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Curso de Telefonia – Central Telefônica

Professor João Batista José Pereira 53

Capitulo 4: Central Telefônica 4.1. Introdução Logo a seguir a invenção do telefone, fazer vários usuários falarem entre si, de pontos distantes, ou mesmo

na mesma localidade apresentava vários problemas. Inicialmente, para ligar 6 assinantes, bastariam 15 pares de fios e 30 telefones (5 para cada usuário). O

número de telefones por usuário foi facilmente substituído para 1 utilizando uma chave de comutação. Mas, como um usuário precisava avisar o outro que queria falar, foi anexados ao telefone uma campainha com um sinal próprio de sinalização. Nesta etapa a rede já conduzia dois tipos de sinais, sendo o de sinalização telefônica, que era o sinal da campainha e o sinal de conversação, que era o sinal de voz.

Por serem sinais elétricos, necessitavam de uma fonte de energia. Então foi providenciada uma bateria elétrica para cada usuário. A Figura abaixo ilustra o sistema com 6 usuários.

Fica claro que um sistema operando desta forma se tornaria inviável. Imagina um assinante para poder falar diretamente com 9.999 outros usuários, teria ligado ao local 9.999 pares de fios, sendo que entre todos os 10.000 assinantes ter-se-iam 49.995.0000 linhas telefônicas (pares de fios)!

Para solucionar este problema foi criada a central telefônica, aonde chegavam todos os pares de fios dos usuários, e uma pessoa, manualmente, conectava os usuários entre si. Começaram a surgir algumas designações técnicas, como por exemplo:

- Chamada: é o ato do assinante chamar a central; - Duração da chamada: é o tempo entre o atendimento da central e a desconexão dos assinantes (tempo

de ocupação); - Tempo de conversação: é o tempo de duração de uma conversação; - Tempo de atendimento: é o tempo entre o início de uma chamada e o atendimento pela central; - Tempo de conexão: é o tempo gasto para se efetuar a conexão.

A ocupação da central não era, como ainda hoje, uniforme. Determinados períodos mostraram críticos como das 10:00 às 12:00 horas, onde o número de solicitações de ligações superavam a capacidade da central ou da telefonista. Outros horários apresentavam com uma desocupação quase total da central. Procurando solucionar o problema surgiu a Teoria do Tráfego Telefônico, sendo importante no dimensionamento de todo o sistema.

A idéia da comutação, idealizada por volta de 1880, perdura até nossos dias. O que se fez desde esta época foi aprimorar as funções tornando as centrais telefônicas automáticas.

Com o invento da mesa telefônica, os cabos para interligação utilizavam terminais que receberam o nome de jack. A mesa telefônica não resolveu os problemas de comutação de forma satisfatória.



A relação entre o número de terminais de assinantes e a quantidade de chamadas que eles faziam eram de capital importância. Tudo se resumia em se encontrar o equilíbrio entre a demanda e a oferta do serviço.

Procurando compreender o que acontece hoje com o nosso telefone, ou até fazer um diagnóstico do caso de falha ou insatisfação com o serviço, torna-se interessante um conhecimento da evolução técnica da comutação.

Embora a idéia de sobrecarga do operador possa ser imaginado como o motivo de invenção de comutadores automáticos, o primeiro comutador surgiu por um motivo peculiar. Almon B. Strowger em 1889, Kansas City, EUA, era dono de uma funerária e contava com serviços telefônicos. Porém seu telefone pouco contribuía para o seu negócio, uma vez que as maiorias das chamadas para sua loja não eram completadas. Em uma visita a loja concorrente descobriu que a esposa do proprietário era a telefonista. Procurando solucionar o problema, Strowger inventou um aparelho, que foi denominado seletor. Este era composto de 10 arcos metálicos, em forma de circunferência, empilhados, formando um cilindro. Os arcos eram interrompidos por um pequeno intervalo. Um eixo central subia e descia, acionado por um relê. A cada impulso do relê, o eixo subia um passo e um contato no eixo, passava de um arco para o adjacente. Assim o eixo dava até dez passos. Se aparecessem mais impulsos ele girava, passando seu braço de contato sobre outros contatos do respectivo arco onde ele parou anteriormente. Então, um seletor podia selecionar de 00 a 99 números. Na verdade o seletor imitava os trabalhos do operador, que procurava com movimentos verticais e horizontais o assinante chamado.

Uma das grandes vantagens do seletor de Strowger é que ele podia ser interligado em série com outro

idêntico, fazendo com que vários seletores conjugados selecionassem de 0000 a 9999 números. Portanto ampliar uma central não seria difícil. O sucesso deste tipo de seletor foi tão grande que mesmo os modelos mais modernos, ainda recebiam o nome de "seletor tipo Strowger" ou "seletor passo a passo". Posteriormente foram substituídos por outros seletores chamados "cross bar" (barras cruzadas), "cross point" (cruzamento em pontos), por exemplo. O importante saber é que os seletores efetuam a comutação, não só entre assinantes, como também entre outros dispositivos internos à central.

Procurando facilitar a compreensão dos passos entre a conexão de um assinante “A” e um assinante “B” da mesma central, descrevem-se abaixo os passos de uma central automática:

- O assinante “A” retira o monofone do gancho, ocasionando uma corrente na linha a qual aciona o equipamento de linha (circuito de assinante). Este informa a um marcador que “A” deseja se conectar;

- O marcador identifica o equipamento da linha de “A” e informa a um registrador, que envia para “A” o tom de discar (425Hz), desde que exista um juntor interno livre;

- O assinante “A” disca ou tecla o número do assinante “B”; - O registrador analisa o número de “B”, o localiza e verifica se “B” está livre. O comando então aciona os

seletores de comutação para interligar os equipamentos de linha de “A” e “B”; - O registrador e depois o juntor interno envia a corrente de toque (25Hz/75Vrms) para “B”, acionando sua

campainha. Simultaneamente ou alternadamente envia para “A” um sinal de toque de 425Hz para informar que “B” está sendo chamado;

- O assinante “B” atendendo, a sua corrente de linha informa à central para iniciar a tarifação; - “A” e “B” estão em conversação e os órgãos comuns estão liberados para outras chamadas (registradores,

marcadores); - Se “A” ou “B” desliga, as respectivas correntes de linha são interrompidas, informando a central o fim da

conversação. Esta desfaz a conexão e a tarifação é interrompida; - Após “A” ou “B” desligar, os circuitos de conexão (juntor) ficam livres para outras chamadas. Algumas

centrais mais antigas só efetuavam o desligamento somente após o assinante “A” desligar. A figura abaixo mostra o esquema simplificado de uma central automática. Cada telefone é ligado ao seu

equipamento de linha (EL) por um par de fios. Se dois usuários da mesma central desejam se conectar, “A” com “B1”, por exemplo, esta estabelece um enlace interno e faz a interligação. Este enlace está representado na figura abaixo por linha tracejada dentro da função comutação ilustrada por X. Se “A” deseja falar com “B3”, o equipamento de comutação toma um juntor de saída para a central 3 e passa o número de “B3”, para a central 3 a qual completará a ligação.



EL: Equipamento de Linha de assinante JS: Juntor de Saída JE: Juntor de Entrada

A interligação entre centrais pode ser feita por pares de fios. Cada par de fios, neste caso, recebe o nome de tronco. Pode-se ter vários pares em um mesmo cabo, e neste caso tem-se um cabo tronco. O conjunto de troncos entre duas centrais denomina-se rota. Uma rota pode ter vários cabos troncos. Quando uma central “B1” origina uma chamada para a central “B2”, esta chamada sai de “B1” por um dispositivo chamado juntor de saída. Entrando em “B2” pelo juntor de entrada de “B2”. Esta ligação é denominada unidirecional, no sentido de que a chamada vai somente de “B1” para “B2”, mas o sinal no par de fios é bidirecional, isto é, o usuário de “B1(B2)” fala com o usuário de “B2(B1)”. Para chamadas de “B2” para “B1” existem juntores de saída em “B2” e de entrada em “B1”.

Se um assinante “A” da central 1 deseja falar com um assinante “B” da central 2, o registrador analisa o número de “B” e verifica que é da central 2. Por um juntor de saída, passa o número de “B” para o registrador da central 2, por meio de um tronco. Esta chama “B” e o interliga com a central 1 por meio de um juntor de entrada, que já está interligado com “A” por meio da central 1.

Os procedimentos descritos anteriormente são quando não se têm problemas com as ligações. Freqüentemente acontecem anormalidades devido a muitas causas, podendo-se citar como exemplos:

- O assinante “A” tira o fone do gancho e não recebe o tom de discar. Isto significa que não há marcador ou registrador ou juntor interno livre na central. No fim de algum tempo pode receber o tom de ocupado, significando que não há órgãos de comutação disponíveis;

- O assinante “A” tira o fone do gancho, recebe o tom de discar, disca ou tecla e no meio do número recebe o tom de ocupado. Consegue marcador e registrador, mas não há circuitos de comutação disponíveis. Se o número chamado for de outra central, pode não haver juntor de saída disponível na central de origem (congestionamento de rota);

- O assinante “A” completa a ligação, porém durante a conversação a ligação “cai". Significa defeito nos órgãos de comutação, que não retêm as conexões;

- O assinante “A” disca certo, porém a ligação cai errada. O registrador alcançado registra um número errado por estar defeituoso. E defeito na central. Em uma outra tentativa pode-se pegar um registrador bom e completar a ligação com sucesso;

- O assinante “A” escuta muito ruído durante a conversação. Geralmente é um mau contato nas emendas de sua linha de assinante. Deve ser pesquisado primeiro o telefone e depois a cabeação desde o telefone até a central.

Vários outros problemas podem ocorrer, sendo, porém relevante o fato do congestionamento na central, em horários de maior número de chamadas (HMM - Hora de Maior Movimento), serem ainda piores quando a manutenção da central deixa a desejar, mantendo fora de serviço dispositivos vitais ao seu bom funcionamento. Também é bom lembrar que em uma grande central com milhares e milhares de peças que a compõem, as redes de cabos e os telefones, ficam difíceis enumerar todos os defeitos que venham a ocorrer.

Além dos usuários, os equipamentos trocam sinais entre si para o estabelecimento das chamadas. Abaixo segue um resumo das sinalizações que ocorrem entre o telefone e a central ou entre centrais:

Sinalização acústica, da central para o telefone: - Sinal de chamada (25Hz/75Vrms, campainha); - Tom de discar (425Hz continuo);



- Tom de ocupado (425Hz);

- Controle de chamada (425Hz: indica o chamamento do outro telefone “B”).

Sinalização elétrica entre equipamentos: - Número de “B”, discado ou teclado no telefone de “A”; - Sinais entre órgãos da central; - Sinais entre centrais .

Para maior segurança, quando a central 1 envia um dígito MF para a central 2 e se esta o interpreta corretamente, um sinal é enviado de volta a central 1, solicitando o próximo dígito. Então, ocorre um sinal para frente (central 1 para a 2) e um sinal para trás (central 2 para a central 1). A este tipo de sinalização dá-se o nome de MFC (Multifrequencial Compelida). Muitas das vezes pegamos em flagrante esta "conversa" entre centrais, ouvindo no telefone tons harmoniosos e que mudam rapidamente de freqüência.

Uma central como a descrita anteriormente é conhecida como "central eletro-mecânica", uma vez que seus componentes operam mecanicamente, comandados por eletroímãs (relês). Estas peças apresentam desgastes e desajustes, exigindo manutenção freqüente.

Na década de 1960, com o aprimoramento da eletrônica digital e conseqüente queda dos custos dos componentes, surgiu a CPA (Central de Programa Armazenado). Estas centrais tinham armazenado em memórias as instruções da função de comutação. Estas funções incluíam as sinalizações para assinantes, para outras centrais e as sinalizações internas de comando da comutação.

A programação fixada pelo fabricante não é alterada pela empresa de telecomunicações. Por isso a central é denominada Central de Programa Armazenado (CPA). Porém as primeiras CPA's não eram completamente eletrônicas. Órgãos de comutação não comutavam eletronicamente. Ainda eram usados dispositivos eletromecânicos, como seletores de barra cruzada, seletores a relês especiais (Reed relês) ou seletores de pontos de cruzamento (cross point) a diodos. A chamada quando completada seguia um caminho físico e exclusivo entre a entrada e a saída. Estes caminhos eram, portanto, "espacialmente" separados, como nas centrais eletromecânicas. Por isto, estas centrais tomaram o nome de centrais CPA-E (CPA-Espacial). Estas centrais tiveram vida curta, sendo logo substituídas pela CPA-T, isto é, CPA-Temporal, incorporando o conceito de multiplexação no domínio do tempo, TDM (Time-Division Multiplex).

Nestas centrais as chamadas não percorrem um caminho físico e exclusivo, entre a entrada e a saída. Uma chamada analógica entrante é digitalizada no "circuito de assinante" em um sinal PCM de 64kbps. Esta chamada é concentrada com outras formando um TDM de 30 canais. Temos então grupos de TDM's-30 circulando pela central. Um microprocessador de controle monitora as chamadas nos respectivos quadros de TDM's. Se a chamada for para um assinante da mesma central, em um ponto determinado da central o microprocessador comanda a extração do sinal digital desta chamada, os qual é endereçado para o circuito de assinante B (saída). Neste circuito o sinal é transformado em analógico e segue para o telefone chamado.

Se a chamada é para outra central, ela integrará um TDM de 30 canais (2Mbps), que sai pelo juntor de saída da central do assinante que solicitou a ligação. Desta forma, o "caminho físico" da chamada, dentro da central, foi substituído por um "caminho lógico”. Como os sinais estão separados por tempo dentro da central, ela recebe o nome de CPA-T. Se a central CPA-T estiver ligada a uma central eletromecânica analógica, seu tronco de saída ainda trafega os 2Mbps mencionados. Quando este sinal atinge a central analógica, esta está equipada com um equipamento TDM, que desmonta o sinal entrante nos 30 canais PCM de origem e os transforma em sinais analógicos para a sua operação.

Com as facilidades apresentadas por uma central CPA-T, como a de receber informações via programas, no tocante as rotas e suas direções, quantos e quais assinantes, tipos de sinalização para assinantes (discagem decádica com pulsos na linha, ou multifrequencial) ou outras centrais, ela pode ainda oferecer serviços que não são possíveis para uma central eletromecânica, como por exemplo:

- Chamada em espera: se o assinante “A” está em conversação e alguém o chama, a central emite um sinal indicando outra chamada, “A” retendo a primeira chamada e pode atender a segunda;

- Transferência: as chamadas podem ser transferidas quando não atendidas ou quando o telefone está ocupado ou quando for para outro assinante;

- Agenda eletrônica: lembra ao assinante “A” de seus compromissos, etc. A CPA-T, por ser montada com dispositivos semicondutores minúsculos, é um equipamento muito

compacto e admiti um número muito maior de assinantes. O consumo de energia é menor quando comparada com as eletromecânicas, tendo os tempos de conexão das chamadas muita menores.



4.2. Tipos de Centrais

Em uma determinada área uma quantidade de usuários é atendida por uma central, cuja localização deve ser no centro de fios ou muito próximo dele. Esta central é denominada de central local. Tipicamente estes assinantes se situam em uma área cujo raio é da ordem de 5 a 7km, uma vez que assinantes mais distantes sofrem atenuações de sinal mais acentuadas e não é comum o uso de ampliadores repetidores dentro de uma cidade.

À proporção que o número de assinantes vai aumentando, para fora desta área, as soluções são instalar novas centrais como indica a figura abaixo.

Tanto os assinantes como as centrais são identificadas por um número, formado por quatro algarismos para o assinante e três ou quatro para a central. Quando “A”, de uma central, quer falar com “B” de outra central, ocupa um tronco (par de fios) dentro do cabo tronco, que interliga as centrais. Portanto o número de troncos entre duas centrais é igual ao número de chamadas simultâneas entre elas. Havendo mais chamadas o congestionamento é inevitável. é preciso aumentar os troncos e juntores na rota. Assim, o dimensionamento da rota é feito também pela Teoria do Tráfego, que se baseia no “interesse de tráfego” entre zonas das centrais e no exame do tipo de tráfego, se comercial ou residencial. Dependendo das características uma área pode telefonar mais para a outra, como por exemplo, uma área residencial para uma área comercial.

À medida que se aumenta o número de centrais em uma cidade, elas têm que se interligarem, o que pode levar a uma rede complexa de troncos. Para solucionar este problema surgiu a idéia de uma central que comutasse os troncos. Quando dois troncos ou rotas são ligados em série, denominam-se “rotas tandem” (tandem do inglês = ligados em série). Por isso a central que tem como função original fazer o “trânsito entre centrais” recebeu o nome de central tandem.

Quando a central tandem está equipada para atender assinantes, terá que ter os equipamentos de controle tais como marcadores e registradores para assinante. Esta é na verdade uma central mista ou, central tandem como é denominada. Quando este tipo de central não atende assinantes recebe o nome de central de trânsito. A figura abaixo ilustra esquematicamente os três tipos de centrais, local, tandem e de trânsito.



Por outro lado, dependendo dos interesses de tráfego, devem existir as rotas diretas e alternadas entre as centrais locais e, até mesmo entre tandens. As disposições das rotas são conhecidas como “roteamento” e obedece ao Plano de Encaminhamento. A figura acima mostra alguns destes casos.

As centrais que encaminham as chamadas para outras cidades são conhecidas como centrais de trânsito interurbano ou, simplesmente centrais de trânsito-IU. Também existem os trânsitos regionais, que concentram os tráfegos de pequenas localidades, dentro de uma região e o encaminham para centros maiores.

Além de assinantes comerciais, residenciais e outra centrais, a uma central pode-se também ligar uma central telefônica de caráter privada, denominada CPCT (Central Privada de Comutação Telefônica}. Estas centrais são de dois tipos:

- PBX (Private Branch Exchange): central de comutação privada, do tipo manual; - PABX (Private Automatic Branch Exchange): central de comutação privada, do tipo automática. 4.3. Telefonia interurbana A central urbana de maior hierarquia é a central de trânsito local. Ela distribui as chamadas entre as centrais

tandem e, devido às necessidades de tráfego, até mesmo entre centrais locais. Um destaque é para a alta capacidade de tráfego das rotas que chegam ou saem destas centrais. Dependendo da grandeza da rede telefônica urbana, poderá haver diversas centrais de trânsito locais.

Na telefonia interurbana, o problema passa a ser a interligação entre as cidades. Assim, para que as chamadas originadas em uma cidade possam atingir outras é necessário concentrá-las em uma central de comutação, que as enderece, por meio de rotas, para estas outras cidades. Esta central denomina-se central de trânsito interurbana ou central trânsito-IU. Ela é de alta capacidade, pois comuta todas as chamadas entrantes e saintes, para todas as cidades. Se a cidade é grande pode haver mais de uma central trânsito-IU.

Esta central não atende assinantes. Ela possui juntores de entrada e saída ou juntores mistos se for CPA. Estes juntores estão agrupados para atender as rotas IU e para atender os trânsitos locais, que endereçam para a trânsito IU, as chamadas para outras cidades.

Uma rota IU inicia-se nos juntores correspondentes que vão, a quatro fios, para os canais MUX desta rota. O MUX fornece a banda básica para o canal de transmissão, que pode ser via rádio, cabo ou fibra óptica. Na outra cidade, o esquema é o inverso.

Nota-se agora, na telefonia interurbana, que a preocupação é concentrar a rede em grandes feixes ou rotas. Assim, na hora de se determinar à rota para as chamadas interurbanas, procura situá-la de forma a passar por grandes cidades ou centros.

Em cada uma destas cidades, a rota principal entrega e recolhe as chamadas pertinentes, nas respectivas centrais trânsito (IU). Desta trânsitos-IU, parte rotas secundárias ou tributárias, de menor capacidade, para servir cidades menores. Então, à rota principal chegam as tributárias (rotas secundárias) de primeira ordem, as quais recebem as de segunda ordem e assim por diante. Procurando dar confiabilidade ao serviço, para o caso de falha em uma rota, rotas alternativas, como mostradas na figura abaixo são adicionadas. Estas rotas servem também para auxiliar o tráfego em caso de congestionamento.

A figura abaixo mostra esquematicamente um sistema de telefonia interurbano, onde das centrais ao MUX, temos uma ligação de alta capacidade. Do MUX (multiplexador) ao RD (rádio) segue o sinal em banda básica (BB). Tanto o MUX quanto ao RD são bidirecionais. As centrais têm juntores de saída e de entrada permitindo chamadas em ambos os sentidos, porém todas bidirecionais.



Em termos de telefonia, a fonte de informação e o destinatário, são os assinantes. O meio de transmissão nas localidades é, primordialmente para telefonia fixa, o fio de cobre. O meio de transmissão interurbano é bastante diversificado e sua capacidade deve ser compatível com a canalização necessária.

L = Local T = Trânsito T-IU = Trânsito Interurbana MUX = Multiplex RD = Rádio

Segue a seguir um resumo dos meios de transmissão mais usual em telefonia interurbano: - Linhas abertas: são pares de fios de diâmetro considerável e bem espaçados. São sistemas em extinção,

somente utilizados em localidades isolados com baixo tráfego. Para aproveitamento do meio são instalados equipamentos de ondas portadoras de 12 ou 24 canais;

- Rádio HF: meio já não utilizado em telefonia, se bem que no início era o único disponível para grandes distâncias;

- Rádio VHF e UHF: são sistemas de propagação em visada direta apresentando boa confiabilidade, tendo em média 60 canais telefônicos;

- Microondas: são sistemas de alta capacidade, para 960, 1.800, 2.700 canais telefônicos, ou mais, por canal de RF. São utilizados para transmissão de longa distância, envolvendo um grande número de repetidoras;

- Cabo coaxial: são cabos especiais, de alta capacidade que operam na faixa de 60 MHz e com capacidade para 10.000 canais telefônicos. Servem para interligar localidades próximas e de grande tráfego IU (interurbano);

- Fibra óptica: meio mais moderno, operando na faixa de centenas de GHz, possibilitando enorme número de canais, limitados atualmente pelos equipamentos das pontas;

- Satélite: este meio tanto serve para curtas distâncias, como para longas distâncias, pois o sinal do satélite ilumina uma determinada região.

4.4. Telefonia internacional

O problema de interligar países, de certa forma não é muito diferente. Um país terá uma ou várias centrais de trânsito internacionais, por onde se concentram os tráfegos. Estas centrais são interligadas a algumas centrais de trânsito nacionais e, até a locais. Os meios de transmissão são de alta capacidade e apropriados para longas distâncias, inclusive transoceânicas. Portanto, satélites e cabos submarinos são os de emprego mais comum.

As estações de trânsito internacionais são também chamadas de “portas internacionais”. Estas portas e os meios internacionais utilizados, geralmente permitem além da telefonia a transmissão de serviços tais como: telex, TV, comunicação de dados, etc. Os sistemas internacionais assim como os urbanos e interurbanos permitem o aluguel de circuitos privados. Temos desta forma as linhas privadas LP-U, LP-IU e LP-INT.

O sistema internacional de telecomunicações de um país, para integrar no sistema mundial de telecomunicações, deve obedecer a regras rígidas, quanto à comutação, tráfego, qualidade do sinal, etc. Estas regras são fixadas por organismos internacionais, que ditam não só as normas técnicas e operacionais, como também as tarifárias.

Em cada central local (L) há milhares de usuários, a elas ligadas, por linhas de assinantes, as quais não estão representadas. Todas as centrais locais são ligadas a uma tandem (Ta) ou Trânsito (T), que são de hierarquia superior. Estas Ta ou T providenciam a comutação entre as L. A central Ta pode atender assinantes.

As interconexões entre tandens é feita pelas centrais de trânsito, através de cabos troncos. Dependendo do tráfego poderá haver rota direta entre tandens.



As centrais trânsito de uma se cidade interligam por rotas diretas. São as de maior hierarquia local e não são comutadas pela trânsito-IU (T-IU). Trabalham com rotas alternativas, por segurança, pois concentram tráfegos das centrais de mais baixa hierarquia.

Algumas trânsito locais se ligam à trânsito-IU, que é a de maior hierarquia na região. As trânsitos-IU, por sua vez, se interligam via meios de transmissão interurbanos. As trânsitos-IU, representadas no plano-IU, estão em cidades diferentes. Elas não são comutadas por nenhuma outra de maior hierarquia. Finalmente, algumas trânsitos-IU, no país, se ligam à central de trânsito internacional (T-INT). Neste plano são as centrais internacionais dos países, que se interligam por rotas internacionais.

É importante salientar que a hierarquia apresentada, mesmo de forma resumida, pode não representar a realidade em um sistema em funcionamento. A falta de investimento geralmente leva a soluções técnicas que podem comprometer o bom funcionamento do sistema.

4.5. Princípios da Comutação Digital

Conforme descoberto por A.H. Reeves em 1937, a codificação digital tem como principais características

reduzida atenuação e interferência, possibilitando uma qualidade de transmissão praticamente uniforme a grandes distâncias. Estas características, juntamente com as modernas tecnologias de semicondutores permitiram, além do desenvolvimento de sistemas de transmissão de alta qualidade a preços cada vez mais reduzidos, o desenvolvimento de sistemas de comutação digitais de alta velocidade. Estes novos equipamentos, associando as vantagens da transmissão e comutação digitais com as modernas técnicas e linguagens de programação, são denominados Sistemas de Comutação Digital com Controle por Programas Armazenados (ou CPA-T), e possibilitam o tratamento simultâneo de sinais de voz e dados, podendo assim atender necessidades atuais e futuras de comunicação e informação.

Apesar de ter sido inventada ainda em 1937 a transmissão PCM só começou a se difundir vinte anos depois, em virtude dos elevados custos para a sua implementação com a tecnologia da época.

Entre as principais vantagens da transmissão PCM estão a possibilidade de se transmitir simultaneamente vários sinais codificados em um mesmo par de fios, a relativa imunidade destes sinais a ruídos e a ausência de atenuação na transmissão, do ponto de vista do sinal analógico reconstituído na recepção.

Com a evolução tecnológica, sistemas de transmissão digital tornaram-se econômicos, possibilitando a digitalização dos sistemas de telecomunicações na parte de redes de transmissão. Posteriormente, com o desenvolvimento da microeletrônica e o surgimento dos circuitos digirais de alta velocidade, a digitalização avançou para o interior das centrais telefônicas, inicialmente na sua parte de controle e posteriormente tanto na comutação dos canais de voz como em outras funções telefônicas tais como transmissores e receptores de sinalização e registradores.

Centrais telefônicas em vários níveis de eletronização e digitalização foram desenvolvidas. Nos últimos anos, com o advento de microprocessadores de altas velocidades e capacidade, começaram a ser desenvolvidos sistemas aliando as vantagens inerentes à transmissão e comutação digitais, com estrutura altamente modular e flexível, de alta confiabilidade e de fácil adaptação a novas evoluções da tecnologia. Estas avançadas Centrais Digitais CPA-T possibilitam o tratamento simultâneo de sinais de voz e não-voz estando, portanto preparadas para atender novas demandas crescentes de serviços e facilidades dos usuários e das comp anhias operadoras, até o atingir a tecnologia das Redes Digitais de Serviços Integrados (RDSI).

Neste se apresenta os conceitos básicos da codificação e transmissão digitais e, de forma resumida, os principais tipos de estruturas de comutação utilizadas nos atuais sistemas CPA-T.

4.6. Modulação PCM

Em telefonia, sinal de voz é um sinal elétrico contínuo, cuja amplitude varia no tempo em correspondência com uma fala humana. Apesar dos componentes de freqüência fundamentais do sinal de voz se encontrarem restritos entre 80Hz e 300Hz aproximadamente, suas componentes harmônicas se estendem até freqüências mais altas. Entretanto, é comprovado experimentalmente que, eliminando-se todas as componentes acima de 3.400Hz, o sinal de voz não perde sua inteligibilidade.

O Teorema de Nyquist demonstra que um sinal limitado em freqüência, tal como o sinal de voz filtrado em 3.400Hz, pode ser recomposto a partir de amostras do mesmo, tomadas a uma taxa de pelo menos duas vezes a freqüência máxima que o compõe. Tais amostras podem ser transmitidas constituindo o que é designado por modulação por amplitude de pulsos (PAM) e, na recepção, de acordo com o Teorema de Nyquist, o sinal pode ser reconstituídos a partir das mesmas. A modulação PAM dos sinais de voz costuma ser feita a uma taxa de 8.000 amostras por segundo.

Um sinal de voz amostrado, ou seja, modulado em PAM, se encontra numa forma apropriada para ser digitalizado. A digitalização de um sinal modulado em PAM consiste, conforme a figura abaixo, na conversão de cada amostra num código digital. Para isso a região de excursão do sinal é dividida num certo número de faixas de amplitude. Todas as amostras com amplitudes compreendidas na mesma faixa são convertidas para o mesmo código digital. Quando tais códigos são transmitidos na forma de sinais digitais o sinal de diz Modulado em Código de Pulsos (PCM).



A conversão, na recepção, do sinal modulado em PCM para PAM envolve inerentemente um erro denominado de Erro de Quantização, que é devido à ausência de uma relação biunívoca entre o código e a amplitude da amostra original. Todos os códigos digitais utilizados para uma modulação PCM têm o mesmo número de dígitos, sendo que todos os dígitos costumam ser transmitidos serialmente através de um único sinal digital.

A vantagem de um sinal digital sobre um sinal analógico reside principalmente em dois fatos. Primeiro, o sinal digital pode ser transmitido a grandes distâncias, teoricamente sem acrescentar nenhum ruído ao Erro de Quantização original, graças à utilização de repetidores regenerativos que reconstituem, em pontos equiespaçados do trajeto de transmissão, o sinal digital. Segundo, vários sinais digitais modulados em PCM podem ser multiplexados no tempo, conforme ilustrado a seguir, de modo a permitir a transmissão de vários sinais de voz através de um único meio de transmissão.



4.7. Multiplexação PCM

As conversões de um sinal analógicas em digital e de digital para analógico são realizadas por circuitos denominados conversor A/D e conversor D/A respectivamente. Dispõe-se hoje de circuitos integrados que realizam simultaneamente as duas conversões. Por outro lado, o tratamento do sinal modulado em PCM (por exemplo, a conversão de paralelo para série ou de série para paralelo e a sincronização com um relógio mestre) é realizado exclusivamente através de circuitos digitais.

O intervalo entre duas amostras sucessivas, denominado de período de amostragem, é de 125µs para uma taxa de 8.000 amostras por segundo. As palavras digitais utilizadas para codificar tais amostras possuem 8 bits (dígitos binários). Se o período de 8 amostragem fosse dividido entre esses 8 dígitos, a taxa de bits do sinal serial modulado em PCM seria de 64Kbps. A velocidade de tratamento permitida pela atual tecnologia de circuitos digitais é, no entanto, muito maior que isso.

Aproveitando-se desse fato é possível restringir a transmissão dos 8 bits relativos a cada amostra a uma pequena parcela do período de amostragem, denominada intervalo de tempo de canal (ITC). Restringindo as amostras digitais relativas a vários sinais de voz em intervalos de tempo de canal não superpostos no tempo, é possível multiplexar vários sinais modulados em PCM em um único sinal. A figura abaixo mostra, como exemplo, a multiplexação dos intervalos de tempo de canal relativos a 3 sinais modulados em PCM. A duração de cada intervalo de tempo de canal, neste caso, é igual a 1/3 do período de amostragem.

A figura abaixo mostra, para o caso de 3 sinais de voz, os processos de multiplexação e demultiplexação.



As Práticas TELEBRÁS de transmissão seguem a recomendação CCITT que divide o período de amostragem em 32 intervalos de tempo de canal. Conforme mostrado na abaixo, os canais 0 e 16 são reservados para sincronismo e sinalização e os restantes 30 canais para multiplexação de sinais de voz. O conjunto desses 32 canais é denominado Quadro. O sinal que multiplexa esses 32 canais na estrutura de quadros costuma ser chamado de sinal PCM e a via que o transporta de Enlace PCM. A freqüência de transmissão de um sinal PCM é igual ao produto da freqüência de amostragem (que corresponde à taxa de 8.000 quadros/s) pelo número de canais por quadro (32) e também pelo número de bits por canal (8), ou seja, é de 2,048Mbps.

4.8. Comutação Digital

Tendo surgido após a digitação da transmissão e com o intuito de facilitar a integração entre esta e a

comutação, o comutador digital é basicamente um equipamento que trata exclusivamente enlaces PCM, conforme indicado na figura abaixo. Recebendo um conjunto de enlaces PCM de entrada o comutador estabelece as conexões necessárias às chamadas solicitadas, pelo rearranjo espaço-temporal dos conteúdos de seus canais nos canais dos enlaces PCM de saída. Durante a realização de uma chamada são estabelecidos para a mesma dois caminhos no comutador digital, um relativo à informação transmitida do terminal chamador ao chamado e outra no sentido contrário. Durante a duração da chamada, canais fixos de transmissão e recepção são associados ao terminal chamador acontecendo o mesmo com o chamado. Dessa forma, o ponto de vista do comutador, tanto o terminal chamador como o chamado são definidos durante a comutação de uma chamada pelos enlaces e canais nesses enlaces que lhes são associados.

A multiplexação dos sinais de voz relativos aos vários terminais ligados à central é realizada através de um

estágio de interface com os terminais conforme mostra a figura abaixo . Essa multiplexação geralmente envolve também concentração, sendo o número de canais na saída desse estágio menor que o número de terminais ligados à mesma. Tal concentração é dimensionada em função das características de tráfego dos terminais. Tanto o comutador digital como o estágio de interface com os terminais podem ter várias implementações, cada uma apresentando vantagens e desvantagens diferentes.



4.9. Comutação Temporal e Espacial

Para facilidade de compreensão a explicação que se segue restringe-se aos casos em que canais de mesmo número em enlaces de entrada e saída (enlaces também do mesmo número), transportam informação de e para um mesmo terminal a eles alocado durante uma chamada.

Para realizar uma comutação entre o canal “A” do enlace “N” e o canal “B” do enlace “M” devem ocorrer duas operações básicas, indicadas nas figuras abaixo:

- A informação digital que ocupa o ITC-A (Intervalo de Tempo de Canal A) deve ser deslocada para ocupar

o ITC-B, ou seja, o conteúdo do canal “A” é colocado no canal “B” e vice-versa. Tal operação é conhecida como “Comutação Temporal” e o órgão que a realiza é chamado de estágio T;

- O conteúdo do canal “A” deve ser transferido para o enlace que contém o canal “B” e vice-versa. Tal operação é conhecida como “Comutação Espacial” e o órgão que a realiza é chamado “Estágio S”.

A figura acima ilustra a realização das operações de comutação temporal e espacial num único bloco, onde o canal “A” do enlace “N” é comutado para o canal “B” do enlace “M” e vice-versa. O comutador, neste caso denominado espaço-temporal, pode ser implementado a partir de estágios S e T sucessivos. A implementação pode também consistir num estágio T de alta velocidade com único enlace de entrada e um único enlace de saída. Tais enlaces são também de alta velocidade e multiplexam, um, todos os canais de todos os enlaces PCM de entrada e outro, todos os canais de todos os enlaces PCM de saída.

4.10. Comutador Espacial

O estágio S consiste, conforme a figura abaixo, numa matriz espacial, ou seja, num arranjo de nós capazes

de conectar um conjunto de vias de saída (colunas). A abertura ou fechamento dos nós de conexão deve ser feito de modo que no máximo uma linha seja ligada simultaneamente a uma coluna e é administrada por uma lógica de controle. Na sua utilização num comutador espacial as vias de entrada e saída correspondem a enlaces PCM que multiplexam 32 canais cada um. O controle do estágio S deve, portanto ser também multiplexado de modo que a cada intervalo de tempo de canal imponha a configuração de fechamento de nós correspondentes ás 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, igual ao número de enlaces, PCM de entrada (conforme figura abaixo). Para cada multiplex é necessária uma Memória de Controle (MCR) que comanda a seqüência de multiplexagem. Cada memória de controle contém tantas posições quantos forem os canais de cada via que acessa a matriz.

Seja como exemplo, comutar o canal 0 da via 1 com o canal o da via 2. Para isso, escreve-se conforme a

figura acima, na posição 0 da MCR2 o valor 1. Assim, quando a MCR2 for lida na posição 0, o seu conteúdo vai endereçar o MUX2 fazendo com que sua entrada de número 1 (via 1) atinja sua saída (via 2).

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

4.11. Comutador Temporal

O comutador Temporal tem um único enlace PCM de entrada e um único enlace PCM de saída. O número

de intervalos de tempo de canal em cada um esses enlaces costuma ser 32 ou um múltiplo de 32. Na descrição que se segue esse número de canais é designado por C.

Analisando em particular a comutação do conteúdo do canal A para o canal B, observa-se, conforme a figura abaixo, que o conteúdo do canal A deve ser armazenado (durante um número de intervalos de tempo de canal sempre menor que C) até poder ser descarregado no próximo intervalo de tempo do canal B.



Anteriormente também foi mostrada a comutação temporal do conteúdo do canal B para o canal A. É

interessante notar que os atrasos introduzidos pelo comutador nos sentidos de A para B e de B para A são de (B - A) e (C – B + A) intervalos de tempo de canal, respectivamente. Conseqüentemente, a soma dos atrasos introduzidos nos dois sentidos de uma comutação bidirecional é fixo e sempre igual a C.

A utilização de uma memória RAM com um número de posições ao número de canais de entrada C permite a introdução dos atrasos necessários às comutações temporais de todos os canais. Durante cada intervalo de tempo de canal, dois acessos são feitos na memória, um da escrita do conteúdo do correspondente canal de entrada e um de leitora 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 à escrita, o sinal digital correspondente ao enlace de entrada deve ser convertido em de modo série para o paralelo. Da mesma forma, o conteúdo dos canais de saída é também retido na forma paralela e deve, se necessário, ser convertido para o modo série.

Há necessidade do uso de uma segunda memória RAM para o controle da comutação. Existem duas técnicas possíveis para a implementação do comutador temporal:

- Técnica de Escrita Cíclica: neste caso os conteúdos dos canais de entrada são escritos ciclicamente na memória de 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 abaixo 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 de Leitura Cíclica: neste caso os conteúdos dos canais de saída são lidos ciclicamente da memória de comutação sob o endereçamento fornecido por um contador de canal. 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 deve 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 unicamente quando o estado de comutação do correspondente canal controlado é modificado, por exemplo, no fim de uma chamada.

Em algumas implementações o número de canais no enlace de saída é maior que no de entrada, freqüentemente um sendo o dobro do outro. Nesse caso é necessário que a cada intervalo de tempo de canal sejam realizadas uma escrita e duas leituras. Embora nesse caso no máximo apenas a metade dos canais de saída possam ser ocupados simultaneamente, essa implementação é utilizada em configurações que associam estágios T e S de forma intercalada, com o intuito de diminuir ou eliminar o bloqueio interno.

4.12. Estruturas Multi-Estágio

Conforme descrito anteriormente, utilizando unicamente estágios T ou unicamente estágios S é impossível

realizar um comutador com vários enlaces de entrada e vários enlaces de saída. Quando o número de enlaces é reduzido é possível implementar o comutador utilizando uma configuração Multiplex – Temporal – Demultiplex, que será descrita no Próximo item. No entanto, para implementar comutadores de médio ou grande porte, é necessário utilizar estruturas multi-estágio.

É possível mostrar que uma estrutura TS ou ST com um número de estágios T igual ao número de enlaces de entrada ou saída é sempre bloqueante. Dessa forma, se deseja 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.

4.13. Comutador MTD

Denomina-se aqui de comutador Multiplex – Temporal – Demultiplex (MTD) ao comutador que, tendo

vários enlaces de entrada e de saída, realiza as duas funções de comutação espacial e temp oral utilizando unicamente um conjunto de circuitos multiplex, um estágio temporal e um conjunto de circuitos demultiplex.

Tanto a implementação do comutador MTD como seu software de controle são extremamente simples. No entanto, sua utilização é viável técnica e economicamente apenas em casos de número reduzido 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 canais. Um conjunto de 8 registradores série paralelo (S-P) converte o conteúdo dos canais dos enlaces de entrada (que é suposto de 8 bits) da forma serial para a paralela.



Conforme a figura abaixo, admite-se também uma defasagem de um período de bit de um enlace para o 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 passagem desse conteúdo, já na forma paralela, para um Bus de Canais a Comutar correspondente à entrada do comutador temporal.

O Bus de Canais a Comutar consiste, portanto, num enlace PCM com 256 canais, ou seja, o total dos canais de entrada do computador. O estágio 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. È importante notar conforme a Figura A.12, que existe uma relação biunívoca entre o número do canal no 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, sendo ncb o número do canal no ‘bus’.

ncb = (Nº canal no enlace) * 8 + Nº enlace Dessa forma, conhecidos os números dos enlaces de entrada e saída e dos canais a serem comutados, os ncb

dos Buses de Canais a Comutar são calculados e utilizados na memória de controle do estágio T para 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 de canal. Essa demultiplexação reconstitui os 8 enlaces de saída que finalmente são reconvertidos do modo paralelo para o serial.

4.14. Expansão de Estruturas MTD

O número de entrada de um comutador MTD é limitado pela velocidade da tecnologia dos componentes digitais utilizados. Utilizando componentes TTL-LS e memórias bipolares esse número máximo é, hoje em dia, da ordem de 16 ou 32 enlaces de 32 canais cada um. Por exemplo, num computador de 16 enlaces, os intervalos de tempo de canal dos “buses” internos de canais a comutar e de e de canais comutados tem uma duração de 244ns nos quais devem ser feitos dois acessos, um de escrita e um de leitura na memória de comutação. Esta velocidade requerida de comutador já esta no limitadas taxas atingidas pelos componentes TTL-LS.

Uma solução para expandir o comutador MTD consiste na divisão em grupos dos enlaces de entrada e saídas do comutador. Todos os canais de todos os enlaces de entrada de um grupo são multiplexados em um mesmo Bus de Canais a Comutar, havendo, portanto tantos “BUSES” quantos grupos de enlaces. A figura abaixo mostra um comutador com 64 enlaces de entrada divididos em quatro grupos de 16 enlaces cada um. O número de Buses de Canais a Comutar em quatro 4 grupos de 16 enlaces cada um. O número Buses de Canais a Comutar é 4 e o número de canais por “bus” é 512.



A cada grupo de enlaces é associado um conjunto de estágios temporais em quantidade igual ao número de

grupos. Conseqüentemente, o número total de estágios T necessário é igual ao quadrado do número de grupos.Supondo a utilização da técnica da escrita seqüencial, o conjunto de estágios T de cada grupo armazena todos os canais de todos os Buses de Canais a Comutar e, conseqüentemente, de todos os canais de entrada do comutador, sendo armazenados de forma idêntica em todos os grupos de estágios T não precisam ser muito elevado, pois ele trata unicamente os canais de um único Bus de Canais a Comutar.

Cada grupo possui uma memória RAM de controle que tendo um número de posições igual a número de canais do Bus de Canais a Comutar fornece, a cada intervalo de tempo de canal, tanto o número do estágio T que deve ser habilitado a tomar, através do MUX-2, o respectivo Bus de Canais a Comutados, como o endereço da correspondente memória de comutação onde se encontra armazenado o conteúdo do canal que deve ser lido nesse instante. Finalmente, através de um circuito demultiplex os enlaces de saída são reconstituídos.

Apesar de manter as características de simplicidade de implementação e de software de controle, esta solução é limitada quando o crescimento do número de enlaces torna a quantidade de estágios T necessários economicamente inviável. Nesse caso se deve optar por uma estrutura multi-estágio.

4.15. Exemplo de Comutador A figura abaixo mostra um comutador. Por razões de modularidade e não de velocidade, o comutador tem

seus 16 enlaces de entrada (cada um com 32 canais) divididos em dois grupos de 8 enlaces cada um, aqui denominados grupo “A” e grupo “B” respectivamente. Esta implementação tem a característica de ser constituída por duas partes idênticas, uma correspondente ao grupo “A” e a outra ao grupo “B”.

O conjunto formado pelos dois estágios temporais (T) é controlado por uma única memória de controle e constitui, em conjunto com o multiplex MUX-2 um comutador com dois enlaces de entrada, de 256 canais cada um e um enlace de saída de 512 canais. Cada estágio T realiza a comutação temporal dos canais do seu Bus de Canais a Comutar (BCAC) para seu Bus Intermediário de Canais Comutados (BICC). Conseqüentemente, em cada intervalo de tempo de canal de entrada são realizados 3 acessos na correspondente memória de comutação, um de escrita e dois de leitura. O multiplex MUX-2 realiza, a cada intervalo de tempo de canal e ainda sob o controle da memória de controle de comutação, a seleção da procedência do conteúdo que deve ser colocado no correspondente canal do “bus” BCCC.



4.15. Comutador na Estrutura da Central As técnicas digitais permitem, através de tecnologias com grande nível de integração, a implementação de

comutadores não bloqueantes ou de baixíssimo bloqueio e baixíssima relação custo/nº máximo de comutações simultâneas.

Quando essas características são associadas a uma estrutura de controle distribuído, redundância (por exemplo, duplicação ou triplicação do comutador) e uma supervisão detalhada de todas as funções envolvidas têm um a implementação bastante simples e natural, dotando o sistema de alta confiabilidade e cobertura na detecção de falhas.

Um aspecto fundamental na definição do comutador é a decisão de sua utilização ou não para comutar outro importante tipo de sinais internos à central, os sinais de mensagens entre processadores. Sendo estatísticas, as características dos tempos envolvidos nas comutações dessas mensagens e bem determinadas as dos sinais de voz, o dimensionamento de seu comutador dificilmente converge para uma solução mutuamente ótima.

O Comutador tipo Multiplex-Temporal-Demultiplex (MTD) apresenta as vantagens de grande simplicidade tanto na sua implementação hardware como na do seu software de controle já que para cada comutação o destino (saída do comutador) é definido pela posição da memória de controle de comutação utilizada para seu registro, e a origem (entrada do comutador) é definida pelo conteúdo dessa posição.

A modularidade da estrutura de uma Central Digital e a rígida definição das interfaces permitirão a expansão da sua capacidade de comutação, de forma natural, seja pela construção de comutadores com maior número de enlaces de entrada/saída, seja pela construção de comutadores de alta capacidade constituídos de módulos idênticos, cada um relativo a um conjunto de enlaces e interligados diretamente ou através de um estágio central.

A evolução dos sistemas de comutação eletromecânicos para os sis temas CPA-T atuais foi relativamente rápida, passando por vários estágios tecnológicos intermediários de vida curta (como por exemplo, os denominados Sistemas de Comutação Eletrônicos, resultantes da incorporação de um processador a sistemas convencionais e os sistemas CPA-E, anteriores aos CPA-T). Os sistemas de comutação digitais (CPA-T) modernos, entretanto, já estão preparados para acompanhar e crescer junto com os novos avanços tecnológicos. Novas tecnologias hardware e software só trarão benefícios a estes sistemas. Possibilitando a construção de estágios de comutação mais simples, mais flexíveis, de maior capacidade e mais rápidos, e abrindo cada vez mais a s oportunidades para o tratamento e controle de novos serviços e facilidades. A escolha da estrutura da matriz de comutação a ser adotada num equipamento depende de diversos fatores ente os quais as disponibilidades tecnológicas, a capacidade desejada do equipamento (tráfego a ser comutado), a modularidade, flexibilidade e confiabilidade desejadas, etc. Circuitos LSI e VLSI vem sendo desenvolvidos com capacidades de comutar números de enlaces cada vez maiores e concorrendo cada dia mais para que as curvas de custos dos sistemas CPA-T variem mais linearmente com a sua capacidade, ou seja, com o número de terminais.

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