UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO
FEN / DETEL - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELETRÔNICA E TELECOMUNICAÇÕES
REDES DE COMUNICAÇÃO - I
PROF. GIL PINHEIRO
Os Sistemas de Comunicação Troncalizados
Os Sistemas Troncalizados (Trunking Systems)
A técnica da troncalização (trunking) teve início com a telefonia baseada em centrais
de comutação. Num sistema telefônico diversos usuários (assinantes) estão conectados às
centrais de comutação, havendo uma conexão física de cada estação de usuário à uma central
de comutação. Num sistema troncalizado, entre as centrais existe uma quantidade limitada de
linhas tronco (trunk lines), que permitem que os usuários de centrais diferentes se
comuniquem.
Figura 1 – Sistema de Telefonia Troncalizado
A Figura 1 mostra um Sistema Troncalizado, onde existem terminais telefônicos
conectados as centrais telefônicas A e B. Cada terminal telefônico da central A ao se conectar a
um terminal na central B consome uma linha tronco e as linhas vão sendo alocadas à medida
outras conexões são estabelecidas. Havendo a liberação da linha após o término da conexão,
que poderá ser alocada para outra conexão. Na Figura 1, seriam necessárias 7 linhas
interligando as centrais A e B para que todos os usuários de A pudessem conversar
simultaneamente com os usuários de B. Do mesmo modo, em sistemas maiores, onde há uma
grande quantidade de usuários conectados a cada central, seria necessária uma quantidade
muito elevada de troncos à disposição de todos os usuários de todas as centrais. Porém, isso é
inviável e antieconômico.
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Versão: Outubro/2013
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Por outro lado, como a conversação entre dois usuários possui duração limitada e nem
todos os usuários se comunicam simultaneamente, então faz sentido haver uma quantidade
limitada de linhas tronco. Desse modo, o dimensionamento da troncalização baseia-se no
comportamento estatístico das conexões, a partir da duração média de uma conexão e da
demanda de conexões. De forma, um número finito de canais pode acomodar uma grande
comunidade de usuários.
Num sistema troncalizado, quando um usuário requisita serviço e todas as linhas
tronco estão ocupadas, a tentativa de chamada é bloqueada (é negado acesso ao sistema). A
tentativa de chamada também é bloqueada se o usuário de destino estiver usando o sistema
(se comunicando com outro usuário).
Existe maior probabilidade de um usuário encontrar uma linha ocupada (bloqueada)
quando a quantidade de linhas tronco diminui. Portanto, existe uma quantidade ideal de linhas
para uma dada probabilidade de bloqueio. Sendo utilizados os princípios da Teoria de Filas
para determinar a quantidade ótima de circuitos de uma central telefônica.
Os fundamentos da teoria da troncalização foram desenvolvidos pelo matemático
dinamarquês Erlang, no final do século 19. Em sua homenagem, a unidade de tráfego
telefônico Erlang foi criada, onde 1 Erlang equivale a um canal totalmente ocupado (=
chamada de uma hora de duração com taxa de uma chamada por hora ou então chamada de
um minuto com uma taxa de uma chamada por minuto). Por exemplo: uma central com
ocupação de 0,5 hora durante um intervalo de 1 hora equivale a 0,5 Erlang.
Os Sistemas Troncalizados sem Fio
Considere-se uma frota de veículos que precise se comunicar com uma central via
rádio. Uma solução possível seria subdividir o tráfego em diversos canais, utilizando diversas
freqüências de rádio, alocadas a grupos de veículos. Porém, dependendo da quantidade de
tráfego e da localização dos veículos e outros fatores, alguns canais poderão estar mais
congestionados do que outros, Nesse caso, alguns canais estariam bastante ocupados,
dificultando a comunicação, enquanto outros estariam menos ocupados.
Visando aumentar a capacidade de tráfego de uma quantidade limitada de canais de
rádio, foi criado o sistema de radio trunked. Nesse sistema, todas as freqüências estão
disponíveis e vão sendo alocadas sob demanda, à medida que cada usuário requer acesso ao
sistema.
Os usuários são alocados em “grupos” lógicos para compartilhar seus dados, de
maneira mais eficiente que num canal em radiofrequência dedicada. Quando um usuário quer
falar com um grupo, envia um pacote dos dados a uma central controladora, que emite um
sinal digital a todos os rádios que monitoram esse grupo, instruindo os rádios para mudar
automaticamente à freqüência indicada pelo sistema para monitorar essa transmissão. Depois
que o usuário terminou de se comunicar, os rádios dos usuários retornam a monitorar os
canais de controle para transmissões adicionais. Este arranjo permite que os grupos múltiplos
dos usuários compartilhem de um conjunto pequeno de radiofrequências (canais) reais sem
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ouvir outras conversações. Os sistemas de Rádio Trunk diferem dos sistemas de rádio
“convencionais” que usam um canal exclusivo (freqüência) para cada grupo individual de
usuários, quando dos sistemas de rádio do “trunking” usa uma associação de canais que estão
disponíveis para um grande grupo de usuários.
Qualidade de Serviço em Sistemas de Comunicação Celulares
Os sistemas de telefonia celular também são sistemas troncalizados (trunking). Onde é
necessário acomodar um grande número de usuários em um espectro limitado (quantidade de
canais). O conceito de troncalização permite que um grande número de assinantes
compartilhe um número consideravelmente menor de canais numa célula (ERB) permitindo
acesso de cada usuário, por demanda, ao conjunto de canais disponíveis. Num sistema
troncalizado, um canal é alocado ao usuário apenas durante sua chamada. Após o término da
chamada o canal volta a fazer parte do conjunto de canais disponíveis.
O Grau de Serviço (GOS) é a medida da probabilidade de um usuário conseguir utilizar
um sistema troncalizado, ou seja, que o usuário encontre um canal disponível para efetuar sua
chamada na hora de maior movimento. A hora de maior tráfego é baseada na maior demanda
medida durante um dia, uma semana, um mês ou um ano. Num sistema celular, o maior
tráfego tipicamente ocorre entre 4 e 6 horas da tarde de 5ª ou 6ª Feira. É atribuição do
projetista do sistema estimar a capacidade máxima requerida e alocar o número apropriado de
canais, de forma a obter o grau de serviço desejado.
O GOS é definido normalmente como a probabilidade de uma chamada ser bloqueada.
Ou a probabilidade de uma chamada experimentar um atraso maior que certo tempo de
espera limite.
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