Sistema de conmutación de barra transversal número cinco - Number Five Crossbar Switching System
El sistema de conmutación de barra transversal número cinco ( conmutador 5XB ) es un conmutador telefónico para centrales telefónicas diseñado por Bell Labs y fabricado por Western Electric a partir de 1947. Se utilizó en el sistema Bell principalmente como conmutador telefónico de clase 5 en la red telefónica pública conmutada. (PSTN) hasta principios de la década de 1990, cuando fue reemplazado por sistemas de conmutación electrónica . Las variantes se utilizaron como sistemas combinados de Clase 4 y Clase 5 en áreas rurales y como un interruptor TWX .
Originalmente, 5XB tenía la intención de llevar los beneficios de la conmutación de barras cruzadas a pueblos y ciudades pequeñas con solo unos pocos miles de líneas telefónicas . El tamaño inicial típico era de 3000 a 5000 líneas, pero el sistema tenía una capacidad de crecimiento esencialmente ilimitada. La barra transversal urbana 1XB anterior era imprácticamente cara en instalaciones pequeñas y tenía dificultades para manejar grandes grupos de troncales. 5XB se convirtió en relés de resorte de alambre en la década de 1950 y se actualizó de otra manera en la década de 1960 para servir intercambios con decenas de miles de líneas. La variante final de la barra transversal 5A , producida a partir de 1972, estaba disponible solo en tamaños de líneas 980 y 1960, y generalmente se entregaba en una paleta , en lugar de ensamblarse en el sitio como es habitual para intercambios más grandes.
Cambio de tela
5XB introdujo el principio de devolución de llamada , en el que el tren de conmutación de concentración inicial de la línea al receptor de dígitos se eliminó por completo durante la finalización de la llamada, de modo que sus enlaces pudieran reutilizarse inmediatamente para esta u otra llamada. También utiliza la misma estructura de conmutación de cuatro etapas para las llamadas entrantes que para las salientes. Todas las líneas terminan en las tramas de enlace de línea y todas las troncales y la mayoría de los circuitos de servicio en las tramas de enlace troncal . Cada TLF está conectado a todos los LLF mediante al menos diez empalmes .
Marco de enlace de línea
Los marcos de enlace de línea (LLF) son niveles de interruptores de barra transversal 10x20 en dos o más bahías. Los interruptores en la primera bahía tienen sus múltiplos horizontales, o "cables banjo", cortados por la mitad, dividiendo efectivamente cada interruptor en un interruptor de línea y un interruptor de unión de línea. Cada uno de los diez interruptores de conexión tiene diez conexiones en sus diez verticales, y cada uno de sus diez niveles se conectó como un enlace de línea a uno de los diez interruptores de línea del LLF. Por lo tanto, la trama de enlace de línea termina 100 Junctors. Cada cruce tiene disponibilidad total para los cientos de líneas que haya, a través de los enlaces de cien líneas. El número de líneas, por lo tanto, el índice de concentración de líneas (LCR), se diseñó para la ocupación esperada.
Cada interruptor de línea en esta primera bahía mixta tiene nueve líneas en nueve de sus verticales, la décima vertical está reservada para propósitos de prueba. Además de las 90 líneas de estos conmutadores, cada LLF tiene al menos una bahía de conmutador de línea simple, con diez conmutadores de línea más que transportan 200 líneas. Por tanto, el tamaño mínimo de un LLF es 290 líneas para una relación de concentración de línea de 2,9: 1. Opcionalmente, tiene otra trama, con diez conmutadores más y otras 200 líneas, y así sucesivamente, hasta una relación de concentración de línea máxima de 5,9: 1, ya que todos compartían los mismos enlaces de cien líneas. El circuito de línea es muy similar al de 1XB con un relé de línea para alertar a la central de una condición de disparo, y los contactos verticales fuera de lo normal del interruptor vertical sirven como relé de corte.
A efectos de control, las líneas de abonado en los conmutadores del LLF se dividen en grupos verticales de cincuenta, siendo cinco unidades de línea en cada uno de los diez conmutadores. Cada grupo vertical se divide en cinco archivos verticales de diez líneas, lo que es importante porque la clase de servicio o la identificación del grupo de clientes en las oficinas posteriores de Centrex es compartida por las diez líneas del archivo vertical. El personal de las oficinas de Centrex pasó mucho tiempo de pie en las escaleras, recableando los campos de datos de Clase de servicio en la parte superior de LLF.
Al final de la carrera de 5XB, el tamaño del grupo de conexiones y, por lo tanto, la eficiencia del enlace de las oficinas más grandes se incrementó mediante el uso de tramas de enlace de línea auxiliar (ALL). El TODO es una bahía con diez conmutadores de unión, divididos como de costumbre en mitades izquierda y derecha. La mitad tiene en sus niveles los enlaces de línea de un LLF de número par, y en sus verticales, los empalmes del vecino de número impar; la otra mitad es viceversa. De esta manera, cada LLF puede usar los junctors de su compañero, si el marcador no pudo encontrar una ruta inactiva en el primer intento. Dado que son pares e impares, sus conexiones aparecen en lados opuestos de los interruptores de conexiones troncales, lo que también da acceso a los enlaces troncales auxiliares. Las conexiones a través de ALL solo se utilizaron en períodos de mucho tráfico.
Marco de enlace del maletero
Los empalmes se conectan desde LLF a través del marco de agrupación de empalmes hasta los niveles de los interruptores de empalmes troncales en el marco de enlace troncal (TLF). A diferencia de los diseños anteriores, los empalmes no tienen relés de supervisión u otro hardware activo, todas estas funciones se asignan a los circuitos troncales. El diseño básico del TLF tiene diez conmutadores de conexiones con sus múltiplos horizontales divididos por la mitad, por lo tanto, doscientos enlaces y doscientos enlaces troncales a los diez conmutadores troncales. El cableado banjo del interruptor de troncal no estaba dividido, pero un truco de nivel discriminador dedicó dos niveles a duplicar el uso de los otros ocho, permitiendo así que cada interruptor de troncal conectara dieciséis troncales a sus veinte enlaces troncales. Esto da como resultado que el TLF tenga una relación de concentración de tronco (TCR) de 0,8: 1. Este grado de desconcentración finalmente resultó proporcionar muy pocas apariencias de troncos para la variedad de tipos de troncos necesarios. Las últimas oficinas 5XB de la década de 1970 tenían interruptores troncales tipo C con doce niveles, usando dos para la discriminación, dejando un TCR de unidad.
El TLF tiene el doble de enlaces, conmutadores de unión y uniones que el LLF, siempre hay el doble de LLF que de TLF. Tal como se diseñó inicialmente, el número máximo era de diez TLF y veinte LLF, conocido como 10x20, y al principio rara vez se alcanzaba. A fines de la década de 1950, se agregaron múltiples bahías de conmutadores de conexiones troncales (ETL y SETL) para dar acceso a cada TLF a más conexiones. La primera versión ampliada permitió que cada oficina tuviera 20x40, y en la década de 1960 el máximo llegó a 30x60. El desarrollo se detuvo en ese punto porque el diseño de cuatro etapas se estaba volviendo cada vez menos eficiente en tamaños mayores, y porque el interruptor 1ESS con ocho etapas estaba en desarrollo.
Un canal de una línea a una troncal constaba de tres enlaces de estructura de conmutación: enlace de línea, unión y enlace troncal. En una oficina de 10x20 o más, diez canales, numerados del 0 al 9, estaban disponibles desde cualquier línea a cualquier troncal. El número de conmutador de unión de línea y el número de conmutador de unión troncal son los mismos que el número de canal. La lógica en el marcador compara los diez enlaces de cada tipo para obtener un canal claro. La falta de un canal se llama desajuste y resultó en elegir otra troncal u otra línea, o el uso de TODO donde existe, o darse por vencido y dejar que la persona que llama vuelva a intentarlo.
Circuitos troncales
Como en diseños anteriores, la supervisión de las llamadas entrantes se maneja mediante conjuntos de relés conocidos como circuitos troncales entrantes . A diferencia de diseños anteriores, este trabajo también se realiza en el circuito troncal para llamadas salientes, por lo que no hay circuitos de unión. Dado que diferentes troncales salientes están conectadas a diferentes lugares y se utilizan para diferentes llamadas, sus conjuntos de retransmisión pueden especializarse para un tipo particular de señalización o medición de llamadas (ver contabilidad automática de mensajes ) u otra peculiaridad. Por lo tanto, una troncal TSPS puede brindar un control completo a un operador, mientras que una troncal de señalización E y M puede hacer el tipo de señalización requerida de una línea privada de larga distancia, mientras que una troncal saliente local puede ser más simple.
Gracias a este circuito troncal más complejo, los troncales salientes se seleccionan mediante un método más rápido y versátil que la prueba de manguito utilizada anteriormente. Cada circuito troncal proporciona una conexión a tierra en un cable FT para indicar inactividad. Los cables FT para troncales en un grupo en particular están interconectados a un cable FTC (común de prueba de trama) para su marco de enlace troncal, para indicar que el TLF tiene uno o más troncales inactivos en ese grupo. El relé de ruta en el marcador de finalización conecta los relés del sensor a todos los marcos de enlace troncal, lo que permite que el marcador elija un TLF que tenga un troncal inactivo y luego se conecte a ese troncal a través del conector de enlace troncal (TLC) para elegir uno de esos troncales inactivos . Este método de dos pasos, junto con la mezcla de tráfico entrante y saliente, distribuyó el tráfico de manera más uniforme, aliviando así los problemas de congestión del enlace que a menudo surgían con los métodos anteriores que restringían un grupo troncal a una o dos tramas de conmutación salientes.
Este método es menos eficaz para teléfonos con monedas , que necesitan una señalización especial. En las áreas urbanas, eran atendidos por intercambios más antiguos que tenían conexiones separadas para teléfonos con monedas. Donde el 5XB era el único intercambio, se idearon varios métodos alternativos. Los teléfonos regulares y de monedas compartían los baúles de monedas más complejos y costosos, o bien se establecieron rutas separadas o baúles de monedas conectados a través de conmutadores en tándem, incluido el propio 5XB que actúa como su propio tándem. En este último caso, la llamada tuvo que utilizar dos conexiones a través del tejido de conmutación: una para conectar la línea a la troncal de supervisión de monedas y otra para conectar esa troncal a la troncal saliente.
También fue menos eficiente para llamadas en tándem, ya que la estructura no puede conectar una troncal directamente a una troncal. En cambio, cada troncal entrante que tiene la capacidad de realizar llamadas en tándem debe tener una apariencia de marco de enlace de línea, como si fuera una línea. Para evitar gastos, los baúles entrantes se dividieron en grupos, algunos de ellos tenían capacidad en tándem y otros no. Esta complicación se evitó en lugares lo suficientemente grandes como para pagar por un interruptor en tándem por separado.
La conexión de troncales a registros entrantes y remitentes salientes no se realiza a través de la estructura de voz de cuatro etapas. Más bien, es a través de una red de barras cruzadas de una sola etapa conocida como enlace de registro entrante (IRL) o enlace de remitente saliente (OSL), respectivamente. Los registros y remitentes están en grupos de diez, asignados uno a cada nivel de tantos conmutadores de barras cruzadas como sean apropiados para el tráfico que pueden manejar. Se conectan diferentes troncales a diferentes IRL u OSL según el tipo de señalización que utilicen; es decir, IRDP, IRRP (ver interruptor de panel ) o IRMF .
Los sistemas anteriores utilizan relés en el circuito troncal entrante para controlar el timbre y devolver el tono de ocupado. 5XB utiliza un interruptor de selección de timbre (RSS): un interruptor de barra transversal con diez verticales, que sirve a diez troncales. Los distintos niveles proporcionan varios tonos y una corriente de timbre de varias duraciones y cadencias (especialmente valiosas para las líneas de grupo ). Los niveles 0 y 1 se utilizan como niveles de discriminación para establecer la polaridad para el timbre selectivo en el lado de la punta o en el lado del timbre . Se utiliza un relé RT de resorte de alambre especialmente sensible para detectar descolgado de una línea que está sonando, liberar el imán de retención RSS y activar el relé de supervisión blindado para que la supervisión de respuesta de batería inversa regrese al extremo de origen.
Control común
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La devolución de llamada, el tren único y otros métodos sofisticados requieren controles más sofisticados, pero aumentaron la eficiencia y se convirtieron en estándar para diseños posteriores. 5XB también separa los registros para recibir dígitos de los remitentes para enviarlos. Esta complicación requiere más transmisión de datos entre los circuitos de control, pero acorta en gran medida el tiempo de espera de los remitentes y aumenta la eficiencia y versatilidad general sin tener que poner la versatilidad en remitentes grandes, numerosos y complejos como en sistemas anteriores .
Los registros de origen (OR) están conectados a la trama de enlace troncal (TLF). En el 5XB original, un marcador, una vez alertado de una condición de viaje, selecciona un OR mediante el mismo mecanismo que utiliza para seleccionar un tronco, identifica una ruta clara entre la línea y el OR, carga el OR con cualquier información necesaria para su procesamiento posterior (como como equipo de línea y clase de servicio) y se libera. Luego, el quirófano recibe los dígitos (rotativos o de tono), los almacena en paquetes de retransmisión de lengüetas y utiliza el pretraductor para determinar cuántos dígitos recibir antes de volver a llamar al marcador para completar la llamada.
Los sistemas 5XB más grandes se construyeron en la década de 1960 con más marcadores. Para ahorrar dinero, los marcadores se separaron en dos tipos: marcadores de tono de marcación simples (DTM) solo para conectar la línea al quirófano, y marcadores de completar (CM), muchas veces más complejos y costosos, para completar la llamada hacia o desde una troncal . CM tiene, entre otras características, la capacidad de traducir los primeros 3 dígitos de un número de teléfono (o 6 cuando se usa un traductor de área extranjera independiente) para identificar los troncales salientes y el manejo correctos.
Los conectores , de propósito similar a los buses de datos dentro de la CPU de una computadora, conectan los marcadores al equipo periférico. cada conector está compuesto por grandes relés de 30 contactos cada uno, para conectar todos los cables por los que el marcador intercambiaría información y señales de control. Por ejemplo, cada uno de los paquetes de lengüetas oblongos en un quirófano tendría que estar conectado por cinco conductores a través del conector de marcador de registro de origen para transmitir el código dos de cinco que representa un dígito marcado. Para la velocidad, la transferencia es completamente paralela, lo que requiere muchos relés grandes para conectar tantos cables. Los conectores que responden a la solicitud de acción de un circuito periférico reciben el nombre del circuito solicitante y el "marcador", como en ORMC o IRMC. Los conectores cuyo uso fue solicitado por un marcador se nombran solo por el circuito al que se conectan, como en el conector de salida, el conector de enlace de línea y el conector del registrador de problemas.
Uno de los inconvenientes del paso a paso y otros sistemas iniciales es que la preferencia por elegir enlaces troncales o selectores es fija, y los enlaces más preferidos se utilizan con más frecuencia, con el resultado de que el mismo hardware defectuoso bloquea los intentos de llamada repetidos hasta que se retira del servicio. Los marcadores 5XB se diseñaron para rotar las preferencias de tal manera que es muy poco probable que se utilicen los mismos elementos del circuito en la próxima llamada. Por lo tanto, si una llamada se encuentra con un problema de equipo, es probable que un segundo intento tenga éxito.
En parte debido a esta decisión de diseño deliberada para ayudar a proteger a los usuarios de fallas en los componentes, los pocos marcadores compartidos contienen una gran cantidad de circuitos de autocomprobación. Esto es factible porque solo hay unos pocos marcadores y beneficioso porque su función correcta era fundamental. Los códigos de dígitos, por ejemplo, se comprueban para asegurarse de que estén activadas exactamente dos de las cinco líneas. Cuando los circuitos de autoprueba incorporados de un marcador detectan un error, se produce una tarjeta perforada grande en la estación de prueba que registra la falla para ayudar a los conmutadores a detectarla y diagnosticar la fuente. El perforador de tarjetas, con algunas tarjetas, es visible en la parte inferior izquierda de la imagen del marco de prueba a continuación.
Pruebas
En mayor medida que en diseños anteriores, las instalaciones de prueba están centralizadas en un marco de prueba maestro (MTF). Esta compleja pieza de equipo está conectada a todos los equipos de control comunes y puede, por ejemplo, ejercitar automáticamente las capacidades de los receptores de dígitos para operar a diferentes velocidades, voltajes y otros parámetros. El MTF puede seleccionar troncales salientes particulares, incluida la prueba de la capacidad de los marcadores para seleccionar diferentes líneas para troncales particulares. Esta función de prueba se volvió más valiosa a medida que Centrex , la marcación a distancia directa y otras innovaciones trajeron más complicaciones a las tareas de traducción y selección de troncales. Cuando se usa para probar líneas, el MTF puede probar traducciones y realizar pruebas de voltímetro para detectar desequilibrios de impedancia y otras condiciones eléctricas que pueden afectar el servicio.
Otro equipo de prueba incluye un marco de prueba de aislamiento de línea y un marco de prueba de tronco automático. Este último fue operado a través de un lector de cinta de teletipo y realizó pruebas troncales basadas en instrucciones codificadas en cinta perforada de 5 niveles. Un marco de prueba de traductor de AMA automatizado verificó si había errores de cableado que pudieran causar errores de facturación. Un panel de prueba de troncales salientes no automatizado permite verificaciones de voltímetro y señalización en troncales a oficinas distantes, liberando al MTF de este tedioso trabajo. Cada troncal saliente está representada por dos conectores: uno para el acceso de prueba para los circuitos del voltímetro y del transmisor, y otro para la operación de puesta a ocupado. La trama de prueba maestra pudo anular un estado de ocupado cuando fue necesario.
Servicios avanzados
La primera oficina con capacidad de marcación directa internacional a distancia ( IDDD ) en los Estados Unidos fue la central LT-1 en el décimo piso del edificio de la central 435 West 50th Street en Manhattan, Nueva York. Un grupo de sus transmisores MF estaba equipado para los requisitos únicos de impulsos dobles de ese servicio. La mayoría de los 5XB urbanos nuevos de los años siguientes tenían IDDD, y se adaptó a algunos existentes, pero la mayoría omitió la capacidad de impulsos de salida dual, ese trabajo lo maneja TSPS .
También aprovechando la versatilidad superior de 5XB, Centrex se inventó como un paquete de servicios. Los intercambios de control de programas almacenados posteriores permitieron funciones de servicio más amplias. Autovon usó originalmente una versión de cuatro cables de 5XB, con un marcador más complejo para implementar su sistema de enrutamiento poligrid no jerárquico. Los circuitos troncales tenían lógica adicional y almacenamiento de datos integrado, para implementar precedencia y preferencia de múltiples niveles .
El teléfono con imagen llegó a principios de la década de 1970. El conmutador 1ESS ya estaba en servicio y proporcionaba una base más sofisticada para servicios avanzados, pero aún no estaba tan ampliamente disponible, por lo que se designó al 5XB como el vehículo de conmutación. Cada línea Picturephone tiene seis cables: el par parlante antiguo más un par de transmisión de video y un par de recepción de video. Se diseñó una nueva estructura de conmutación de banda ancha utilizando una versión de 6 cables de interruptores de barra transversal Tipo B, dos de los cables están conectados a tierra, lo que reduce la diafonía para los dos pares de video. Al completar una llamada con Picturephone, el marcador de finalización primero seleccionó la línea o troncal a la que se completaría la parte de audio de la llamada, y luego configuró tanto los interruptores de audio como los de video. Los conmutadores remotos de banda ancha (WBRS) se instalaron en centrales más pequeñas, como concentradores de video para líneas que estaban más allá del rango de video de una central más grande a la que se le había dado la función Picturephone.
Ver también
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