntavam o destino da ligao para o remetente e apenas conectando um cabo de um terminal para outro, transferiam a ligao para outro terminal. Essas, tambm conhecidas como telefonistas, formavam as conhecidas centrais telefnicas. Como qualquer tecnologia visa diminuir custo, trabalho manual e tempo para realizar tarefas, a central telefnica foi estudada e projetada para que fosse automatizada, e ento surgiram as primeiras centrais telefnicas controladas a distancia, que depois passaram de um sistema no manual eletromecnico para digital. Neste ltimo, como todo sistema digital, houve a necessidade de criar regras operacionais e para que a telefonia se expandisse para o mundo, foi necessria a padronizao de regras. 02. Histria das Centrais Telefnicas Depois da inveno da comunicao a distancia, era obvio que mais tarde teria que criar centrais onde haveria o encaminhamento das chamadas, pois se no, teramos que ter uma conexo para cada destinatrio, o que inconcebvel dado que temos muitos contatos. Ento foram criados departamentos que fazia esse direcionamento das ligaes totalmente manual. Como a procura pelo beneficio foi intensa, as centrais necessitavam de mais espaos, funcionrios e equipamentos, e ficou visvel que necessitava de um replanejamento nas centrais para atenderem a demanda, serem mais eficientes no tempo e diminuir o custo. Para isso, em 1879, Thomas e Daniel Connelly, juntamente com Thomas J. McTighe patentearam o primeiro controle a distancia das centrais de comutao telefnica. Foi ento criada a primeira central telefnica na Frana, Paris. No muito depois, D. Pedro II permitiu a instalao de uma destas centrais no Rio de Janeiro e foi ento criada a Telephonica do Brasil, em 15 de novembro de 1879. Cinco anos depois, um sistema semelhante foi criado Ezra Gilliland onde se expandiu o limite de linhas por terminal para 15 linhas. Esses dois sistemas ficou conhecido como Centrais Automticas Passo a Passo que, no entanto, no foram utilizados na rede de telefonia.

O sistema mais eficiente veio de um agente funerrio que desconfiava das telefonistas, conspirando um suborno nas ligaes. Ento com ajuda de um relojoeiro, patenteou em 1891 um sistema que atendia 100 linhas telefnicas. Com esta inveno, Strowger fundou a Automatic Electric Company onde pode vender tecnologia e com isso, em 1892, foi aberta a primeira central telefnica automtica usando esse sistema nos EUA em La Porte, Indiana. Ento mais de 70 centrais como essa foram instaladas nesse pas. Com o desenvolvimento da eletrnica digital, criou-se os CPAs, central de programa armazenado, que so computadores especficos para a funo de interligar destinos com as origens das chamadas, medir os dados transmitidos para tarifao e outros. 03. Gerenciamento As centrais atuais (PCA) podem ser reconfiguradas com algoritmos remotamente quanto a sua logica de comutao, medio e outros diminuindo o tempo de manuteno da central e minimizando a interferncia na qualidade do atendimento. Toda central possui base de dados que so classificadas em nveis de armazenamento: primrio, central e memria de massa onde o primeiro fica os elementos relacionados ao submdulo controlado, o segundo pelos controladores centrais de supervisionamento, e por ultimo os dados de tarifao e logs de falhas. Nesse segundo, onde modificamos a lgica de comutao, cobrana e servios. No terceiros so os dados usados pelo programa da segunda memoria. E o primeiro o mdulo bsico ou processador dedicado que possui operaes de baixo nvel. Durante a chamada, os pulsos de tarifao so computados com os dados das tarifas na memoria de massa e so armazenadas na memria RAM (armazenamento central). Ao trmino da chamada, os dados da tarifao correspondente so transferidos para os contadores centrais (BI-ATX) que supervisionam as tarifaes das chamadas. Para limpar a cache, esses dados so enviados s memrias de massa em frequncia de duas horas. No processamento, as falhas so detectadas pelo controlador de registro de falhas (BI PRF) que supervisiona as falhas de todos os BIs do seu respectivo processador. Em uma deteco, o BI PRF sinaliza ao controlador de alarmes (BI PAL) o erro. BI PAL ento analisa o log, e de acordo com o tipo da falha, envia um resumo de erros aos controladores de terminal alfanumrico (BI ATA) e ao controlador de terminal numrico (BI ATN) para alarmar o operador.

04. Central de Programa Armazenado Tambm conhecidas pela sigla CPA, so computadores dedicados para realizarem todas as tarefas que uma conexo precisa: comutao, gerenciamento e superviso. Por serem eletrnicas, elas oferecem um grande numero de benefcios como: - Flexibilidade de manuteno (reconfigurao da central podendo ser remotamente se for manuteno software); - Facilidades para o usurio (discagem abreviada, transferncia de chamadas, restrio s chamadas, melhor detalhamento na medio e tarifao das ligaes, identificao de chamadas maliciosas); - Facilidades administrativas (controle dos assinantes, mudana no roteamento, dados estatsticos com mais informaes e de acesso rpido e fcil de serem analisados); - Velocidade de efetivar uma ligao (passando de segundos, tempo gasto pelas telefonistas, para a ordem de micro, tempo gasto para um circuito processar uma informao); - Reduo do espao fsico (quando os circuitos de um CPA tm dimenses reduzidas na ordem de caixas de sapatos); - Menos falhas (dado que um sistema digital e se bem programado no apresenta falhas aleatrias); - Potencial para outros servios (transmisso de dados); - Tempo de instalao (como um equipamento eletrnico, no h necessidade de preparo, um grande aumento de espao, mveis e equipamentos necessrios para uma telefonista); - E o principal visado por qualquer empresa: reduo de custo. Nas comutaes de circuitos, eletromecnicas e manuais, um canal de comunicao s poderia ser usado para uma conexo, quanto na comutao de pacotes (utilizada nos CPAs), o canal pode ser compartilhado para varias conexes de comunicao. Uma CPA pode ser comparada a uma telefonista com seus equipamentos, onde quem opera, papel da telefonista, no CPA o processador central. Esse processador, como na computao, dedicado para algumas operaes referentes ao servio que

ir prestar. Por isso chamamos de computao dedicada, que dedicado ao servio de sua funo. O principal papel da central, assim como uma telefonista, de direcionar as ligaes, que fisicamente foi projetado de maneira engenhosa, uma matriz de linhas suspensas das colunas onde as linhas so terminais e as colunas utilizadas para comunicar as linhas. Se um terminal A deseja se comunicar com o terminal B, conectamos o terminal A na coluna disponvel, e depois conectamos a coluna com o terminal B. Quando um terminal realiza uma chamada e no h colunas disponveis, a ligao desprezada. Isso tambm conhecido por falta de recurso ou sistema subdimensionado. O CPA tambm supervisiona o tempo de cada ligao, ou os dados compartilhados na conexo e computa os custos com as tarifas determinadas pelas companhias. 05. Central de Comutao Celular Assim como a CPA, a central onde opera as comunicaes de um sistema celular. responsvel pela validao dos assinantes, processamento de chamadas, interface com a rede fixa de telefonia, interface com outras CCCs sejam elas de outra operadora ou no, gerao de bilhetes das chamadas, gerenciamento de hand-off (passagem do mvel de uma clula para outra), monitorao de alarmes das Estaes Radio Base ERBs ,entre muitas outras funes . O termo em ingls para CCC MSC (Mobile Switch Center). A quantidade de estaes que uma CCC pode gerenciar e o nmero de assinantes mximo depende muito da filosofia de operao de cada empresa no que diz respeito qualidade dos seus servios. O protocolo padro para comunicao entre diferentes CCCs de diferentes empresas o IS-41 . A CCC pode ser descrita nos seguintes blocos: - Matriz de Comutao: esta parte da CCC igual a uma central telefnica comum. Ela responsvel pela interconexo com a rede fixa e a comutao entre os terminais mveis; - BSC (Base Station Controller): a parte da CCC responsvel pelo gerenciamento das ERBs. Atravs do BSC a CCC tem o status de todas as ERBs do sistema como , por exemplo, alarmes e configuraes . Pelo BSC, os tcnicos da central podem efetuar a operao e manuteno da rede.

- Gerenciador de Mobilidade: esta includa dentro do BSC. a parte responsvel pelos handoffs dentro do sistema. O GM recebe continuamente dados de cada mvel (atravs do canal de sinalizao) como nvel de sinal recebido, taxa de erro de quadro, e decide para qual ERB o mvel deve efetuar o hand-off . - HLR (Home Location Register): a base de dados dos assinantes da rea de servio de uma CCC. Em algumas arquiteturas podemos ter HLR contendo a base de dados de mais de uma CCC e sendo acessada toda vez que uma chamada requisitada. - VLR (Visit Location Register): similar ao HLR, possui um cadastro dinmico dos assinantes, tanto dos locais (Home) quanto dos visitantes (Roamers). - Transcoder: algumas centrais trabalham com canais de voz entre a CCC e a ERB de 16Kb/s. Como as inter conexes com as outras operadoras de telefonia fixa, longa distncia e celular so feitas via canais PCM de 64 Kb/s, necessrio o transcoder para fazer a converso entre estas taxas.

- PTS (Ponto de Transferncia de Sinalizao): responsvel pelo gerenciamento da sinalizao entre a central celular e as outras centrais. Com o surgimento do protocolo de sinalizao por canal comum #7 (SS7), os canais de voz e sinalizao passaram a seguir caminhos independentes. H uma rede nacional de ns PTS interligada para que as centrais possam estabelecer as rotas para se completar uma chamada enquanto o usurio est digitando os nmeros do telefone desejado. Dependendo dos servios oferecidos por uma operadora, a CCC pode conter ainda outros equipamentos: - Gateways para interface entre celulares WAP e aplicaes internet (servios de notcias, geo-localizao, e-mails, m-commerce). - Plataformas de gerenciamento de assinantes do servio pr-pago. - Plataformas de servio de correio de voz (voice mail) 06. Referencias Bibliogrficas http://www.wirelessbrasil.org/wirelessbr/colaboradores/msantos/smc_01.html, Marcelo dos Santos Apostila de Telefonia, Professor Ricardo Rhomberg Martins, UFRJ, 2003. Introduo s Comunicaes Mveis, Dayani Adionel Guimares.