A rede telefônica fixa é o sistema básico de telecomunicações que correspondente aos aparelhos utilizados pelos usuários do sistema --- e de um vasto conjunto de acessórios, tudo isto com o objetivo de prover a interligação dos usuários do sistema de telefonia (assinantes) à central telefônica e as várias centrais entre si.

Outro termo utilizado é sistema telefônico, que pode ser conceituado como o sistema que permite a comunicação de dois assinantes, através do telefone. Esse sistema divide-se em subsistemas que interagem operacionalmente para formar a rede de telefonia como conhecemos: Rede de Comutação, Rede de Acesso, Rede de Transmissão e Infraestrutura para Sistemas de Telecomunicações.

Além desses subsistemas, existe o subsistema de sinalização por canal comum número 7, responsável pela inteligência de comunicação entre os elementos da rede de telecomunicações.

O subsistema de sinalização por canal comum número 7 é originalmente chamado em inglês SS7 (signaling system number 7).

Existem ainda sistemas secundários que fornecem apoio aos equipamentos de comutação e transmissão, são chamados de infraestrutura. Fazem parte desse conjunto, por exemplo, torres de transmissão, aterramento, refrigeração e energia.

Divisões do Sistema Telefônico

1. Rede de Comutação: equipamentos necessários à seleção do caminho que possibilita a comunicação entre os usuários.
2. Rede de Acesso: suporte físico necessário para a comunicação.
3. Rede de Transmissão: suporte físico ou não que permite a propagação da informação.
4. Infraestrutura para Sistemas de Telecomunicações: sistemas secundários que fornecem apoio aos equipamentos de transmissão e comutação, como, por exemplo, o sistema de energia

1.A rede de comutação é composta de elementos de rede chamados de centrais de comutação, que permitem o encaminhamento da chamada telefônica do terminal do assinante origem até o destino.

Pode-se conceituar central telefônica como o conjunto de equipamentos de comutação destinado ao encaminhamento ou estabelecimento das chamadas telefônicas. Comutação é o conjunto de operações para interligar circuitos que permitem a conexão entre dois ou mais assinantes. Existem vários tipos de centrais de comutação, conforme as funções exercidas, apresenta as fases características de cada tipo.  

2.Uma rede de acesso é a parte de uma rede de telecomunicações que conecta os assinantes (membros) ao seu provedor de serviçosimediato. Ela é contrastada com a rede núcleo, (por exemplo o Subsistema de Comutação de Rede em GSM) que conecta provedores locais a outros provedores. A rede de acesso pode ainda ser dividido entre rede de distribuição ou plana alimentadora, e planta baixa ou rede de borda.

Herança da telefonia

Uma rede de acesso ou planta externa refere-se às séries de fios, cabos e equipamentos que se encontram entre um ponto de terminação de telefone do cliente/negócio (o ponto em que uma conexão de telefone alcança o cliente) e a central telefônica local. A central telefônica contem bancos de equipamentos de comutação automatizados para direcionar uma chamada ou conexão ao cliente. A rede de acesso é talvez um dos ativos mais antigos que um operador de telecomunicações possui, e está constantemente em desenvolvimento, crescendo sempre que novos clientes são conectados, e quando novos serviços são oferecidos. Isto faz com que a rede de acesso seja uma das redes mais complexas do mundo para se manter e controlar.

Processo de acesso

Exemplo de autenticação de rede de acesso de alto-nível

O processo de se comunicar com uma rede começa com uma tentativa de acesso, em que um ou mais usuários interagem com um sistema de comunicações para permitir a inicialização da transferência de informações do usuário. Uma tentativa de acesso propriamente dita começa com uma emissão de uma requisição de acesso por um originador de acesso.

Uma tentativa de acesso termina em um acesso com êxito ou em uma falha de acesso - um acesso sem êxito que resulta no término de uma tentativa de qualquer maneira que não seja a iniciação de transferência de informações do usuário entre a fonte e o destino pretendidos dentro do tempo de acesso máximo especificado.

A falha de acesso pode ser o resultado da interrupção de acesso, bloqueio de usuário, acesso incorreto ou negação de acesso. A negação de acesso (bloqueio do sistema) pode incluir:

• Falha de acesso causada pela emissão de um sinal de bloqueio do sistema por um sistema de comunicações que não possui a funcionalidade camp-on de originador de chamada.
• Falha de acesso causada pela excedência do tempo de acesso máximo e pela fração de tempo de acesso de sistema nominal durante uma tentativa de acesso.

3.A rede de transmissão ou rede de transporte de informações (voz, dados e sinais) é composta dos sistemas de transmissão através dos quais são realizadas as interconexões entre as centrais de comutação (veja central telefônica) ou entre redes de computadores.

Os sistemas de transmissão utilizam meios para o envio das informações, estes meios podem ser de dois tipos: meios físicos, por exemplo, cabo coaxial e fibra óptica, e meios não-físicos, o espaço livre. Pode-se conceituar meio de transmissão como todo suporte que transporta as informações entre os terminais telefônicos, desde a origem (central telefônica na origem da chamada) até o destino (central telefônica no destino da chamada) e vice-versa. Como suporte à transmissão temos: telefone, linha de assinante, percurso interno nas centrais telefônicas, linhas físicas, multiplex, rádio, atmosfera e vácuo. Há um tipo de meio de transmissão. Tanto o meio utilizado por fio ou cabo quanto o meio utilizado pelo "espaço" são físicos.

Comunicação

O conceito de comunicação, em telecomunicações, pode ser entendido como o transporte da informação de um lugar para outro, da origem ao destino. Para que se possa realizar uma comunicação, é necessário a utilização de sinais. O sinal é um fenômeno físico ao qual se associa a informação. Por exemplo, no caso da telefonia, a fala humana transformada em corrente elétrica que transporta a voz pelo telefone são sinais. Atualmente, os sinais mais comuns são os sinais elétricos e luminosos.

Os sinais elétricos tipicamente usam como meios de transmissão os cabos metálicos tradicionais, condutores de corrente elétrica. Os sinais luminosos usam como meios de transmissão os cabos ópticos (fibras ópticas monomodo e multimodo).

Os sistemas de telecomunicações podem ser divididos em:

• Sistemas analógicos: são aqueles que conservam a forma dos sinais desde a fonte ao destino.
• Sistemas digitais: são aqueles em que a forma do sinal transmitido é diferente do sinal original. Neste sistema, as formas dos sinais são convertidos para um sistema binário antes de serem transmitidos.

Uma simplificação de um sistema de telecomunicações é:

• FONTE >> TRANSMISSOR >> MEIO + RUÍDO >> RECEPTOR >> DESTINO

A atenuação é o enfraquecimento do sinal durante a propagação. Para transmitir sinais à distância, vencendo a atenuação e o ruído, usam-se dois processos básicos: modulação e amplificação.

• Modulação: é o processo de inserção de informação numa onda de frequência maior, denominada portadora. Na modulação, o sinal de informação é utilizado para variar uma das características da portadora: a amplitude, a frequência ou fase. AM ou Amplitude Modulada. FM ou Frequência Modulada.
• Amplificação: é o aumento da amplitude do sinal. Tem como funções amplificar um sinal a ser transmitido, para que ele possa se propagar no espaço, e amplificar o sinal recebido.

Multiplexação

Multiplexação é a otimização do meio de transmissão para permitir várias comunicações simultâneas, na mesma direção. Os equipamentos que executam essa função são chamados de multiplex ou mux. No mux telefônico, o canal empregado chama-se de canal de voz, de 4khz de largura, sendo a faixa de 0,3 a 3,4khz de largura usada para voz. O mux agrupa vários canais de voz na origem, mantendo a separação que evita a interferência entre eles e os envia pelo meio de transmissão. No destino, o demux separa os canais recebidos.

A separação dos canais de voz por frequência é usada no FDM (Frequency Division Multiplex) ou, em português, multiplexação por divisão de freqüência. Nesse método, cada sinal de voz modula uma portadora, separada da outra por 4khz. O resultado é a translação das frequências de voz para um sinal complexo, a banda base, que contém a informação de todos os canais.

A separação dos canais de voz também pode ser feita em relação ao tempo, chamada de TDM (Time Division Multiplex) ou multiplexação por divisão de tempo. Nesse método, várias amostras de sinais do canal são coletadas em intervalos de tempo bem pequenos, estas amostras serão transmitidas agrupadas pelo meio de transmissão. No destino, outro mux TDM recupera e junta os sinais de voz.

No FDM os sinais são sempre mantidos na forma original (somente alteram-se as frequências), portanto é um sistema analógico. Por outro lado, no TDM, os sinais de voz são convertidos em código binário, caracterizando-o como um sistema digital.

Atualmente já existe tecnologia que permite a multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM), considerando como meios de transmissão cabos ópticos.

Linhas físicas

As linhas físicas são caracterizadas por condutores elétricos metálicos geralmente utilizado o (cobre), que interligam duas centrais telefônicas quaisquer. As mais utilizadas são as de pares de condutores elétricos, cabos coaxiais e fios.

• Pares de Condutores Elétricos: atualmente são agrupados para formar cabos de alta capacidade, conhecidos como cabos multipares. Onde em um cabo possuem diversos pares,(50 x 1) isso é: em apenas 01 cabo possuem 50 pares.
• Fios: raramente usados hoje em dia, normalmente entre postes para interligar centrais de comutação IU (interurbana).
• Cabos Coaxiais: são compostos por um conjunto de condutores cilíndricos, um maciço e outro oco, sendo que o primeiro é acomodado no interior do segundo isolado eletricamente. O cabo coaxial é formado por um conjunto de tubos, isolados elétrica e magneticamente, agrupados numa estrutura protetora comum.

Quando se interconectam centrais telefônicas através de cabos coaxiais, a técnica utilizada é chamada de multiplexação. A multiplexação é realizada através da divisão de frequência ou divisão do tempo. Os equipamentos utilizados são também os multiplex, que necessitam de dois cabos coaxiais, um para transmissão e outro para a recepção, que trabalham indistintamente, enquanto um transmite o outro pode receber.

Transmissão via rádio

Existem casos em que a distância entre as centrais de comutação é maior e torna-se inviável a ligação via cabos. Nessas situações o meio de transmissão é o espaço livre (atmosfera ou vácuo). A interligação entre as centrais pode ser feita através de um equipamento de transmissão denominado rádio.

Um rádio é um conjunto composto de transmissor, antena transmissora, antena receptora e receptor. Por sua estrutura o rádio exige o uso associado de um multiplexador (mux). Dessa forma, o rádio tem por finalidade a transmissão de informações já preparadas pelo mux e recebimento de informações emitidas por outro sistema rádio, entregando a informação ao mux associado. Geralmente a quantidade de canais para recepção e transmissão é a mesma no rádio e no mux associado. Os tipos de transmissão via rádio são listados a seguir, sendo que para cada caso são usados antenas e rádios específicos:

• Visada direta
• Tropodifusão
• Refração

Por causa do fato dos sinais de rádio estarem sujeitos a atenuação de uma central para outra, algumas vezes é necessário a instalação de estações de rádio repetidoras. Por exemplo, os satélites colocados em órbita terrestre, são nada mais do que sofisticadas estações de rádio repetidoras, que utilizam o vácuo para propagação dos sinais.