Voz : Sinalização de telefonia

Controle e Sinalização de Rede de Voz

7 Abril 2008 - Tradução Manual
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Índice

Introdução
Pré-requisitos
     Requisitos
     Componentes Usados
     Convenções
Andamento de chamada básica
Sinalização de endereço e ponta e anel
     Sinalização de endereço
     Discagem por Pulso
     Discagem DTMF
Sinalização de início de loop
     Sinalização de Início de Loop Analógico
     Sinalização de início de loop digital para plataformas 26/36/37xx
     Sinalização de início de loop digital para plataformas AS5xxx
     Teste de início de loop
     Sinalização de início de terra
     Sinalização de início de terra digital para plataformas AS5xxx
     Recebido (Tocando no Destino)
Sinalização de E&M
     Sinalização E&M digital
     Teste de tronco de ligação E&M
Sistema de sinalização ITU-T 7
     Sistemas de sinalização de canal comum
     Recursos U.S. PSTN do Sistema de sinalização 7
Discussões relacionadas da comunidade de suporte da Cisco
Informações Relacionadas

Introdução

Este documento discute as técnicas de sinalização necessárias para controlar a transmissão de voz. Essas técnicas de sinalização podem ser colocadas em uma destas três categorias: supervisão, endereçamento ou alertas. A supervisão inclui a detecção de alterações no status de um circuito ou tronco. Ao detectar essas alterações, o circuito supervisor gera uma resposta predeterminada. Um circuito (loop) pode fechar para conectar uma chamada, por exemplo. O endereçamento envolve a transmissão de dígitos (pulso ou tom) para um PBX (Private Branch Exchange) ou escritório central (CO). Esses dígitos discados fornecem ao switch um caminho de conexão para outro telefone ou customer premises equipment (CPE). O alerta fornece tons audíveis ao usuário, indicando determinadas condições, como uma chamada recebida ou um telefone ocupado. Uma chamada de telefone não pode ocorrer sem todas essas técnicas de sinalização. Neste documento, uma discussão de tipos específicos de sinalização dentro de cada categoria precede um exame do andamento da chamada básica, da origem até o encerramento.

Pré-requisitos

Requisitos

Não existem requisitos específicos para este documento.

Componentes Usados

Este documento não está restrito a versões específicas de software e de hardware.

Convenções

Consulte Convenções de Dicas Técnicas da Cisco para obter mais informações sobre as convenções de documentos.

Andamento de chamada básica

O andamento de uma chamada telefônica com sinalização de início em loop ativada pode ser dividido em cinco fases: no gancho, fora do gancho, discagem, switching, toque e fala. A Figura 1 mostra a fase no gancho.

Figura 1.

basiccallprogress1.gif

Quando o fone está no gancho, o circuito está no gancho. Em outras palavras, antes do início de uma chamada telefônica, o telefone está em uma condição de prontidão, aguardando que um chamador levante o fone. O estado é chamado no gancho. Nesse estado, o circuito 48-VCC no aparelho de telefone para o CO está aberto. O switch CO contém a fonte de alimentação para este circuito CC. A fonte de alimentação localizada no switch CO evita uma perda do serviço telefônico quando há uma interrupção de energia no local onde está o telefone. Apenas o toque está ativo quando o telefone está nessa posição. A Figura 2 mostra a fase fora do gancho.

Figura 2.

basiccallprogress2.gif

A fase fora do gancho ocorre quando o cliente do telefone decide fazer uma chamada e tira o fone do gancho. O gancho do switch fecha o loop entre o switch CO e o telefone e permite o fluxo de corrente. O switch CO detecta esse fluxo de corrente e transmite um tom de discagem (tons de 350 e 440 hertz tocados continuamente) para o aparelho telefônico. Esse tom de discagem sinaliza que o cliente pode iniciar a discagem. Não há garantia de que o cliente ouvirá o tom de discagem imediatamente. Se todos os circuitos estiverem sendo usados, talvez o cliente precise esperar pelo tom de discagem. A capacidade de acesso do switch de CO que está sendo usado determina em quanto tempo um toque de discagem é enviado ao telefone do chamador. O switch CO gera um tom de discagem apenas depois de reservar registros para armazenar o endereço de entrada. Portanto, o cliente não poderá discar enquanto não receber um tom de discagem. Se não houver tom de discagem, os registros não estarão disponíveis. A Figura 3 mostra a fase de discagem.

Figura 3.

basiccallprogress3.gif

A fase de discagem permite que o cliente insira um número de telefone (endereço) em outro local. O cliente insere esse número com um telefone de disco giratório, que gera pulsos, ou um telefone de tom (botão de pressão), que gera tons. Esses telefones utilizam dois tipos diferentes de sinais de endereçamento para notificar a companhia telefônica de onde um assinante chama: Discagem Dual tone multifrequency (DTMF) e discagem por pulso.

Esses pulsos ou tons são transmitidos ao switch CO por um cabo de par trançado (linhas de ponta e anel). A Figura 4 mostra a fase de switching.

Figura 4.

basiccallprogress4.gif

Na fase de switching, o switch CO converte os pulsos ou tons em um endereço de porta que os conecta a um conjunto de telefones da parte que recebe a chamada. Essa conexão pode ir diretamente para o aparelho de telefone solicitado (para chamadas locais) ou pode percorrer outro switch ou vários switches (para chamadas de longa distância) antes de alcançar seu destino final. A Figura 5 exibe a fase de toque.

Figura 5.

basiccallprogress5.gif

Depois que o switch CO se conecta à linha chamada, ele envia para ela um sinal de 20-Hz e 90V. Esse sinal toca no telefone da parte chamada. Enquanto o telefone da parte chamada toca, o switch CO envia um tom de retorno de sinal audível ao chamador. Esse retorno de sinal permite que o chamador saiba que o toque está ocorrendo na parte chamada. O switch CO transmite tons 440 e 480 ao telefone do chamador para gerar o retorno de sinal. Esses tons são tocados por um tempo específico, intermitentemente. Se o telefone da parte chamada estiver ocupado, o switch CO enviará um sinal de ocupado para o chamador. Esse sinal de ocupado consiste em tons de 480 e 620 Hz. A Figura 6 mostra a fase de fala.

Figura 6.

basiccallprogress6.gif

Na fase de fala, a parte chamada escuta o telefone tocando e decide responder. Assim que a parte chamada levanta o fone, uma fase de fora do gancho é iniciada novamente, desta vez na extremidade oposta da rede. O loop local é fechado no lado da parte chamada. Assim, a corrente flui para o switch CO. Esse switch detecta o fluxo de corrente e completa a conexão de voz de volta para o telefone da parte que faz a chamada. Agora, a comunicação de voz entre as duas extremidades dessa conexão pode começar.

A Tabela 1 mostra um sumário de tons de alerta que podem ser gerados pelo switch CO durante uma chamada telefônica.

Tabela 1

callprogresstones.gif

Os tons de andamento na Tabela 1 são para sistemas telefônicos da América do Norte. Os sistemas internacionais de telefonia podem ter um conjunto totalmente diferente de tons de andamento. Todos devem estar familiarizados com a maioria desses tons de andamento da chamada.

Um Tom de discagem indica que a companhia telefônica está pronta para receber dígitos do telefone do usuário.

Um tom Ocupado indica que uma chamada não pode ser concluída, pois o telefone na extremidade remota já está em uso.

Um tom Retorno de Chamada (normal ou PBX) indica que a companhia telefônica está tentando completar uma chamada em nome de um assinante.

Um tom de progresso de Congestionamento é utilizado entre os switches para indicar que, no momento, o congestionamento na rede telefônica de longa distância impede que uma chamada telefônica continue.

Um tom de Reordenação indica que todos os circuitos telefônicos locais estão ocupados e, assim, impedem que uma chamada telefônica seja processada.

Um tom Receptor fora do gancho é um tom alto, que indica que o receptor de um telefone foi deixado fora do gancho por um longo período de tempo.

Um tom de Número inexistente indica que o número discado não pode ser encontrado na tabela de roteamento de um switch.

Sinalização de endereço e ponta e anel

Sinalização de endereço

North American Numbering Plan

O North American Numbering Plan (NANP) utiliza dez dígitos para representar um número de telefone. Esses dez dígitos são divididos em três partes: o código de área, o código da central e o código da estação.

No NANP original, o código de área consistia nos primeiros três dígitos do número de telefone e representava uma região na América do Norte (incluindo Canadá). O primeiro dígito era qualquer número de 2 a 9, o segundo dígito era 1 ou 0 e o terceiro dígito era qualquer número de 0 a 9. O código da central consistia nos segundos três dígitos do número de telefone e identificava exclusivamente um switch na rede telefônica. O primeiro dígito era qualquer número de 2 a 9, o segundo dígito era qualquer número de 2 a 9 e o terceiro dígito era qualquer número de 0 a 9. O código de área e o código da central não poderiam nunca ser iguais, pois o segundo dígito de cada código era sempre diferente. Com esse sistema de numeração, o switch podia determinar se a chamada era local ou de longa distância com o segundo dígito do código de área. O código da estação consistia nos quatro últimos dígitos no número de telefone. Esse número identificava exclusivamente uma porta no switch que estava conectado ao telefone que estava sendo chamado. Com base neste sistema de numeração de dez dígitos, um código de central poderia ter até 10.000 códigos de estação diferentes. Para que um switch tenha mais de 10.000 conexões, ele deve ter mais códigos de central designados a ele.

O aumento no número de linhas telefônicas instaladas nos lares, o acesso a Internet e o uso de aparelhos de fax reduziram drasticamente a quantidade de números de telefone disponíveis.. Esse cenário levou a uma alteração na NANP. O plano atual é basicamente o mesmo que o plano antigo, exceto pelo código de área e seções de código de central do número de telefone. Os três dígitos para o código de área e o código da central agora são selecionados da mesma forma. O primeiro dígito pode ser qualquer número de 2 a 9 e o segundo e terceiro dígitos podem ser qualquer número de 0 a 9. Esse cenário aumenta dramaticamente o número de códigos de área disponíveis, o que, por sua vez, aumenta o número de códigos de estação que podem ser designados. Se a chamada corresponder a um número de longa distância, o número um deve ser discado antes do número de 10 dígitos.

Plano de Numeração Internacional

O Plano de Numeração Internacional se baseia na especificação E.164 da ITU-T, um padrão internacional que todos os países devem seguir. Esse plano determina que o número de telefone em todos os países não pode ser maior que 15 dígitos. Os primeiros três dígitos representam o código do país, mas cada um pode escolher se deseja utilizar todos os três dígitos. Os 12 dígitos restantes representam o número específico nacional. Por exemplo, o código do país para a América do Norte é 1. Portanto, ao chamar a América do Norte de qualquer país, é necessário discar 1 para acessar o NANP. Depois, são discados os dez dígitos exigidos pelo NANP. Os 12 dígitos do número nacional específico podem ser organizados de qualquer modo considerado apropriado pelo país específico. Além disso, alguns países podem usar um conjunto de dígitos para indicar uma chamada internacional feita. Por exemplo, 011 é usado nos Estados Unidos para fazer uma chamada internacional de saída. A Figura 7 ilustra o endereçamento de rede na América do Norte.

Figura 7.

networkaddressing.gif

Nesta figura, o chamador está gerando uma chamada de dentro das instalações de um cliente que usa um PBX para acessar a rede de telefonia de comutada pública (PSTN). Para passar do PBX, o chamador deve discar 9 primeiro (é assim que funciona a maioria dos PBXs). Em seguida, o chamador deve discar 1 para longa distância e o número de 10 dígitos do telefone para o qual deseja ligar. O código de área transfere o chamador por dois switches, primeiro um switch local e, depois, um switch de operadora de longa distância (IXC), para chamadas de longa distância. O código da central (os segundos três dígitos) transfere o chamador para um switch local novamente e, em seguida, a outro PBX. Finalmente, o código de estação (últimos quatro dígitos) transfere o chamador para o telefone que está sendo chamado.

Discagem por Pulso

A Discagem por Pulso é uma técnica de sinalização in-band. Ela é usada em telefones analógicos com um switch de discagem giratório. A grande roda de discagem numérica em um telefone de disco giratório gira a fim de enviar dígitos para fazer uma chamada. Esses dígitos devem ser produzidos em uma taxa específica e dentro de um determinado nível de tolerância. Cada pulso consiste em uma “interrupção” e um “acionamento”, obtidas quando o circuito de loop local é aberto ou fechado. O segmento de interrupção é o momento durante o qual o circuito está aberto. O segmento de acionamento é o momento durante o qual o circuito está fechado. Cada vez que a roda é girada, a parte inferior fecha e abre o circuito que leva ao switch CO ou ao switch PBX.

Um “governador” dentro da roda controla a taxa com que os dígitos pulsam. Por exemplo, quando o assinante disca um dígito na roda de discagem para chamar alguém, uma mola é tensionada. Quando a roda é liberada, a mola gira a roda de volta à posição original e um switch orientado por câmara abre e fecha a conexão para a companhia telefônica. O número de aberturas e fechamentos consecutivos – ou interrupções e acionamentos – representa os dígitos discados. Portanto, se o dígito 3 é discado, o switch fecha e abre três vezes. A Figura 8 representa a seqüência dos pulsos que ocorrem quando um dígito 3 é discado por pulso.

Figura 8.

pulsedialing.gif

Esta ilustração exibe os dois termos, acionamento e interrupção. Quando um telefone está fora do gancho, um acionamento ocorre e o chamador recebe um tom de discagem do switch CO. Em seguida, o chamador disca dígitos, gerando seqüências de acionamentos e interrupções que ocorrem a cada 100 milissegundos (ms). O ciclo de interrupção e acionamento deve corresponder a uma taxa de 60 por cento de interrupção para 40 por cento de acionamento. Em seguida, o telefone permanecerá em um estado de acionamento até que outro dígito seja discado ou o telefone seja retornado a um estado no gancho (equivalente a uma interrupção). O endereçamento do pulso de discagem é um processo muito lento, pois o número de pulsos gerados é igual ao dígito discado. Assim, discar o dígito 9 gera nove pulsos de acionamento e interrupção. A discagem do dígito 0 gera dez pulsos de acionamento e interrupção. Para aumentar a velocidade de discagem, uma nova técnica de discagem (DTMF) foi desenvolvida. A Figura 9 mostra os tons de freqüência gerados pela discagem DTMF (também chamada de discagem por tom).

Discagem DTMF

Figura 9.

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A discagem DTMF é uma técnica de sinalização como a discagem por pulso. Essa técnica é usada em telefones analógicos que possuem um touchpad. Essa técnica de discagem utiliza apenas dois tons de freqüência por dígito, como mostrado na Figura 9. Cada botão no teclado de um touchpad ou de um telefone de botões é associado a um conjunto de freqüências altas e baixas. No teclado, cada linha de teclas é identificada por um tom de baixa freqüência e cada coluna é associada a um tom de alta freqüência. A combinação de ambos os tons notifica a companhia telefônica do número chamado, através da multifreqüência dos tons duais. Portanto, quando o dígito 0 é discado, apenas os tons de freqüência 941 e 1336 são gerados, em vez de dez pulsos de acionamento e interrupção, gerados pela discagem de pulso. O tempo ainda é uma interrupção de 60 ms. e acionamento de 40 ms. para cada freqüência gerada. Essas freqüências foram selecionadas para discagem DTMF com base na resistência a interferência de ruídos de fundo comuns.

Sinalização de freqüência única e multifreqüência

Os padrões de sinalização R1 e R2 são utilizados para transmitir informações de sinalização de endereçamento e de supervisão entre switches de rede de voz. Ambos utilizam a sinalização de freqüência única para transmitir informações de supervisão e a sinalização multifreqüência para informações de endereçamento.

Sinalização R2

As especificações de sinalização R2 estão contidas nas Recomendações ITU-T Q.400 a Q.490. A camada de conexão física para R2 é, em geral, uma interface E1 (2,048 megabits por segundo [Mbps]), que está em conformidade com o padrão ITU-T G.704. A operadora de recursos digitais de E1 é executada em 2,048 Mbps e possui 32 slots de tempo. Os slots de tempo de E1 são numerados de TS0 a TS31, onde TS1 a TS15 e TS17 a TS31 são utilizados para conduzir voz, codificada com modulação de código de pulso (PCM) ou para conduzir dados de 64 kbps. Essa interface utiliza o slot de tempo 0 para sincronização e framing (mesmo que para PRI [Primary Rate Interface]) e utiliza o slot de tempo 16 para a sinalização ABCD. Existe uma estrutura multiquadros de 16 quadros que permite que um único slot de 8 bits processe a sinalização de linha para todos os 30 canais de dados.

Controle de Chamada e Sinalização R2

Dois tipos de sinalização estão envolvidos: Sinalização de linha (sinais supervisores) e sinalização entre registros (sinais de controle de configuração de chamada). A sinalização de linha envolve informações de supervisão (no gancho e fora do gancho) e a sinalização entre registros lida com o endereçamento. Essas funções são descritas em mais detalhes neste documento.

Sinalização de Linha R2

R2 utiliza CAS (sinalização associada a canal) Isso indica que, no caso de E1, um dos slots de tempo (canais) é dedicado à sinalização, em oposição à sinalização utilizada por T1. Esse segundo usa o bit superior de cada slot de tempo em cada sexto quadro.

Essa sinalização é fora da banda e usa bits ABCD de uma maneira semelhante à sinalização de bit roubado T1 para indicar o status no gancho ou fora dele. Esses bits ABCD aparecem no slot de tempo 16 em cada um dos 16 quadros que compõem um multiquadro. Desses quatro bits, algumas vezes conhecido como canais de sinalização, apenas dois (A e B) são realmente utilizados na sinalização R2 , e os outros dois são sobressalentes.

Em oposição a tipos de sinalização de bit roubado como início de permissão, esses dois bits possuem significados diferentes nas direções para frente e para trás. No entanto, não há variantes no protocolo de sinalização básico.

A sinalização de linha é definida com estes tipos:

R2-Digital — O tipo de sinalização da linha R2, ITU-U Q.421, em geral, utilizado para sistemas PCM (onde os bits A e B são utilizados).

R2-Analógico — O tipo de sinalização da linha R2, ITU-U Q.411, em geral, utilizado para sistemas da operadora (onde um bit de Tom/A é utilizado).

R2-Pulso — O tipo de sinalização da linha R2, ITU-U Suplemento 7, em geral, utilizado para sistemas que usam links de satélite (onde um bit de Tom/A é pulsado).

Sinalização entre registros R2

A transferência de informações de chamada (números chamados e chamadores, e assim por diante) é feita com tons no slot de tempo usado para a chamada (denominado sinalização em banda).

O R2 usa seis freqüências de sinalização no sentido de encaminhamento (do iniciador da chamada) e seis freqüências diferentes no sentido oposto (da parte que responde a chamada). Os sinais entre registros são o tipo de multifreqüência com um código em banda de dois-em-seis. As variações na sinalização R2 que usam apenas cinco das seis freqüências são conhecidas como sistemas CAS decádicos.

A sinalização entre registros é, em geral, desempenhada de ponta-a-ponta por um procedimento compelido. Isso significa que os tons em uma direção são reconhecidos por um tom na outra direção. Esse tipo de sinalização é conhecido como sinalização multifreqüencial forçada (MFC).

Há três tipos de sinalizações entre registros:

R2-Forçada — Quando um par de tons é enviado de um switch (sinal de encaminhamento), os tons permanecem ativos até que o terminal remoto responda (envie um ACK) com um par de tons que sinalize ao switch para desativar os tons. Os tons são forçados a permanecer ativados até que sejam desativados.

R2-Não Forçada — Os pares de tons são enviados (sinal de encaminhamento) como pulsos, para que permaneçam ativos por uma duração breve. As respostas (sinais de retorno) ao switch (Grupo B) são enviadas como pulsos. Não há sinais do Grupo A na sinalização não forçada entre registros.

Observação: A maioria das instalações utilizam a sinalização não forçada entre registros.

R2-Semi-Forçada — Os pares de tons de direcionamento são enviados como forçados. As respostas (sinais de retorno) ao switch são enviadas como pulsos. Este cenário é o mesmo do forçado, exceto que os sinais de retorno são pulsados em vez de serem contínuos.

Os recursos que podem ser sinalizados incluem:

  • Número da parte chamada ou chamadora

  • Tipo de chamada (trânsito, manutenção e assim por diante)

  • Sinais supressores de eco

  • Categoria da parte chamadora

  • Status

Sinalização R1

As especificações de sinalização R1 estão contidas nas Recomendações ITU-T Q.310 a Q.331. Este documento contém um sumário dos pontos principais. A camada de conexão física para R1, em geral, é uma interface T1 (1.544 Mbps) que atende o padrão G.704 do ITU-T. Este padrão utiliza o 193° bit do quadro para sincronização e enquadramento (mesmo que T1).

Controle de Chamada e Sinalização R1

Novamente, dois tipos de sinalização estão envolvidos: sinalização de linha e sinalização de registros. A sinalização de linha envolve informações de supervisão (no gancho e fora do gancho) e a sinalização de registros lida com o endereçamento. Ambos são discutidos com mais detalhes abaixo:

Sinalização de linha R1

R1 utiliza o CAS no slot através da captura do oitavo bit de cada canal a cada sexto quadro. Este tipo de sinalização usa bits ABCD de uma maneira idêntica à sinalização de bit roubado T1 para indicar o status no gancho ou fora do gancho.

Sinalização de registro de R1

A transferência de informações de chamada (números chamados e chamadores, assim por diante) é feita com tons no slot de tempo que está sendo usado para a chamada. Esse tipo de sinalização também é conhecido como sinalização em banda.

A R1 utiliza seis freqüências de sinalização, que são de 700 a 1700 Hz em etapas de 200 Hz. Os sinais entre registros são do tipo multifreqüência e utilizam código em banda dois-em-seis. As informações de endereço contidas na sinalização de registros são precedidas por um tom KP (início do sinal de pulso) e finalizadas por um tom ST (final do sinal de pulso).

Os recursos que podem ser sinalizados incluem:

  • Número da parte chamada

  • Status de chamada

Linhas de ponta e anel

A figura 10 ilustra linhas de ponta e anel em uma rede de serviço de telefonia tradicional (POTS).

Figura 10.

tipandring.gif

A maneira padrão de transportar voz entre dois telefones é utilizar as linhas de ponta e anel. As linhas de ponta e anel são o par de fios trançados que se conectam ao seu telefone por um conector RJ-11. A capa é o condutor do terra para este conector RJ-11.

Sinalização de início de loop

A sinalização de início de loop é uma técnica de sinalização de supervisão que fornece um meio para indicar as condições no gancho e fora do gancho em uma rede de voz. A sinalização de início de loop é usada principalmente ao fazer a conexão do telefone a um switch. Esta técnica de sinalização pode ser utilizada em qualquer uma destas conexões:

  • Telefone definido como switch CO

  • Telefone definido como switch PBX

  • Telefone configurado para módulo (interface) de estação de câmbio internacional (FXS)

  • Switch PBX para switch CO

  • Switch PBX ao módulo FXS (interface)

  • Switch PBX para módulo (interface) de escritório de câmbio internacional (FXO)

  • Módulo FXS para módulo FXO

Sinalização de Início de Loop Analógico

As figuras 11 a 13 ilustram a sinalização de início de circuito de um aparelho telefônico, switch de PBX ou módulo de FXO para um switch CO ou módulo FXS. A Figura 11 mostra o estado inativo para a sinalização de início de loop.

Figura 11.

loopstarttipandring2.gif

Neste estado ocioso, o telefone, PBX ou módulo FXO tem um loop aberto de dois fios (linhas de ponta e de anel abertas). Ele poderia ser um aparelho telefônico configurado com o fone no gancho ou um módulo de PBX ou FXO gerando uma abertura entre as linhas da ponta e de anel. O CO ou o FXS esperam por um circuito fechado que gere um fluxo de corrente. O CO ou o FXS possuem um gerador de toque conectado à linha de ponta e -48 VCC na linha de anel. A figura 12 mostra um estado fora do gancho para um telefone ou uma captura de linha para um módulo do PBX ou FXO.

Figura 12.

loopstarttipandring.gif

Nesta ilustração, um aparelho de telefone, o PBX ou o módulo FXO fecha o loop entre as linhas de ponta e anel. O telefone tira seu fone do gancho ou o PBX ou o módulo FXO fecha uma conexão de circuito. O módulo CO ou FXS detecta esse fluxo de corrente e gera um tom de discagem, enviado ao aparelho telefônico, PBX ou módulo FXO. Isso indica que o cliente pode iniciar a discagem. O que acontece quando há uma chamada de entrada do switch CO ou módulo FXS? A Figura 13 mostra essa situação.

Figura 13.

loopstarttipandring3.gif

Na ilustração, o módulo CO ou FXS apodera-se da linha de anel do telefone, PBX ou FXO chamada, superpondo um sinal de 20 Hz, 90 VCA sobre a linha de anel de 48 VCC. Este procedimento faz tocar o aparelho telefônico da parte chamada ou sinaliza o módulo PBX ou FXS de que há uma chamada de entrada. O módulo CO ou FXS remove esse toque uma vez que o aparelho de telefone, o PBX ou o módulo FXO fecha o circuito entre as linhas de dica e anel. O aparelho telefônico fecha o circuito quando a parte chamada pega o fone. O módulo PBX ou FXS fecha o circuito quando há um recurso disponível para conectar-se à parte chamada. O sinal de toque de 20 Hz gerado pelo switch CO é independente das linhas de usuário e é a única forma para um usuário perceber que há uma chamada recebida. As linhas de usuário não têm um gerador de anel dedicado. Portanto, o switch CO deve fazer o ciclo por todas as linhas que devem ser tocadas. Este ciclo demora aproximadamente quatro segundos. Esse retardo no toque de um telefone causa um problema, conhecido como indicação de espera, quando o switch CO e o aparelho de telefone, PBX ou módulo FXO capturam uma linha simultaneamente. Quando isso ocorre, a pessoa que inicia chamada é quase instantaneamente conectada ao destinatário da chamada, sem nenhum tom de chamada de volta. A indicação de espera não é um grande problema do aparelho telefônico para o switch CO, pois uma situação de espera ocasional pode ser tolerada pelo usuário. A indicação de espera torna-se um grande problema quando um início de loop é utilizado do PBX ou módulo FXO ao switch CO ou módulo FXS, pois mais de um tráfego de chamada está envolvido. Portanto, a chance de indicação de espera aumenta. Esse cenário explica porque a sinalização de início de loop é usada principalmente ao conectar ao telefone para um switch. A melhor maneira de evitar a indicação de espera é utilizar a sinalização de início de terra, descrita na seção posterior.

Sinalização de início de loop digital para plataformas 26/36/37xx

Estes diagramas mostram o status de bits para os bits ABCD para a sinalização de início de loop FXS/FXO, visto que se aplica a plataformas 26/36/37xx:

ls_table.gif

Sinalização de início de loop digital para plataformas AS5xxx

Estes diagramas mostram o status de bits para os bits AB para a sinalização de início de loop FXS/FXO, visto que se aplica apenas às plataformas AS5xxx: Isso não é aplicável às plataformas 26/36/37xx. Este modo de operação é usado com mais freqüência em aplicativos de extensão sem premissa (OPX). Este é um esquema de sinalização em dois estados, utilizando o “bit B” para sinalização.

Condição ociosa:

Para FXS: Bit A = 0, Bit B = 1

fxotofxssignaling.gif

Do FXS: Bit A = 0, Bit B = 1

FXS é Originado de:

Etapa 1: O FXS altera o bit A para 1, sinalizando ao FXO para fechar o loop.

Para FXS: Bit A = 0, Bit B = 1

fxotofxssignaling.gif

Do FXS: Bit A = 1, Bit B = 1

Origens de FXO

Etapa 1: FXO define o bit B como 0. O bit B comuta com a geração do toque:

Para FXS: Bit A = 0, Bit B = 1

fxotofxssignaling.gif

Do FXS: Bit A = 1, Bit B = 1

Teste de início de loop

A forma de testar os estados de sinalização de um tronco de início de loop é discutida em relação a dois pontos de vista: a partir do demarc que observa o CO e a partir do demarc que observa o PBX.

Condição Ociosa (no gancho, estado inicial)

A condição ociosa é representada na Figura 14. Os clipes de conexão são removidos para isolar o CO do PBX.

Observando o PBX, uma condição em aberto é verificada entre os condutores T-R no demarc.

Analisando o CO de demarc, o terra é observado no condutor T e -48 V são observados no condutor R. Um voltímetro conectado entre T e R no lado de CO do demarc lê idealmente próximo a -48V.

Figura 14.

loopandgroundstarttesting1.gif

Saída (fora do gancho)

Para testar a operação em relação ao CO, remova os clipes de conexão e conecte um aparelho telefônico de teste nos conectores T-R em relação ao CO. O aparelho de teste permite o fechamento do loop. O CO detecta o fechamento do loop, conecta um receptor de dígitos ao circuito, estabelece um caminho de áudio e transmite o tom de discagem ao PBX. (Consulte a Figura 15).

Figura 15.

loopandgroundstarttesting2.gif

Após o tom de discagem é recebido pelo telefone de teste, você poderá prosseguir a discagem com o DTMF ou a sinalização de pulso de discagem, como permitido pelo CO. Alguns COs são equipados para receber apenas o endereçamento de pulso de discagem. Aqueles equipados para receber DTMF também podem receber pulsos de discagem. Ao receber o primeiro dígito discado, o CO remove o tom de discagem.

Após a discagem de todos os dígitos, o receptor de dígitos é removido no CO e a chamada é roteada para a estação ou o switch distante. O caminho de áudio é estendido sobre o recurso de saída e sons audíveis de andamento da chamada são retornados para testar o telefone. Quando a chamada for atendida, sinais de voz poderão ser ouvidos no caminho de áudio.

Recebimento (tocando no destino)

Um telefone de teste no demarc também pode ser utilizado para testar troncos iniciais de loop para a operação de chamada de entrada. A configuração do teste é a mesma que para as chamadas de saída. Geralmente, o técnico de PBX chama um técnico de CO em outra linha e pede que ele chame o PBX no tronco em teste. O CO aplica tensão de toque ao tronco. Idealmente, o telefone de teste no demarc toca. O técnico de PBX responde a chamada no telefone de teste. Se os técnicos podem falar entre si pelo tronco em teste, o tronco funciona normalmente.

É difícil testar entre o PBX e o demarc com clipes de ligação removidos. Os circuitos da interface inicial do loop na maioria dos PBXs requerem voltagem de bateria do CO para suas operações. Se a voltagem não estiver presente, o tronco não poderá ser selecionado para chamadas de saída. O procedimento normal é testar o tronco do demarc até o CO; primeiro, com os clipes de conexão removidos, como descrito, e, em seguida, após a instalação dos clipes. Se o tronco falhar em funcionar apropriadamente quando conectado ao PBX, o problema é provavelmente no PBX ou na gravação entre o PBX e o demarc.

Sinalização de início de terra

A sinalização de início de terra é outra técnica de sinalização de supervisão, como o início de loop, que fornece um meio para indicar as condições no gancho e fora do gancho em uma rede de voz. A sinalização de início de terra é utilizada principalmente em conexões de switch a switch. A principal diferença entre sinalização de início de terra e de loop é que o início de terra requer que a detecção de terra ocorra em ambos os terminais de uma conexão antes do loop de ponta e de anel possa ser fechado.

Apesar da sinalização de início de loop funcionar ao utilizar o telefone em casa, a sinalização de início de terra é preferível quando há troncos de alto volume envolvidos nos centros de switching de telefones. Como a sinalização de início de terra utiliza um switch de pedidos e/ou confirmação em ambos os terminais da interface, é preferível em relação aos FXOs e outros métodos de sinalização em troncos de alto uso.

Sinalização de início de terra analógica

As figuras de 16 a 19 abordam a sinalização de início de terra apenas de um switch CO ou módulo FXS para um módulo PBX ou FXO. A Figura 16 mostra a condição ociosa (no gancho) da sinalização de início de terra.

Figura 16.

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Na ilustração acima, as linhas de ponta e de anel estão desconectadas da terra. O PBX e FXO estão monitorando constantemente a linha de ponta para terra e o CO e FXS estão monitorando constantemente a linha de anel para terra. A bateria (-48 VCC) ainda está conectada à linha de anel como na sinalização de início de loop. A Figura 17 mostra uma chamada originada de um PBX ou FXO.

Figura 17.

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Na ilustração, um PBX ou FXO aterra a linha de anéis para indicar para o CO ou FXS que há uma chamada de entrada. CO ou FXS detecta a terra do anel e, em seguida, faz o aterramento do condutor na extremidade para permitir que o PBX ou FXO saibam que ele está pronto para receber a chamada de entrada. O PBX ou FXO sente o terra de ponta e fecha o loop entre as linhas de ponta e de anel em resposta. Ele também remove a base do anel. Este processo completa a conexão de voz para o CO ou FXS e a comunicação de voz pode ter início. A figura 18 exibe uma chamada proveniente de CO ou de FXS.

Figura 18.

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Na Figura 18, o CO ou FXS liga a linha de extremidade à terra e, em seguida, sobrepõe uma tensão de toque de 20 Hz 90 VCA sobre a linha do anel para alertar o PBX ou FXO sobre uma chamada recebida. A Figura 19 mostra a condição da fase final (no gancho) da sinalização de início de terra.

Figura 19.

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Nesta ilustração, o módulo PBX ou FXO detecta tanto o toque quanto o aterramento da ponta. Quando o PBX ou FXO tiver recursos disponíveis para estabelecer a conexão, o PBX ou o FXO fechará o circuito entre as linhas de ponta e de anel e removerá o aterramento do anel. CO ou FXS detecta o fluxo de corrente a partir do loop de ponta e de anel e, em seguida, remove o tom de toque. É preciso que o PBX ou o FXO detecte o aterramento da ponta e o toque em 100 ms ou o circuito expirará e o responsável pela chamada terá que solicitar nova chamada. Este intervalo de expiração de 100 ms ajuda a evitar a indicação de espera.

Sinalização de início de terra digital para plataformas 26/36/37xx

Estes diagramas mostram o status de bits para os bits ABCD para a sinalização de início de loop FXS/FXO, visto que se aplica a plataformas 26/36/37xx.

Observação: Este diagrama é da perspectiva do FXO do roteador.

Observação: Desconectar Supervisão foi efetuado com o bit A.

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Sinalização de início de terra digital para plataformas AS5xxx

Estes diagramas mostram o status de bits para os bits AB para a sinalização de início de loop FXS/FXO, visto que se aplica apenas às plataformas AS5xxx: Isso não é aplicável às plataformas 26/36/37xx. Este modo de operação é usado com mais freqüência em aplicativos de tronco FX (Foreign Exchange).

Origens de FXS

Condição ociosa:

Para FXS: Bit A = 1, Bit B = 1

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Do FXS: Bit A = 0, Bit B = 1

Etapa 1: FXS origina a chamada O bit B de FXS chega a 0:

Para FXS: Bit A = 1, Bit B = 1

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Do FXS: Bit A = 0, bit B = 0 (FXS originando a chamada)

Etapa 2: O bit A de FXO chega a 0:

Para FXS: Bit A = 0 (FXO respondendo), bit B = 1

fxotofxssignaling.gif

Do FXS: Bit A = 0, Bit B = 0

Etapa 3: FXS responde através da transmissão A=1, B=1 a FXO:

Para FXS: Bit A = 0, Bit B = 1

fxotofxssignaling.gif

Do FXS: Bit A = 1, Bit B = 1

FXO é Originado de:

Etapa 1: FXO altera os bits A e B de 1 a 0 (bit B segue o ciclo de toque):

Para FXS: Bit A = 0, Bit B = 0

fxotofxssignaling.gif

Do FXS: Bit A = 0, Bit B = 1

Etapa 2: FXS altera o bit A de 0 a 1 na resposta. FXO retira o gerador de toques em resposta. Quando o gerador de toques é retirado, o FXO retorna o bit B a 1.

Para FXS: Bit A = 0, Bit B = 1

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Do FXS: Bit A = 1, Bit B = 1

Teste de inicio de terra

Os testes para troncos iniciais de terra são semelhantes aos testes para troncos iniciais de loop. Entretanto, alguns testes entre o PBX e o demarc, com os clipes de conexão removidos, podem geralmente ser feitos.

Condição ociosa (no gancho)

A condição ociosa é representada na Figura 20. Os clipes de conexão são removidos para isolar o PBX do CO. Observando o PBX, -48V é observado no condutor T e o condutor R é aberto. Observando o CO, -48V é observado no condutor R e o condutor T é aberto.

Figura 20.

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Idealmente, o voltímetro conectado de R ao terra no lado de CO do demarc ou de T à terra no lado do PBX, lê aproximadamente -48 V. Um ohmímetro conectado entre T e o terra no lado CO fornece uma leitura de resistência muito alta. Diversos PBXs possuem alguma voltagem entre R e o terra no estado ocioso. Medidas equivocadas e danos ao medidor podem ocorrer se forem tentadas medidas de resistência. Consulte o manual técnico do fabricante do PBX antes de medir a resistência do R ao terra no lado do PBX do demarc.

Saída (fora do gancho)

Para testar um tronco de início de terra para as chamadas de saída, remova os clipes de conexão e conecte um telefone de teste e voltímetro. Em seguida, prossiga com estas etapas:

  1. Observe o voltímetro. Com o telefone de teste no gancho, idealmente, o medidor lê cerca de 0,0V.

  2. Tire o fone do gancho e escute. Idealmente, não há nenhum tom de discagem.

  3. Observe o medidor. Idealmente, ele lê aproximadamente -48V.

  4. Aterre momentaneamente o fio R com um fio de jumper e ouça um tom de discagem novamente. Idealmente, um tom de discagem é ouvido pouco depois do fio terra ser removido.

  5. Observe o voltímetro. A leitura é muito menor que antes, o que indica que o CO está enviando o terra T.

  6. Disque um número de estação ou de terminação de teste de milliwaft. Se a chamada for concluída, o áudio pode ser ouvido.

    loopandgroundstarttesting4.gif

Recebido (Tocando no Destino)

Troncos início de terra podem ser testados para operação de chamada de entrada com um telefone de teste seguindo exatamente o mesmo procedimento empregado para troncos de início de circuito.

Teste de corrente de loop

Para uma operação confiável, é necessário que os troncos de início de circuito e de início de terra tenham pelo menos 23 mA de fluxo de corrente direta quando o circuito for fechado. Uma corrente inferior a 23 mA resulta em operações erráticas, como pausas intermitentes e incapacidade de apoderação. Se a corrente de loop for marginal, o teste do tronco com um telefone de teste pode ser bem sucedido, mas o tronco pode apresentar falhas de operação se for conectado ao PBX. Sempre que um tronco opera de maneira errônea, a corrente de loop deve ser medida com um conjunto de teste de circuito.

A Figura 22 ilustra a configuração de teste. Com os clipes de conexão removidos, conecte o condutor de teste verde ao T e o condutor de teste vermelho ao R no lado do CO do demarc. O condutor amarelo não é utilizado para este teste.

Figura 22.

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Para medir a corrente de loop, tire o telefone de teste do gancho e escute um tom de discagem. Ao testar um tronco de início de terra, momentaneamente aterre o lead R. Quando o tom de discagem for obtido, pressione o botão Push to Measure (pressione para medir) no conjunto de teste e leia a corrente na escala de mA do loop. Idealmente, a leitura está entre 23 e 100 mA.

Teste de tronco DID

A condição ociosa é representada na Figura 23. Observando o PBX, o aterramento é observado em T e a bateria é observada no condutor R. Observando o C0, um loop de alta resistência é observado entre T e R.

Figura 23.

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Quando a chamada é respondida, o PBX coloca a bateria no condutor T e o terra no condutor R. Essa condição é conhecida como reversão T-R. Essa inversão de tensão pode ser observada no voltímetro. Devido à reversão de bateria e terra nas ligações T-R, esse tipo de sinalização é denominado bateria de reversão de loop.

Desconexão de chamada

Se o CO desconecta primeiro, um aumento breve de voltagem é observado enquanto o loop no switch CO passa de resistência baixa a alta. Este processo é seguido por uma reversão de voltagem quando o PBX fica no gancho.

Se o PBX desconecta primeiro, uma reversão de voltagem é observada, seguida por um aumento na voltagem, quando o CO é colocado no gancho e o loop de CO passa de resistência baixa a alta.

Faça várias chamadas de teste. Após cada chamada de teste, os clipes de conexão devem ser removidos e o circuito testado para assegurar que retornou à condição ociosa.

Demarc ao PBX

Muitos PBXs podem ser testados para operação DID (Direct Inward Dial) no demarc com os clipes de conexão removidos. Execute estas etapas:

  1. Faça o teste do telefone com o telefone fora do gancho.

  2. Disque o endereço de um a quatro dígitos de um ramal PBX.

  3. Se a extensão chamada tocar, vá para a Etapa 4.

  4. Tente estabelecer uma conversação entre o telefone de teste e a extensão chamada. Se ocorrer uma boa transmissão de áudio, o PBX e o tronco estão funcionando bem até o demarc.

  5. Se ocorrerem problemas nas Etapas 3 ou 4, então a operação DID está em falha e deve ser corrigida.

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Sinalização de E&M

Outra técnica de sinalização utilizada principalmente entre PBXs ou outros switches de telefonia de rede a rede (Lucent 5 Electronic Switching System [5ESS], Nortel DMS-100, etc.) é conhecida como E&M. A sinalização E&M suporta os recursos de tipo de linha de ligação ou sinais entre switches de voz. Em vez de sobrepor a voz e a sinalização no mesmo fio, E&M utiliza caminhos, ou condutores, separados para cada. A técnica E&M é comumente chamada de ouvido e boca ou receber e transmitir. Há cinco tipos de sinalização E&M, bem como dois métodos de fiação diferentes (dois fios e quatro fios). A Tabela 1 mostra que vários dos tipos de sinalização E&M são semelhantes.

Tipo

Condutor M fora do gancho

Condutor M no gancho

Condutor E fora do gancho

Condutor E no gancho

I

Bateria

Terra

Terra

Aberto

II

Bateria

Aberto

Terra

Aberto

III

Corrente de Loop

Terra

Terra

Aberto

IV

Terra

Aberto

Terra

Aberto

V

Terra

Aberto

Terra

Aberto

SSDC5

Terra ativado

Terra desativado

Terra ativado

Terra desativado

A sinalização E&M Tipo 1 a quatro fios é na realidade uma interface de sinalização E&M a seis fios, comum na América do Norte. Um fio é o condutor E, o segundo fio é o condutor M e os dois pares de fios restantes servem como caminho de áudio. Nesta organização, o PBX fornece energia, ou bateria, aos condutores M e E.

O Tipo II, III e IV são oito interfaces de fios. Um fio é o condutor E, o outro fio é o condutor M. Os dois outros fios são aterramento de sinais (SG) e bateria dos sinais (SB). No Tipo II, SG e SB são os caminhos de retorno para os condutores E e M, respectivamente.

O Tipo V é outro tipo de sinalização E&M de seis fios e a forma de sinalização E&M mais comum utilizada fora dos Estados Unidos. No Tipo V, um fio é o condutor E e o outro fio é o condutor M.

Similarmente ao tipo V, o SSDC5A difere no que diz respeito aos estados no e fora do gancho estarem no retorno para permitir uma operação livre de falhas: Se a linha é interrompida, a interface é padronizada como fora do gancho (ocupado). De todos os tipos, apenas os tipos II e V são simétricos (pode ser de ponta a ponta com um cabo cruzado). SSDC5 é o mais comumente encontrado na Inglaterra. Atualmente, o Cisco série 2600/3600 oferece suporte aos tipos I, II, III, e V usando implementações de dois e quatro fios. Esta ilustração descreve conexões de sinalização E&M com dois fios e com quatro fios. A voz viaja ao longo das linhas TIP e RING. A sinalização ocorre sobre as linhas E&M.

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Esta figura ilustra a sinalização E&M do tipo 1 com uma linha de dois fios.

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Esta ilustração mostra o processo que ocorre durante a sinalização de início de permissão:

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Esta figura exibe o processo de sinalização de início de permissão imediata:

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Sinalização E&M digital

A sinalização digital E&M é um esquema de sinalização de dois estados (no gancho e fora do gancho) usado geralmente em troncos digitais CO de quatro fios e tie trunk. A sinalização “bit A” transmite o estado de sinalização. O “bit B” (ou os bits B, C, D no caso de superquadro estendido [ESF]) segue o mesmo estado do bit A.

Condição ociosa

Para PBX B: Bit A = 0, Bit B = 0

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Do PBX B: Bit A = 0, Bit B = 0

O PBX A está fora do gancho

Para PBX B: Bit A = 1, Bit B = 1

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Do PBX B: Bit A = 0, Bit B = 0

Respostas PBX B

Para PBX B: Bit A = 1, Bit B = 1

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Do PBX B: Bit A = 1, Bit B = 1

Observação: O switch de origem pode receber o tom de discagem ou de permissão da extremidade distante depois de iniciar a chamada, dependendo do aplicativo.

Teste de tronco de ligação E&M

Como os PBXs, em ambas as pontas do tronco de união, fazem parte da mesma rede privativa, os técnicos podem realizar testes de ponta a ponta nos troncos, mesmo que os caminhos de transmissão incluam meios alugados da rede pública. Os técnicos trabalham juntos em ambas as extremidades do tronco e coordenam as atividades conversando entre si. Os procedimentos de teste a seguir abrangem testes apenas nos tipos de sinalização E&M I e II.

Tipo I

Para testar a sinalização E&M Tipo I, os clipes de conexão são removidos dos condutores E e M nas duas extremidades. Os ohmímetros são conectados entre os condutores E e terra. Quando o condutor M em uma extremidade do tronco é levado ao -48V, idealmente a leitura do ohmímetro em uma extremidade vai de aberta a uma resistência muito baixa. Isso indica o aterramento do condutor E. (Consulte a Figura 27).

Figura 27.

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Tipo II

A configuração de teste para o Tipo II é ilustrada na Figura 28. Os clipes de conexão são removidos apenas de M e dos condutores da bateria de sinais (SB). Os voltímetros são conectados entre E e o aterramento de sinais (SG). Idealmente, sob condições ociosas, os voltímetros lêem a voltagem da bateria do PBX, aproximadamente -48V. Quando um fio de jumper é conectado entre M e SB em uma extremidade do tronco, a leitura do voltímetro na extremidade oposta diminui para um valor baixo, indicando um terra no condutor E.

Figura 28.

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Sistema de sinalização ITU-T 7

Sistemas de sinalização de canal comum

Os sistemas CCS são geralmente sistemas de sinalização orientados por mensagem, baseados em High-Level Data Link Control (HDLC). No PSTN dos Estados Unidos, a implementação original de CCS começou em 1976 e ficou conhecida como CCIS (common channel interoffice signaling). Essa sinalização é semelhante ao SS6 (Signaling System 6) do ITU-T. O protocolo CCIS opera em taxas de bits relativamente baixos (2.4K, 4.8K, 9.6K), mas as mensagens transportadas são de apenas 28 bits. No entanto, o CCIS não poderia suportar adequadamente um ambiente integrado de voz e dados. Portanto, uma nova recomendação do ITU-T e de padrão de sinalização baseado em HDLC foi desenvolvida. Sistema de sinalização 7

Primeiro definido pelo ITU-T em 1980, o Correio, Telefone e Telegrafo (PTT) Sueco iniciou os testes de SS7 em 1983 e alguns países europeus são agora totalmente baseados em SS7.

Nos EUA, a Bell Atlantic começou a implementar o SS7 em 1988, estando entre as primeiras empresas Bell em operação (BOCs), se não a primeira, a fazer isso.

Atualmente, a maioria das redes de longa distâncias e redes de operadoras de intercâmbio local migraram para as implementações do Sistema de Sinalização 7 (SS7) do ITU-T. Em 1989, a AT&T converteu toda sua rede digital em SS7 e o US Sprint é baseado em SS7. No entanto, muitas LECs (Operadoras de Intercâmbio Local) estão ainda no processo de atualização de suas redes para SS7, pois o número de atualizações de switches requerido para o suporte ao SS7 impacta as LEs de forma mais pesada que os ICs. A implementação lenta do SS7 nos LECs é também, em parte, responsável pelos atrasos na incorporação do ISDN nos Estados Unidos.

Existem três versões dos protocolos SS7 no momento:

  • Versão de ITU-T (1980, 1984) detalhada no ITU-T Q.701 - Q.741

  • AT&T e Telecom Canadá (1985)

  • ANSI (1986)

Recursos U.S. PSTN do Sistema de sinalização 7

O SS7 oferece suporte atualmente para POTS por meio do uso de um Subsistema de Usuário Telefônico (TUP), que define as mensagens que são usadas para suporte deste serviço. Uma parte de usuário ISDN adicional (ISUP) foi definida e possui suporte a transporte ISDN. Eventualmente, como o ISUP inclui conversões de POTS a ISDN, o ISUP deve substituir o TUP. A Figura 29 mostra onde o SS7 controla a rede de voz.

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