Projetando uma Central Telefônica Strowger (Step-by-Step) de 10.000 Linhas: Visão Geral Histórica de Engenharia

O sistema **Strowger (Step-by-Step / SxS)**, inventado por Almon Brown Strowger (1891), foi a primeira central telefônica automática prática do mundo. Usava **pulsos de disco rotativo** para dirigir mecanicamente uma chamada através de uma cascata de **seletores eletromecânicos**. Projetar uma central de 10.000 linhas (4 dígitos) é exercício clássico de engenharia telefônica. Aqui está a arquitetura.

1. Plano Numeração: Números de Diretório 4 Dígitos

• Faixa: **0000–9999** (10.000 números únicos).
• Estrutura: **Milhares-Centenas-Dezenas-Unidades** (cada dígito 0–9).
• Códigos especiais: 0=Operadora, 1=Longa Distância (depois), 9=Acesso tronco, 11x=Emergência (depois).

2. Terminações de Linha: Estágio Localizador de Linha (LF)

• **10.000 linhas assinantes** → terminadas em **bancos Localizador de Linha**.
• Cada **Localizador de Linha** (seletor rotativo) serve **10–20 linhas** (tipicamente 10 ou 20).
• **500–1.000 Localizadores** total (para 10k linhas @ 10–20 cada).
• Operação: Off-hook → relé linha opera → LF passo vertical (nível) encontra linha requisitante → passo horizontal (rotativo) conecta ao **Primeiro Seletor**.
• **Lâmpadas teste/ocupado** no quadro para cada linha.

3. Estágios Seletores: Tecido Comutação (4 Estágios para 4 Dígitos)

Cada dígito discado avança chamada um estágio através de **Seletor** (chave rotativa com 10 níveis × 10 contatos = 100 terminais).

4. Mecânica Seletor (A "Chave Strowger")

• Passo Vertical (Nível): Eletroímã puxa pá → move conjunto escova acima 1 de 10 níveis (0–9). Acionado por **pulsos discagem** (corrente loop interrompida).
• Passo Rotativo (Contato): Segundo eletroímã rota escova horizontalmente através 10 contatos (0–9) naquele nível. Acionado por **pausa inter-dígito** (tempo off-hook entre dígitos).
• Contatos Escova: 3 fios (Ponta, Anel, Manga) para caminho fala + controle.
• Caça: Se contato alvo ocupado, seletor passo próximo (caça rotativo) — encontra caminho livre.

5. Troncos & Conectividade Inter-Central

• Troncos Saída: De **Seletores Finais** (níveis dedicados) → outras centrais / rede toll. Acessados discando **9** (ou 8, 1) + número.
• Troncos Entrada: Terminam em **Seletores Entrada** (ou níveis dedicados Seletor Final) → caçam Seletor Final livre → tocam linha chamado.
• Grupos Tronco: Dimensionados por **fórmulas Erlang B/C** (engenharia tráfego). Grau serviço (ex.: P.01 bloqueio).

6. Circuitos Controle: O "Cérebro" (Lógica Relé)

• Relé Linha: Detecta off-hook (corrente DC loop) → inicia Localizador Linha.
• Relés Contagem Pulso: Contam pulsos discagem (make/break) → acionam ímãs verticais seletor.
• Relés Temporização: Detecção pausa inter-dígito → gatilho passo rotativo. Temporizadores liberação.
• Relé Toque: Aplica 20Hz/86V AC à linha chamado (via manga Seletor Final).
• Relés Supervisão: Monitoram atendimento (loop DC), desconexão (on-hook) → liberam cadeia.
• Toda lógica relé: **Hardwired, eletromecânica, determinística.**

7. Posição Operadora (Quadro Cordas / TSPS)

• Para **0+**, **0-**, **411**, **emergência**, **moeda cobrar/devolver**, **verificar ocupado**, **intercepto**.
• Operadora plugga em **Tronco Operadora** → acessa tecido comutação via seletores dedicados.
• Depois: **TSPS (Traffic Service Position System)** — console computadorizado.

8. Planta Potência: Sangue Vital

• Bateria Central: **48V DC** (float em baterias chumbo-ácido).
• Retificadores/Carregadores: AC → DC, float charge baterias.
• Gerador Toque: Motor-gerador ou estado sólido → 20Hz/86V AC.
• Distribuição: Barramentos fusíveis para todos relés, seletores, bateria fala.
• Backup: **Baterias carregam carga total 4–8+ horas**. Gerador motor para queda prolongada.

9. Edifício & Planta Física

• Quadro Distribuição Principal (MDF): **Cabos entrada** (assinante, tronco) → **blocos protetor** (raio/surto) → **fios jumper** → **terminais Localizador Linha / Seletor Entrada**.
• DF Intermediário (IDF): Cross-connect entre estágios.
• Carga Piso: **Pesada.** Seletores pesam 50–100+ lbs cada. Pisos concreto armado.
• Ambiente: Temperatura/umidade controladas (poeira, corrosão matam contatos).
• Ruído: **Alto.** Clacking constante. Proteção auditiva necessária.

10. Engenharia Tráfego (Erlangs)

• **Tentativas Chamada Hora Pico (BHCA):** ~0,5–1,0 por linha (residencial).
• **Tempo Médio Retenção:** 3–5 min.
• **Tráfego por linha:** 0,025–0,08 Erlangs.
• **Tráfego Total Central:** 250–800 Erlangs.
• Dimensione grupos seletores, troncos, junctors usando tabelas **Erlang B** (bloqueio) / **Erlang C** (atraso).

11. Manutenção & Testes

• Rotina: Limpeza contatos (burnishing), lubrificação (graxa especial), ajuste relés, verificação pressão contato.
• Mesa Teste: **Teste Linha Automático (ALT)** / **Teste Tronco Automático (ATT)** — originam chamadas teste, medem perda, ruído, supervisão.
• Tickets Problema: "Linha morta," "Linha cruzada," "Sem tom discagem," "Não quebra discagem," "Falso ocupado."
• Seletores Sobressalentes: Hot-swappable (com cuidado).

Por Que Foi Substituído (Por Crossbar → Eletrônico → Digital → Pacote)

• Velocidade: 10–15 seg setup chamada vs. <100ms eletrônico.
• Capacidade: Limites espaço físico/potência ~20k–50k linhas máx por edifício.
• Recursos: Sem call waiting, ID, encaminhamento, conferência fácil.
• Manutenção: Intensiva mão de obra, desgaste contatos, deriva relés.
• Flexibilidade:** Recursos software-definidos impossíveis.