Seção: Tutoriais Telefonia Fixa

O Transporte dos Sinais de Voz

A técnica utilizada para permitir a conversação telefônica é conhecida. A onda sonora incidente sobre um microfone (MA) do aparelho transmissor A é convertida em sinal elétrico transmitido através de um par de fios até o receptor RB do aparelho B.

O microfone mais comum utilizado é o microfone a carvão, cujo princípio também é bastante conhecido. Grânulos de carvão são pressionados por uma membrana elástica sensível às vibrações do ar características da onda sonora, fechando um circuito de resistência variável de acordo com a freqüência e intensidade das ondas sonoras.

A corrente elétrica resultante representa a tradução da onda sonora em sinal elétrico. No receptor RB este sinal elétrico provoca variação do campo magnético do eletroímã, acionando um diafragma com a mesma freqüência e amplitude. A vibração física do diafragma contra o ar, gera ondas sonoras com as mesmas características originais. As ondas sonoras emitidas por B recebem um tratamento similar.

Esta "tecnologia" que data da primeira metade do século XIX, faz parte da técnica de transporte dos sinais de voz. Nesta técnica estão envolvidos diversos conceitos ou hipóteses, nem sempre óbvias ou realizáveis, por exemplo, a capacidade da onda sonora de se transformar, sem perder a integridade, em impulsos elétricos e de ser reproduzida na outra extremidade.

Outra hipótese implícita é a que a fonte (sonora) emite sinais numa velocidade muito menor do que o seu transporte, tornando desprezível o retardo de propagação. Além disto, resolveu apenas o problema da transdução do som em sinal elétrico e vice-versa.

O Conceito de Sinalização

Restava o problema da "sinalização" ou da comunicação da intenção de uma das partes em falar com a outra, e possivelmente, da aceitação do estabelecimento da comunicação pela outra. Isto foi resolvido, na época, também por uma tecnologia similar. Por exemplo, pelo acendimento de uma lâmpada ou pelo toque de uma campainha.

A forma como implementar esta sinalização variou bastante com o tipo de aplicação, prevalecendo o padrão denominado Sinalização em Corrente Contínua ou Sinalização de Loop.

A sinalização de campainha, ou corrente de campainha como é mais conhecida, segue o mesmo princípio de uma campainha residencial: um contato seco fecha um circuito deixando passar uma corrente alternada que, ao circular em um eletroímã faz vibrar um martelete contra o gongo da campainha.

Existem os telefones tele-alimentados, que dispõem de campainha, acionados de forma centralizada (aplicação urbana), os telefones de bateria local acionados pela parte chamadora por meio do acionamento de um dínamo localizado no seu aparelho (aplicação rural ou comunicação entre equipes em operações de campo ou guerra) e a sinalização luminosa em mesas telefônicas, por exemplo.

Os Sistemas de Comutação

Estes problemas, que exigiram soluções "científicas" na época, representam apenas a tecnologia dos terminais da rede de telecomunicações. O aspecto que permitiu a popularização e a produção em escala industrial dos equipamentos que compõem a rede ou que possibilitam a comunicação telefônica foi, sem dúvida, a criação da central telefônica, manual (isto é, operada por telefonista) ou automática.

O ganho introduzido pela central telefônica foi no custo de implantação e viabilização do serviço telefônico. Estes custos se tornam muito mais reduzidos pela introdução de um dispositivo ao qual todas as partes se conectam através de uma única linha (em princípio) e que ao receber uma "sinalização" de intenção de chamada, estabelece a comunicação com a parte desejada. Este dispositivo que estabelece a conexão entre linhas ou circuitos é denominado Central, Centro ou Sistema de Comutação de Circuitos.

Ainda assim, o custo de uma linha telefônica não foi sempre acessível e deve-se observar que, para uma utilização menor do que 10%, que é o caso da grande maioria de assinantes residenciais e boa parte dos assinantes comerciais, a eficiência de uso desta linha é ainda bastante baixa (o que tem justificado sua aplicação é o volume de assinantes e de crescimento do serviço).

Todos os assinantes se conectam a uma central, e esta central a outras, denominadas tandem (utilização urbana) ou trânsito (utilização interurbana), formando uma rede, até certo nível em malha e depois de forma hierárquica. Os circuitos entre centrais são denominados junções.

A partir do registro da patente de Alexander Graham Bell em 1876, rapidamente se implantaram os Sistemas de Comutação de Circuitos Manuais (1878) e automático (em protótipo desde 1881 e comercial a partir de 1893).

O aspecto essencial nestes sistemas é o dispositivo que permite a conexão (e desconexão) de linhas telefônicas solicitando comunicação. Este dispositivo é denominado Matriz de Comutação , sugerindo a idéia que todos os circuitos representam uma linha ou coluna desta matriz, a conexão se estabelecendo entre a linha i e coluna j pelo elemento da matriz M(i,j).

• Os Sistemas Manuais ou Mesas Operadoras, são compostos por um Operador (incluindo o seu aparelho telefônico), um Quadro ou Matriz de Comutação, que permite a qualquer assinante do grupo ser conectado a qualquer outro, lâmpadas de sinalização dos pedidos de conexão e circuitos de cordão para a interconexão do par de assinantes em serviço que utilizará a Matriz de Comutação.
• Os Sistemas Automáticos podem ser de Comando Direto ou Indireto e a Matriz de Comutação normalmente é composta por módulos denominados Seletores. Nos Sistemas de Comando Direto a seleção de uma saída em cada Seletor é feita diretamente pela sinalização da parte chamadora, através da discagem de um dos algarismos que compõem o número chamado. Os Sistemas de Comando Indireto são constituídos pela Matriz de Comutação e por uma lógica, denominada Controle, que analisa o número chamado (e eventualmente outras informações relevantes) e decide para a Matriz de Comutação como um todo que saídas de que Seletores (ou que trajetória) a chamada deverá cursar.A tecnologia de implementação dos Seletores tem variado ao longo do tempo, passando pelos Seletores mecânicos, crossbar, crosspoint, digitais, etc.

Os Sistemas Automáticos de Comutação de Circuitos requerem uma sofisticação óbvia na sinalização: a marcação do número chamado. Com esta, vieram outras, igualmente evidentes, a sinalização acústica de tom de ocupado ou de retorno de campainha, isto é, um tom que sugerisse a parte chamadora que a parte chamada está recebendo a corrente de toque de campainha.

As técnicas utilizadas para sinalização também têm evoluído. Nos Sistemas de Comando Direto, o controle e a inteligência do processo de estabelecimento ou liberação de chamadas reside totalmente no assinante chamador que paga por estas chamadas.

A sinalização típica destes Sistemas é a sinalização decádica. Esta sinalização estava associada ao caminho de voz, dentro e fora das centrais. Já com os Sistemas de Comando Indireto, existe a intermediação do "Controle" dos Centros de Comutação, que passa a tomar decisões próprias sobre a seqüência (e o conteúdo) dos sinais enviados.

Em conseqüência, sinais podem deixar de ser enviados, conforme a "programação" do Controle ou novos sinais podem ser enviados, não apenas aqueles comandados pelo assinante chamador. Ou seja, os Sistemas de Comando Indireto permitiram certa flexibilidade na sinalização, por que a sinalização dissociou-se do caminho de voz, dentro de cada Centro de Comutação.

A técnica utilizada nos Sistemas de Comando Direto, denominada de Sinalização por Corrente Contínua recebeu também a designação Decádica, em referência ao repertório de sinais (dígitos de 1 a 9 representados por 1 a 9 pulsos e 10 pulsos para o dígito zero).

A sinalização típica dos Sistemas de Comando Indireto passou a ser a sinalização multifreqüencial. Esta técnica, escolhida de acordo com a tecnologia da época, utiliza pares de freqüência para representar os sinais, sejam estes os números discados ou sinais adicionais.