Telefonia - Telephony

Telefonia ( / t ə l ɛ f ə n i / tə- LEF -ə-nee ) é o campo da tecnologia envolvendo o desenvolvimento, aplicação e implantação de telecomunicações serviços com a finalidade de transmissão electrónica de voz, fax ou dados , entre partes distantes. A história da telefonia está intimamente ligada à invenção e ao desenvolvimento do telefone .

A telefonia é comumente referida como a construção ou operação de telefones e sistemas telefônicos e como um sistema de telecomunicações no qual o equipamento telefônico é empregado na transmissão da fala ou outro som entre pontos, com ou sem o uso de fios. O termo também é usado com frequência para se referir a hardware, software e sistemas de rede de computadores que executam funções tradicionalmente executadas por equipamentos telefônicos. Neste contexto, a tecnologia é especificamente referida como telefonia pela Internet, ou Voice over Internet Protocol (VoIP).

Visão geral

Os primeiros telefones eram conectados diretamente aos pares. Cada usuário tinha um telefone separado com fio para cada local a ser contatado. Isso rapidamente se tornou inconveniente e incontrolável quando os usuários queriam se comunicar com mais do que algumas pessoas. A invenção da central telefônica forneceu a solução para estabelecer conexões telefônicas com qualquer outro telefone em serviço na área local. Cada telefone foi conectado à central primeiro com um fio, depois um par de fios, o loop local . Trocas próximas em outras áreas de serviço foram conectadas com linhas troncais e o serviço de longa distância pode ser estabelecido retransmitindo as chamadas por meio de múltiplas centrais.

Inicialmente, as centrais telefônicas eram operadas manualmente por um atendente, comumente denominado " operador de central telefônica ". Quando um cliente acionava a manivela do telefone, ele ativava um indicador no quadro na frente da operadora, que, em resposta, conectava o fone de ouvido da operadora a essa tomada e oferecia o serviço. O chamador tinha que perguntar pelo nome da parte chamada, depois pelo número, e a operadora conectou uma extremidade de um circuito ao conector da parte chamada para alertá-los. Se a estação chamada atender, a operadora desconecta o fone de ouvido e conclui o circuito estação a estação. As chamadas troncais foram realizadas com o auxílio de outras operadoras em outros trocadores da rede.

Até a década de 1970, a maioria dos telefones estava permanentemente conectada à linha telefônica instalada nas instalações do cliente. Posteriormente, a conversão para instalação de conectores que terminavam a fiação interna permitiu a troca simples de aparelhos de telefone por plugues de telefone e permitiu a portabilidade do aparelho para vários locais nas instalações onde os conectores foram instalados. A fiação interna de todos os conectores foi conectada em um lugar à derivação de fio que conecta o edifício a um cabo. Os cabos geralmente trazem um grande número de fios drop de toda a rede de acesso distrital para uma central de fios ou central telefônica. Quando um usuário de telefone deseja fazer uma chamada telefônica , o equipamento na central examina o número de telefone discado e conecta essa linha telefônica a outra na mesma central telefônica ou a um tronco para uma central distante. A maioria das centrais do mundo está interconectada por meio de um sistema de sistemas de comutação maiores, formando a rede telefônica pública comutada (PSTN).

Na segunda metade do século 20, o fax e os dados tornaram-se importantes aplicações secundárias da rede criada para transportar vozes e, no final do século, partes da rede foram atualizadas com ISDN e DSL para melhorar o tratamento desse tráfego.

Hoje, a telefonia utiliza a tecnologia digital ( telefonia digital ) no fornecimento de serviços e sistemas telefônicos. As chamadas telefônicas podem ser feitas de forma digital, mas podem ser restritas aos casos em que a última milha é digital, ou quando a conversão entre sinais digitais e analógicos ocorre dentro do telefone. Esse avanço reduziu os custos de comunicação e melhorou a qualidade dos serviços de voz. A primeira implementação deste, ISDN , permitiu todo o transporte de dados de ponta a ponta rapidamente através de linhas telefônicas. Posteriormente, esse serviço se tornou muito menos importante devido à capacidade de fornecer serviços digitais com base no protocolo IP .

Desde o advento da tecnologia do computador pessoal na década de 1980, a integração computador-telefonia (CTI) tem oferecido serviços de telefonia cada vez mais sofisticados, iniciados e controlados pelo computador, como fazer e receber chamadas de voz, fax e dados com serviços de lista telefônica e chamador identificação . A integração de software de telefonia e sistemas de computador é um grande desenvolvimento na evolução da automação de escritório. O termo é usado para descrever os serviços informatizados de centrais de atendimento, como aqueles que direcionam sua chamada para o departamento certo da empresa para a qual você está ligando. Às vezes, também é usado para a capacidade de usar seu computador pessoal para iniciar e gerenciar chamadas telefônicas (nesse caso, você pode pensar em seu computador como seu call center pessoal). O CTI não é um conceito novo e já foi usado no passado em grandes redes telefônicas, mas apenas call centers dedicados poderiam justificar os custos de instalação do equipamento necessário. Os principais provedores de serviços de telefonia estão oferecendo serviços de informação, como identificação automática de número , que é uma arquitetura de serviço de telefonia que separa os serviços CTI da comutação de chamadas e tornará mais fácil adicionar novos serviços. O Serviço de Identificação de Número Discado (DNIS) em uma escala é amplo o suficiente para sua implementação agregar valor real ao uso de telefone residencial ou comercial. Uma nova geração de aplicativos ( middleware ) está sendo desenvolvida como resultado da padronização e disponibilização de links de telefonia computacional de baixo custo.

Telefonia digital

A telefonia digital é o uso da eletrônica digital na operação e no provisionamento de sistemas e serviços de telefonia. Desde o final do século 20, uma rede digital central substituiu os sistemas analógicos tradicionais de transmissão e sinalização, e grande parte da rede de acesso também foi digitalizada.

Começando com o desenvolvimento da tecnologia de transistor , originando-se dos Laboratórios Bell Telephone em 1947, até a amplificação e circuitos de comutação na década de 1950, a rede telefônica pública comutada (PSTN) gradualmente mudou para a eletrônica de estado sólido e automação . Seguindo o desenvolvimento de sistemas de comutação eletrônicos baseados em computador que incorporam tecnologias de semicondutor de óxido metálico (MOS) e modulação por código de pulso (PCM), o PSTN gradualmente evoluiu para a digitalização de sinalização e transmissões de áudio . Desde então, a telefonia digital melhorou drasticamente a capacidade, a qualidade e o custo da rede. A digitalização permite voz de banda larga no mesmo canal, com qualidade aprimorada de um canal de voz analógico mais amplo.

História

As primeiras redes de telefonia analógica ponta a ponta a serem modificadas e atualizadas para redes de transmissão com sistemas de operadora de sinal digital 1 (DS1 / T1) datam do início dos anos 1960. Eles foram projetados para suportar o canal de voz básico de 3 kHz por meio da amostragem do sinal de voz analógico de largura de banda limitada e da codificação usando modulação por código de pulso (PCM). Os primeiros codecs - filtros PCM foram implementados como resistor passivo - capacitor - circuitos de filtro indutor , com conversão analógico-digital (para digitalização de vozes) e conversão digital para analógico (para reconstrução de vozes) manipuladas por dispositivos discretos . A telefonia digital inicial era impraticável devido ao baixo desempenho e aos altos custos dos primeiros codec-filtros PCM.

A telecomunicação digital prática foi possibilitada pela invenção do transistor de efeito de campo de semicondutor de óxido metálico (MOSFET), que levou ao rápido desenvolvimento e ampla adoção da telefonia digital PCM. O MOSFET foi inventado por Mohamed M. Atalla e Dawon Kahng na Bell Telephone Laboratories em 1959, e o chip de circuito integrado (IC) de óxido de metal (MOS) foi proposto logo depois, mas a tecnologia MOS foi inicialmente esquecida pela Bell porque eles não o achava prático para aplicações de telefones analógicos, antes de ser comercializado pela Fairchild e RCA para eletrônicos digitais , como computadores . A tecnologia MOS acabou se tornando prática para aplicações de telefone com o circuito integrado de sinal misto MOS , que combina processamento de sinal analógico e digital em um único chip, desenvolvido pelo ex-engenheiro da Bell David A. Hodges com Paul R. Gray na UC Berkeley no início dos anos 1970 . Em 1974, Hodges e Gray trabalharam com RE Suarez para desenvolver a tecnologia de circuito de capacitor chaveado (SC) MOS , que eles usaram para desenvolver um chip conversor digital para analógico (DAC), usando capacitores MOS e chaves MOSFET para conversão de dados. O conversor analógico-digital (ADC) MOS e os chips DAC foram comercializados em 1974.

Os circuitos MOS SC levaram ao desenvolvimento de chips de filtro de codec PCM no final dos anos 1970. O chip de filtro codec PCM de silicon-gate CMOS (MOS complementar), desenvolvido por Hodges e WC Black em 1980, tem sido o padrão da indústria para telefonia digital. Na década de 1990, as redes de telecomunicações , como a rede telefônica pública comutada (PSTN), foram amplamente digitalizadas com filtros de codec de integração de grande escala (VLSI) CMOS PCM, amplamente usados ​​em sistemas de comutação eletrônica para centrais telefônicas , centrais privadas ( PBX) e principais sistemas telefônicos (KTS); modems de usuário final ; aplicações de transmissão de dados como operadoras de loop digital , multiplexadores de ganho de par , extensores de loop de telefone , terminais de rede digital de serviços integrados (ISDN), telefones digitais sem fio e telefones celulares digitais ; e aplicativos como equipamento de reconhecimento de voz , armazenamento de dados de voz , correio de voz e secretárias eletrônicas digitais sem fita . A largura de banda das redes de telecomunicações digitais tem aumentado rapidamente a uma taxa exponencial, conforme observado pela lei de Edholm , em grande parte impulsionada pelo rápido escalonamento e miniaturização da tecnologia MOS.

O áudio digital PCM não compactado com profundidade de 8 bits e taxa de amostragem de 8 kHz requer uma taxa de bits de 64 kbit / s , o que era impraticável para as primeiras redes de telecomunicações digitais com largura de banda de rede limitada . Uma solução para esse problema foi a codificação preditiva linear (LPC), um algoritmo de compressão de dados de codificação de voz que foi proposto pela primeira vez por Fumitada Itakura da Universidade de Nagoya e Shuzo Saito da Nippon Telegraph and Telephone (NTT) em 1966. LPC era capaz de compressão de dados de áudio para 2,4 kbit / s, levando às primeiras conversas em tempo real bem-sucedidas em redes digitais na década de 1970. Desde então, o LPC tem sido o método de codificação de voz mais amplamente usado. Outro método de compressão de dados de áudio , um algoritmo de transformada discreta de cosseno (DCT), chamado de transformada discreta de cosseno modificada (MDCT), foi amplamente adotado para a codificação de voz em aplicações de voz sobre IP (VoIP) desde o final dos anos 1990.      

O desenvolvimento de métodos de transmissão, como SONET e transmissão de fibra ótica , avançou ainda mais na transmissão digital. Embora existissem sistemas de portadora analógica que multiplexavam vários canais analógicos de voz em um único meio de transmissão, a transmissão digital permitia custos mais baixos e mais canais multiplexados no meio de transmissão. Hoje, o instrumento final frequentemente permanece analógico, mas os sinais analógicos são normalmente convertidos em sinais digitais na interface da área de serviço (SAI), escritório central (CO) ou outro ponto de agregação. As operadoras de loop digital (DLC) e fibra para x colocam a rede digital cada vez mais perto das instalações do cliente, relegando o loop local analógico ao status legado.

Marcos na telefonia digital

Telefonia IP

Um telefone IP comercial, com teclado, teclas de controle e funções de tela para realizar a configuração e os recursos do usuário.

O campo da tecnologia disponível para a telefonia se ampliou com o advento das novas tecnologias de comunicação. A telefonia agora inclui as tecnologias de serviços de Internet e comunicação móvel, incluindo videoconferência.

As novas tecnologias baseadas em conceitos de Protocolo de Internet (IP) são freqüentemente referidas separadamente como telefonia de voz sobre IP (VoIP), também comumente referida como telefonia IP ou telefonia de Internet. Ao contrário do serviço de telefonia tradicional, o serviço de telefonia IP é relativamente não regulamentado pelo governo. Nos Estados Unidos, a Federal Communications Commission (FCC) regulamenta as conexões de telefone a telefone, mas afirma não ter planos de regulamentar as conexões entre um usuário de telefone e um provedor de serviços de telefonia IP.

Uma especialização em telefonia digital, a telefonia do protocolo da Internet (IP) envolve a aplicação da tecnologia de rede digital que foi a base da Internet para criar, transmitir e receber sessões de telecomunicações em redes de computadores . A telefonia pela Internet é comumente conhecida como Voice over Internet Protocol (VoIP), refletindo o princípio, mas tem sido referida com muitos outros termos. VoIP provou ser uma tecnologia inovadora que está substituindo rapidamente as tecnologias tradicionais de infraestrutura de telefonia. Em janeiro de 2005, até 10% dos assinantes de telefone no Japão e na Coréia do Sul mudaram para esse serviço de telefone digital. Um artigo da Newsweek de janeiro de 2005 sugeriu que a telefonia pela Internet pode ser "a próxima grande novidade". A partir de 2006, muitas empresas de VoIP oferecem serviços a consumidores e empresas .

A telefonia IP usa uma conexão de Internet e telefones IP de hardware , adaptadores de telefone analógico ou aplicativos de computador de softphone para transmitir conversas codificadas como pacotes de dados . Além de substituir o serviço de telefone comum (POTS), os serviços de telefonia IP competem com os serviços de telefonia móvel , oferecendo conexões gratuitas ou de baixo custo via hotspots WiFi . VoIP também é usado em redes privadas que podem ou não ter uma conexão com a rede telefônica global.

Linhas telefônicas fixas por 100 habitantes 1997–2007

Pesquisa de impacto social

A comunicação direta pessoa a pessoa inclui pistas não verbais expressas em articulações faciais e outras articulações corporais, que não podem ser transmitidas na telefonia de voz tradicional. A videotelefonia restaura essas interações em vários graus. A Teoria das Pistas de Contexto Social é um modelo para medir o sucesso de diferentes tipos de comunicação na manutenção das pistas não-verbais presentes nas interações face a face. A pesquisa examina muitas pistas diferentes, como o contexto físico, diferentes expressões faciais, movimentos corporais, tom de voz, tato e cheiro.

Vários sinais de comunicação são perdidos com o uso do telefone. As partes comunicantes não são capazes de identificar os movimentos do corpo e carecem do tato e do olfato. Embora essa capacidade diminuída de identificar pistas sociais seja bem conhecida, Wiesenfeld, Raghuram e Garud apontam que há um valor e eficiência no tipo de comunicação para diferentes tarefas. Eles examinam locais de trabalho nos quais diferentes tipos de comunicação, como o telefone, são mais úteis do que a interação face a face.

A expansão da comunicação ao serviço de telefonia móvel criou um filtro diferente das pistas sociais do que a terra-linha telefônica. O uso de mensagens instantâneas, como mensagens de texto , em telefones celulares criou um senso de comunidade. Em A construção social da telefonia móvel , sugere-se que cada ligação e cada mensagem de texto seja mais do que uma tentativa de conversa. Em vez disso, é um gesto que mantém a rede social entre família e amigos. Embora haja uma perda de certas pistas sociais por meio dos telefones, os celulares trazem novas formas de expressão de diferentes pistas que são entendidas por diferentes públicos. Novos aditivos de linguagem tentam compensar a falta inerente de interação não física.

Outra teoria social apoiada pela telefonia é a Teoria da Dependência de Mídia. Essa teoria conclui que as pessoas usam a mídia ou um recurso para atingir certos objetivos. Essa teoria afirma que existe uma ligação entre a mídia, o público e o grande sistema social. Os telefones, dependendo da pessoa, ajudam a atingir certos objetivos como acessar informações, manter contato com outras pessoas, enviar comunicação rápida, entretenimento, etc.

Veja também

Referências