CAPÍTULO II
COMUTAÇÃO TELEFÔNICA
Carlos Roberto dos Santos
TIPOS DE COMUTADORES
• COMUTADORES DE CIRCUITO
– COMUTAÇÃO ESPACIAL
– COMUTAÇÃO TEMPORAL
• COMUTADORES DE PACOTES
Redes Telefônicas
Capítulo II - Comutação Telefônica
pg 2
COMUTAÇÃO DE CIRCUITOS
• O caminho estabelecido entre dois pontos durante uma
chamada permanece dedicado ao transporte das
informações até o final da comunicação
• Adequada para tráfego contínuo e constante
• Apresenta retardo de transferência constante
Redes Telefônicas
Capítulo II - Comutação Telefônica
pg 3
COMUTAÇÃO DE CIRCUITO
ASSINANTE
A
Redes Telefônicas
ASSINANTE
B
Capítulo II - Comutação Telefônica
pg 4
Fases da Comutação de Circuitos
• Estabelecimento do Circuito
• Transferência de Informação
• Desconexão
Tempo de Propagação
T
Estabelecimento
da Conexão
Tempo de
Transmissão
MENSAGEM
Transmissão
da Mensagem
Término da
Conexão
A
B
C
D
Fig. 3.2 – Comutação de circuitos
Redes Telefônicas
Capítulo II - Comutação Telefônica
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COMUTAÇÃO ESPACIAL E TEMPORAL
A3 A2 A1
D3 D2 D1
B3 B2 B1
C3 C2 C1
C3 C2 C1
A3 A2 A1
D3 D1 D1
B3 B2 B1
(a)
Redes Telefônicas
D
C
B
A
B
D
A
C
(b)
Capítulo II - Comutação Telefônica
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COMUTAÇÃO DE CIRCUITO (DIGITAL OU TDM)
Quadro
   
  
m
1
E1
S1
  
 
E2
S2


E3
S3
En
Sn
 
 
Time Slot
  
Enlace de
Entrada
E1
:
En
Redes Telefônicas
 
Time Slot
Enlace de
Saída
Time Slot
1
S2
2
2
S1
3
3
Sn
m
:
:
:
m
S2
1
:
:
:
1
S1
2
2
S1
1
3
Sn
1
:
:
:
m
Sn
2
Capítulo II - Comutação Telefônica
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COMUTAÇÃO TELEFÔNICA
• CENTRAL:
– Função de realizar a comutação (estabelecimento de
um caminho de áudio) entre 2 terminais ou juntores
– Comutação entre terminais
– Comutação entre centrais


Redes Telefônicas
CENTRAL A
CENTRAL B
CENTRAL C
Capítulo II - Comutação Telefônica
pg 8
COMUTADORES ANALÓGICOS
• São baseados em Matrizes Analógicas
• Estabelece um caminho físico de áudio entre dois canais que
se desejam comunicar
• Comutação Espacial
• Utilizadas em CPA - E
1 2 3 4 5 6 7 8
1
2
3
4
5
6
7
8
Redes Telefônicas
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COMUTADOR ESPACIAL DIGITAL
A32
B32
C32
A3 A2 A1
B3 A2 C1
A32
C3 C2 A1
C32
A3 B2 B1
B3 B2 B1
C3 C2 C1
0
Endereço de
cruzamento= 011
3
1 1
2 2
1
3
3
2
2
1
MC=Memória de Controle
31
Redes Telefônicas
B32
2
1
3
CS1
CS2
CS3
CS => Memória de Controle
(Control Store)
Capítulo II - Comutação Telefônica
pg 10
COMUTADOR DIGITAL OU TEMPORAL
• Se baseia na técnica TDM (Multiplexação por Divisão de
Tempo)
• No caso de PCM, a Matriz de Comutação Digital extrai os
canais do PCM de Entrada e rearanja-os no PCM de Saída
Matriz Temporal
PCM DE ENTRADA
31 30
Redes Telefônicas
2
PCM DE SAÍDA
1
0
31 30
2
1
0
Capítulo II - Comutação Telefônica
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PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DO COMUTADOR
TEMPORAL
E
0
1
PCM DE ENTRADA
PCM DE SAÍDA
2
31
30
2
1
0
31 30
2
1
0
30
31
Memória de
Conversação
0
31
1
30
2
0
30
1
31
2
Memória de
Controle
Redes Telefônicas
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pg 12
APLICAÇÃO DO COMUTADOR TEMPORAL
A1

MUX
DEMUX
t4
t3 t2 t1
 B1
A2

A3

A4

 B4
COMO FAZER COM QUE A1 FALE COM B3, A2 COM B4,
A3 COM B2 E A4 COM B1?????
A1

A2

A3

A4

Redes Telefônicas
 B2
A4 A3 A2 A1
 B3
MUX
DEMUX
t4
t 3 t2 t 1
A4 A3 A2 A1
1
A1
A2 2
A3 3
A4 4
MEM CONVERSAÇÃO
t4
4
3
1
2
t 3 t2 t 1
 B1
A2 A1 A3 A4
 B2
1
 B3
2
 B4
3
4 -> MEM CONTROLE
Capítulo II - Comutação Telefônica
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COMUTADOR TEMPORAL DE 256 CANAIS
32 Canais em 125s
A31 :::::::: A1 A0
B31 :::::::: B1 B0
C31 :::::::: C1 C0
H31 :::::::: H1 H0
1
2
M
3U
: X
256 Canais em 125s
H31 ::::: A1 H0 ::::: C0 B0 A0
:
:
8
Memória de
Controle
256 posições
1
2
3
4
5
A0
B0
C0
D0
E0
:
1
2
3
4
5
Memória de
Conversação
256 posições
:
:
:
H31
256
:
:
:
:
256
Qual o Número Máximo de Canais C que Pode Ser Tolerado Por uma Memória de
Leitura e Escrita Simultânea?????
Redes Telefônicas
Capítulo II - Comutação Telefônica
pg 14
EXEMPLO
a) Preencher as memórias de controle na tentativa de possibilitar as seguintes conversações:
A1 e B6, A2 e B1, A3 e B8, A4 e B2, A5 e B3, A6 eB7, A7 e B4 e A8 e B5.
b) Concluir a respeito
2
A1
4
1
A2
2
A3
0
A6
A7
A8
B4
DEMUX
PCM
SS1
1
1
2
3
B5
B6
4
4
0
1
0
0
1
3
Redes Telefônicas
B3
0
3
SS0
MUX
PCM
B1
B2
3
4
A4
A5
A7 A5 A4 A2
1
B7
B8
A3 A6 A1 A8
1
0
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pg 15
Redes Telefônicas
Capítulo II - Comutação Telefônica
pg 16
EQUIVALENTE ESPACIAL
0
1
2
:
31
1
0
1
2
0
1
2
0
1
2
:
31
2
0
1
2
0
0
1
2
1
0
1
2
2
0
1
2
1
0
1
2
:
31
2
0
1
2
:
31
3
0
1
2
:
31
:
:
0
1
2
:
31
3
0
1
2
31
0
1
2
T
S
1º Estágio
2º Estágio
Redes Telefônicas
T
3º Estágio
Capítulo II - Comutação Telefônica
pg 17
MATRIZ DE 03 ESTÁGIOS
1
1
1
1
1
x n
1
1
1
1
m
s
t
k
s
1
1
N
2
n
1
2
2
y
m
t
1
1
1
k
1
s
n
s
1º Estágio
M
1
t
t
2º Estágio
m
s
3º Estágio
x pode se interligar com y através de s caminhos
Redes Telefônicas
Capítulo II - Comutação Telefônica
pg 18
EXERCÍCIO: MATRIZ DE COMUTAÇÃO DE 3 ESTÁGIOS
•Seja uma central de comutação utilizando uma matriz de comutação
de 3 estágios. A central possui 9 enlaces de entrada e 9 enlaces de
saída.Todos os três estágios têm o mesmo número de matrizes
básicas e é igual a 3.
a) Desenhe uma estrutura de conexão para essa matriz,
especificando os números de entradas e de saídas para cada matriz
básica.
b) Estudar uma situação de bloqueio interno. (Uma situação de
bloqueio interno é quando por ex., uma entrada X e uma saída Y
estão livres, mas não podem fazer uma conexão por falta de um
caminho interno).
c) Determine o número de pontos de cruzamento no caso
anterior?
Redes Telefônicas
Capítulo II - Comutação Telefônica
pg 19
SOLUÇÃO
Redes Telefônicas
Capítulo II - Comutação Telefônica
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MATRIZ DE 3 ESTÁGIOS: CONDIÇÃO DE NÃO BLOQUEIO
•Qual é o número de matrizes básicas no 2o estágio para
não haver bloqueio?
1
1
1
1
1
1
n
1
1
1
n
k
1
1
N
n
2
2
2
N
n
1
1
1
1
N/n
k
n
N/n
n
k
A condição de não bloqueio em uma matriz de 3 estágios foi
inicialmente publicada por Clos em 1953.
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Capítulo II - Comutação Telefônica
pg 21
CONDIÇÃO DE NÃO BLOQUEIO
Clos analisou a situação de pior caso:
Suponha que a entrada x queira se interligar com a saída y. No
pior caso as (n-1) entradas do 10 estágio poderão estar ocupadas
(em conversação), necessitando, portanto (n-1) matrizes básicas
no 2o estágio. Por outro lado, as (n-1) saídas do 3o estágio poderão estar ocupadas, necessitando também (n-1) matrizes básicas
no 2o estágio.
Desse modo, para não haver bloqueio
k = (n-1) +(n-1) +1 = 2n-1 matrizes básicas no 2o estágio
k = 2n - 1
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Capítulo II - Comutação Telefônica
pg 22
Número de Pontos de Cruzamentos
1. Sem bloqueio
a) Para um estágio
C1 ( N )  N 2
b) Para três estágios
N NN
N
C3 ( N , n)  n(2n  1) 
(2n  1)  n(2n  1)
n n n
n
N2
= (2n - 1)(2N + 2 )
n
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Capítulo II - Comutação Telefônica
pg 23
EXEMPLO
•
Seja uma central de comutação que utiliza uma matriz de comutação de 3
estágios, sem bloqueio, com 32 enlaces de entrada e 32 enlaces de saída (32X32).
Estudar as situações (pontos de cruzamento, número de matrizes,...) se forem
utilizadas matrizes básicas no primeiro (e terceiro) estágios, com 2, 4, 8 e 16
entradas (saídas)
Primeiro Estágio
Segundo Estágio
Terceiro Estágio
Entradas (n) N• Matrizes Ordem N• Matrizes Ordem N• Matrizes Ordem
NPC
2
16
2X3
3
16X16
16
3X2
960
4
8
4X7
7
8X8
8
7X4
896
8
4
8X15
15
4X4
4
15X8
1200
16
2
16X31
31
2X2
2
31X16
2108
32
1
32X32
xxxx
xxxx
xxx
xxx
1024
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