El GTD-5 EAX ( Central Telefónica General Digital Número 5 Electrónico Automático) es el conmutador telefónico de Clase 5 desarrollado por GTE Automatic Electric Laboratories. Este sistema de conmutación de circuitos telefónicos de oficina central digital se utiliza en las antiguas áreas de servicio GTE y por muchos proveedores de servicios de telecomunicaciones más pequeños .
Historia
El GTD-5 EAX apareció por primera vez en Banning, California el 26 de junio de 1982, [1] reemplazando lentamente los sistemas electromecánicos todavía en uso en el mercado de interruptores independientes en ese momento. El GTD-5 EAX también se usó como un conmutador telefónico de Clase 4 o como un conmutador de Clase 4/5 mixto en mercados demasiado pequeños para un conmutador GTD-3 EAX o 4ESS . El GTD-5 EAX también se exportó internacionalmente y se fabricó fuera de los EE. UU. Bajo licencia, principalmente en Canadá, Bélgica e Italia. En 1988, tenía el 4% del mercado de conmutación mundial, con una base instalada de 11.000.000 de líneas de abonados. [2] GTE Automatic Electric Laboratories se convirtió en GTE Network Systems y más tarde en GTE Communication Systems. En 1989, GTE vendió la propiedad parcial de su división de conmutación a AT&T , formando AG Communication Systems. AG Communication Systems finalmente pasó a ser propiedad de Lucent Technologies y se disolvió como una entidad corporativa separada en 2003.
Arquitectura
Complejos de procesador
El bloque de construcción de procesamiento del GTD-5 EAX era el "complejo de procesadores". A cada uno de ellos se le asignó una función específica dentro del diseño general del interruptor. En la generación original, se utilizaron procesadores Intel 8086. Estos fueron reemplazados por NEC V30s (un procesador compatible con conjunto de instrucciones 80186 con pinout 8086 implementado en CMOS y algo más rápido que el 8086 debido a mejoras internas) en la segunda generación, y finalmente por procesadores 80386.
- Complejo de procesador administrativo (APC)
El APC era responsable de la interfaz artesanal del sistema, la administración del control de estado de todos los dispositivos de hardware, los cambios recientes, la facturación y la administración general.
- Complejo de procesador de telefonía (TPC)
El TPC era responsable de la secuencia de llamadas y el control de estado. Recibió entradas de señalización recopiladas de procesadores periféricos (consulte MXU, RLU, RSU y TCU a continuación) y envió información de control a los procesadores periféricos.
- Complejo de procesador base (BPC)
Este término se refería colectivamente a los APC y TPC. Físicamente, esta distinción tenía poco sentido, pero era importante desde el punto de vista de la compilación de software. Dado que los procesadores APC y TPC compartían un gran espacio mapeado en memoria, algunas etapas de compilación se realizaron en común.
- Interruptor de tiempo y unidad de control periférico (TCU)
La TCU era responsable de un grupo de Unidades de Interfaz de Instalaciones (UIF). Cada UIF era responsable de conectar el sistema a una clase particular de conexión física: líneas analógicas en la UIF de línea analógica (y su sucesora, la UIF de línea extendida); troncales analógicas en la UIF de troncales analógicas; y portadora digital en la UIF Digital Trunk y su sucesora, la UIF EDT. A diferencia del SM en el competitivo conmutador 5ESS , las TCU no realizaban todas las funciones de procesamiento de llamadas, sino que se limitaban a la recopilación de dígitos y la interpretación de señales.
- Unidad de conmutación remota (RSU)
La RSU era similar a la TCU, pero tenía una red capaz de conmutación local y podía procesar llamadas localmente cuando se cortaban los enlaces a la unidad base.
- Unidad de línea remota (RLU)
La RLU era una versión condensada de la RSU, sin capacidad de conmutación local y con capacidad de línea limitada.
- Unidad MultipleXor (MXU)
El MXU era en realidad un portador de bucle de abonado Lenkurt 914E . Cuando se integró con el GTD-5 EAX, utilizó una carga de software personalizada que permitió la comunicación de mensajes con el resto del sistema.
Comunicación interna
La mayor parte de la comunicación dentro del GTD-5 se realizó a través de E / S mapeadas en memoria directa. El APC y cada TPC estaban conectados a tres unidades de memoria comunes. Cada una de estas unidades de memoria común contenía 16 megabytes de memoria que se asignaron a estructuras de datos compartidas, tanto estructuras dinámicas relacionadas con datos de llamadas dinámicas como datos estáticos (protegidos) relacionados con la base de datos de la oficina. El APC, TPC y TCU están todos conectados a una memoria compartida más pequeña, el circuito de distribución de mensajes (MDC). Se trataba de una memoria de 96 puertos de 8k palabras que se utilizaba para colocar pequeños mensajes empaquetados en colas definidas por software. El MXU, RLU y RSU estaban lo suficientemente lejos de la unidad base como para que no pudieran participar directamente en la comunicación basada en memoria compartida. Se instaló una tarjeta especial, el controlador de enlace de datos remoto (RDLC) en el DT-FIU de la unidad remota y su TCU host. Esto permitió un enlace de comunicación en serie a través de un intervalo de tiempo dedicado de una portadora DS1. La TCU anfitriona era responsable de reenviar mensajes desde la unidad remota a través del MDC.
La red
Dos generaciones de red estaban disponibles en el GTD-5. Esta última red estuvo disponible alrededor del año 2000, pero sus características no se describen en la documentación pública. La red descrita en el artículo es la red original, disponible desde 1982 hasta aproximadamente 2000.
El GTD-5 EAX se ejecutó en una topología de tiempo-espacio-tiempo (TST). Cada TCU contenía dos interruptores de tiempo (TSW) con una capacidad total de 1544 intervalos de tiempo: 772 en el interruptor de tiempo de origen y 772 en el interruptor de tiempo de terminación. Se conectaron cuatro UIF de 193 intervalos de tiempo cada una al TSW. Las UIF de troncalización conectaron 192 intervalos de tiempo de la instalación (ocho portadoras DS1 o 192 troncales analógicas individuales). La UIF de línea analógica original tenía una capacidad de 768 líneas con un códec por línea. La salida digital de los códecs 768 se concentró en 192 intervalos de tiempo antes de la presentación al interruptor de tiempo, una concentración de 4: 1. A fines de la década de 1980, se dispuso de marcos de línea de mayor capacidad de 1172 y 1536 líneas, lo que permitió relaciones de concentración más altas de 6: 1 y 8: 1.
El Space Switch (SSW) estaba bajo el control de los TPC y APC, que accedían a él a través del Space Interface Controller (SIC). El SSW se dividió en ocho unidades de conmutación espacial (SSU). Cada SSU podría cambiar los 772 canales entre 32 TCU. Las primeras 32 TCU conectadas en orden secuencial a las dos primeras SSU. La conexión de las dos SSU en paralelo de esta manera proporcionó la duplicación de la capacidad de red requerida en una red CLOS. Cuando el sistema creció más allá de 32 TCU, se agregaron 6 SSU adicionales. Dos de estas SSU se conectaron a TCU32-TCU63 de una manera directamente análoga a las dos primeras SSU. Dos conectaron las entradas de TCU0-TCU31 a la salida de TCU32-TCU63, mientras que las dos últimas conectaron las salidas de TCU32-TCU63 a la entrada de TCU0-TCU31.
El GTD-5, a diferencia de sus contemporáneos, no hizo un uso extensivo de la tecnología de línea serial. La comunicación de red se basó en una palabra PCM paralela de 12 bits [3] transportada por cables que incorporan pares trenzados en paralelo. La comunicación entre procesadores y periféricos se asignó en memoria, con cables similares que se extendían por buses de datos y direcciones de 18 bits entre tramas.
Línea analógica FIU (AL-FIU)
La AL-FIU contenía 8 grupos simplex de 96 líneas cada uno, denominados Unidades de línea analógica (ALU), controladas por un controlador redundante, la Unidad de control analógica (ACU). Las 96 líneas dentro de cada ALU se alojaron en 12 tarjetas de ocho circuitos de línea. Estas 12 tarjetas se agruparon eléctricamente en cuatro grupos de tres tarjetas, donde cada grupo de tres tarjetas compartía un grupo PCM serial de 24 ranuras de tiempo. Las capacidades de asignación de intervalos de tiempo del códec se utilizaron para administrar intervalos de tiempo dentro del grupo PCM. La ACU contenía un circuito de selección de intervalo de tiempo que podía seleccionar el mismo intervalo de tiempo de hasta ocho grupos de PCM (es decir, el intervalo de tiempo de red 0-7 seleccionaría el intervalo de tiempo de PCM 0, el intervalo de tiempo de red 8-15 seleccionaría el intervalo de tiempo de PCM 1, etc. para que el intervalo de tiempo 0 del PCM se conecte a la red). Dado que el mismo intervalo de tiempo se pudo seleccionar sólo ocho veces de treinta y dos posibles candidatos, la concentración general fue de cuatro a uno. Una generación posterior amplió el número de ALU a doce o dieciséis, según corresponda, dando una mayor concentración efectiva.
Troncal analógica FIU (AT-FIU)
El AT-FIU era un AL-FIU reempaquetado. Solo se admitían dos grupos simplex y las tarjetas de troncales llevaban cuatro circuitos en lugar de ocho. Los grupos de PCM tenían seis tarjetas de ancho en lugar de tres. Dado que dos grupos simplex proporcionaron un total de 192 troncales, la AT-FIU no estaba concentrada, según lo exigen las interfaces troncales.
Troncal digital FIU (DT-FIU)
Los tramos de portadora T terminaron, cuatro por tarjeta, en el circuito de interfaz de tramo cuádruple (QSIC) en las unidades de interfaz de instalación de troncales digitales (DTU). Se equiparon dos QSICS por copia. proporcionando una capacidad de ocho DS1. Los circuitos de interfaz de tramo eran completamente redundantes y todos los circuitos de control funcionaban en sincronía entre las dos copias. Esta disposición proporcionó una excelente detección de fallas, pero estuvo plagada de fallas de diseño en las primeras versiones. Las versiones corregidas del diseño no estuvieron ampliamente disponibles hasta principios de la década de 1990. La Unidad Troncal Digital Extendida (EDT) de última generación incluía 8 portadoras T por tarjeta e incorporaba interfaces ESF y PRI. Esta UIF operaba también en sincronía entre las dos copias, pero incorporaba un pequeño "diapasón" montado en el backplane para albergar el circuito del transformador.
Arquitectura del procesador
A lo largo de su ciclo de vida, el GTD-5 EAX incorporó una arquitectura de procesador con redundancia cuádruple. El complejo principal de procesadores de APC, TPC, TCU, RLU y RSU consistía en un par de tarjetas de procesador, y cada una de esas tarjetas de procesador contenía un par de procesadores. El par de procesadores en la tarjeta ejecutó precisamente la misma secuencia de instrucciones, y la salida del par se comparó en cada ciclo de reloj. Si los resultados no eran idénticos, los procesadores se reiniciaban inmediatamente y el par de procesadores de la otra tarjeta se conectaban como el complejo de procesadores activo. El procesador activo siempre mantuvo la memoria actualizada para que cuando ocurrieran estos cambios forzados, se sufriera poca pérdida de datos. Cuando se solicitó el cambio como parte del mantenimiento de rutina, el cambio se pudo realizar sin pérdida de datos en absoluto.
Arquitectura de software
El GTD-5 EAX se programó en una versión personalizada de Pascal . [4] [5] Este Pascal se amplió para incluir una fase separada de compilación de datos y tipos, conocida como COMPOOL (Communications Pool). Al imponer esta fase de compilación separada, se podría imponer una escritura estricta en la compilación de código separada. Esto permitió la verificación de tipos a través de los límites de los procedimientos y los límites del procesador.
Se programó un pequeño subconjunto de código en lenguaje ensamblador 8086. El ensamblador utilizado tenía un preprocesador que importaba identificadores del COMPOOL, lo que permitía verificar la compatibilidad de tipos entre Pascal y el ensamblaje.
Los primeros periféricos se programaron en el lenguaje ensamblador apropiado para cada procesador. Finalmente, la mayoría de los periféricos se programaron en variaciones de C y C ++.
Administración
El sistema se administra a través de una variedad de "Canales" de teletipo (también llamada consola del sistema ). Se han conectado varios sistemas externos a estos canales para proporcionar funciones especializadas.
Patentes
La siguiente es una lista no exhaustiva de patentes estadounidenses aplicables al diseño GTD-5 EAX
- 4569017 Circuito de sincronización de la unidad central de procesamiento dúplex
- 4757494 Método de generación de combinaciones de aditivos para muestras de voz PCM
- 4835767 Circuito de altavoz PCM aditivo para un arreglo de conferencia de tiempo compartido
- 4466093 Acuerdo de conferencia de tiempo compartido
- 4406005 Unidad de control de tiempo de doble carril para un sistema de conmutación digital TST
- 4509169 Red de doble carril para una unidad de conmutación remota
- 4466094 Disposición de captura de datos para un circuito de conferencias
- 4740960 Disposición de sincronización para circuitos de exploración de datos multiplexados en el tiempo
- 4580243 Circuito para sincronización dúplex de señales asíncronas
- 4466092 Disposición de inserción de datos de prueba para un circuito de conferencia
- 4740961 Circuitos de sincronización para equipos de tramo digital dúplex
- 5226121 Método de desadaptación de la tasa de bits utilizando el protocolo ECMA 102
- 4532624 Disposición de verificación de paridad para una red de unidad de conmutación remota
- 4509168 Unidad de conmutación remota digital
- 4514842 TSTST Red de conmutación digital
- 4520478 Disposición de escenario espacial para un sistema de conmutación digital TST
- 4524441 Disposición de escenario espacial modular para un sistema de conmutación digital TST
- 4524422 Escenario espacial modularmente ampliable para un sistema de conmutación digital TST
- 4525831 Disposición de la interfaz para almacenar en búfer la información de comunicación entre las etapas del interruptor TST
- 5140616 Circuito de reloj independiente de la red que permite conectar un maestro síncrono a un adaptador de datos con conmutación de circuitos
- 4402077 Unidad de control y tiempo de doble carril para un sistema de conmutación digital TST dúplex
- 4468737 Circuito para extender una dirección multiplexada y un bus de datos a dispositivos periféricos distantes
- 4374361 Circuito de monitoreo de falla de reloj que emplea un par de contadores para indicar falla de reloj dentro de dos pulsos
- 4399534 Unidad de control y tiempo de doble carril para un sistema de conmutación digital TST dúplex
- 4498174 Circuito de verificación de redundancia cíclica en paralelo
Ver también
- Interruptor 1ESS
- Interruptor 4ESS
- Interruptor 5ESS
- Intercambio DMS-100
- Interruptor telefónico de clase 5
- Herramienta de navegación de información de hardware (SUGERENCIA)
- Central telefónica
Referencias
- ^ "100 años de conmutación telefónica", Robert J. Chapuis, AE Joel, Jr., Amos E. Joel, p. 392
- ^ Manual de materiales electrónicos, Merrill L. Minges, Comité del manual internacional de ASM, pág. 384, tabla 1.
- ^ "100 años de conmutación telefónica", Robert J. Chapuis, AE Joel, Jr., Amos E. Joel, p. 391
- ^ Mualim, S .; Salm, F. (1991). "Migración de desarrollo de software de mainframes a estaciones de trabajo (software del sistema de conmutación)". IEEE Global Telecommunications Conference GLOBECOM '91: Cuenta atrás para el nuevo milenio. Registro de conferencia . págs. 830–835. doi : 10.1109 / GLOCOM.1991.188498 . ISBN 0-87942-697-7.
- ^ "100 años de conmutación telefónica", Robert J. Chapuis, AE Joel, Jr., Amos E. Joel, p. 51