El sistema de conmutación 5ESS es un sistema de conmutación electrónica telefónica de Clase 5 desarrollado por Western Electric para American Telephone and Telegraph Company (AT&T) y Bell System en los Estados Unidos. Entró en servicio en 1982 y la última unidad se produjo en 2003. [1]
El 5ESS llegó al mercado como Western Electric No. 5 ESS. Comenzó a funcionar en Seneca, Illinois, el 25 de marzo de 1982, y estaba destinado a reemplazar el sistema de conmutación electrónica número uno (1ESS y 1AESS) y otros sistemas electromecánicos en las décadas de 1980 y 1990. El 5ESS también se utilizó como conmutador telefónico Clase 4 o como conmutador híbrido Clase 4/Clase 5 en mercados demasiado pequeños para el 4ESS . Aproximadamente la mitad de todas las oficinas centrales de EE. UU. cuentan con conmutadores 5ESS. El 5ESS también se exportó y fabricó fuera de EE. UU. bajo licencia. [2]
La versión 5ESS-2000, introducida en la década de 1990, aumentó la capacidad del módulo de conmutación (SM), con más módulos periféricos y más enlaces ópticos por SM al módulo de comunicaciones (CM). A finales de la década de 1990 se estaba desarrollando una versión posterior, el 5ESS-R/E, pero no llegó al mercado. Otra versión fue la 5E – XC. [ cita necesaria ]
La tecnología 5ESS se transfirió a la división AT&T Network Systems tras la desintegración de Bell System en 1984. AT&T vendió la división en 1996 como Lucent Technologies , [3] y después de convertirse en Alcatel-Lucent en 2006, [4] fue adquirida por Nokia en 2016. [5]
El conmutador 5ESS todavía se utiliza ampliamente en la red telefónica pública conmutada (PSTN) en los Estados Unidos y en otros lugares, pero está siendo reemplazado por sistemas de conmutación de paquetes más modernos. Los interruptores 5ESS en servicio en 2021 también incluyeron varios operados por la Marina de los Estados Unidos. [6]
El conmutador 5ESS tiene tres tipos principales de módulos: el Módulo Administrativo (AM) contiene las computadoras centrales; el Módulo de Comunicaciones (CM) es el interruptor central de tiempo dividido del sistema; y el Módulo de Conmutación (SM) constituye la mayor parte del equipo en la mayoría de las centrales. El SM realiza multiplexación, codificación analógica y digital y otros trabajos para interactuar con equipos externos. Cada uno tiene un controlador, una pequeña computadora con CPU y memorias duplicadas, como la mayoría de los equipos comunes del intercambio, para redundancia. Los sistemas distribuidos reducen la carga en el Módulo Administrativo Central (AM) o computadora principal. [ cita necesaria ]
La energía para todos los circuitos se distribuye como –48 VCC (nominal) y se convierte localmente a niveles lógicos o señales telefónicas. [ cita necesaria ]
Cada Módulo de Conmutación (SM) maneja desde cientos hasta algunos miles de líneas telefónicas o varios cientos de troncales o una combinación de ellas. Cada uno tiene sus propios procesadores , también llamados Controladores de Módulo, que realizan la mayoría de los procesos de manejo de llamadas , utilizando sus propias tarjetas de memoria . Originalmente, los procesadores periféricos iban a ser Intel 8086 , pero resultaron inadecuados y el sistema se introdujo con procesadores de la serie Motorola 68000 . Al mismo tiempo se cambió el nombre del gabinete que alberga este equipo de Módulo de Interfaz a Módulo de Conmutación. [ cita necesaria ]
Las unidades periféricas están en los estantes del SM. En la mayoría de las centrales, la mayoría son unidades de línea (LU) y unidades troncales de línea digital (DLTU). Cada SM tiene Unidades de Servicio Digital Local (LDSU) para proporcionar diversos servicios a líneas y troncales en el SM, incluida la generación y detección de tonos. Las Unidades de Servicios Digitales Globales (GDSU) brindan servicios utilizados con menos frecuencia a todo el intercambio. El intercambiador de intervalos de tiempo (TSI) en el SM utiliza memoria de acceso aleatorio para retrasar cada muestra de voz para que quepa en un intervalo de tiempo que llevará su llamada a través del intercambio a otro o, en algunos casos, al mismo SM.
Los tramos de portadoras T terminan, originalmente uno por tarjeta, pero en modelos posteriores generalmente dos, en unidades troncales de línea digital (DLTU) que concentran sus canales DS0 en la TSI. Estos pueden servir a troncales entre oficinas o, utilizando el operador de bucle integrado de abonado , a líneas de abonado. Las señales DS3 de mayor capacidad también pueden tener sus señales DS0 conmutadas en unidades SONET de Unidad de red digital (DNUS), sin demultiplexarlas en DS1 . Los SM más nuevos tienen interfaces DNUS (DS3) y OIU óptica (OC12) con una gran capacidad.
Los SM tienen tarjetas de interfaz de enlace dual (DLI) para conectarlos mediante fibras ópticas multimodo a los módulos de comunicaciones para conmutación dividida en tiempo a otros SM. Estos enlaces pueden ser cortos, por ejemplo dentro del mismo edificio, o pueden conectarse a SM en ubicaciones remotas. Las llamadas entre las líneas y troncales de un SM en particular no necesitan pasar por CM, y un SM ubicado remotamente puede actuar como conmutación distribuida , administrada desde el AM central. Cada SM tiene dos circuitos de controlador de módulo/ intercambio de ranura de tiempo (MCTSI) para redundancia.
A diferencia del DMS-100 de Nortel , que utiliza tarjetas de línea individuales con un códec , la mayoría de las líneas están en concentradores de división de espacio analógicos de dos etapas o unidades de línea , que conectan hasta 512 líneas, según sea necesario, a la tarjeta de 8 canales. s que contienen cada uno 8 códecs y a circuitos de servicio de alto nivel para sonar y probar. Ambas etapas de concentración están incluidas en la misma placa GDX (Gated Diode Access). Cada placa GDX da servicio a 32 líneas, 16 enlaces A y 32 enlaces B. La disponibilidad limitada ahorra dinero con matrices no completadas. La Unidad de Línea puede tener hasta 16 placas GDX conectadas a las placas de canal mediante enlaces B compartidos, pero en oficinas con mayor tráfico de líneas se equipa un menor número de placas GDX.
Las líneas RDSI son atendidas por tarjetas de línea individuales en una ISLU (Unidad de Línea de Servicios Integrados).
El módulo administrativo (AM) es una mini computadora principal de procesador dual de la serie AT&T 3B , que ejecuta UNIX-RTR . AM contiene los discos duros y las unidades de cinta que se utilizan para cargar y realizar copias de seguridad del software y las traducciones del procesador central y periférico. Las unidades de disco eran originalmente varias unidades multiplato SMD de 300 megabytes en un marco separado. Ahora constan de varias unidades SCSI redundantes de varios gigabytes , cada una de las cuales reside en una tarjeta. Las unidades de cinta eran originalmente de carrete abierto de media pulgada a 6250 bits por pulgada, que fueron reemplazadas a principios de la década de 1990 por casetes de cinta de audio digital de 4 mm .
El módulo administrativo está construido sobre la plataforma 3B21D y se utiliza para cargar software en los numerosos microprocesadores del conmutador y para proporcionar funciones de control de alta velocidad. Proporciona mensajería e interfaz para controlar terminales. El AM de un 5ESS consta de la unidad procesadora 3B20x o 3B21D, incluidas unidades de E/S, discos y unidades de cinta. Una vez que el 3B21D ha cargado el software en el 5ESS y se activa el conmutador, la conmutación de paquetes se realiza sin ninguna acción adicional por parte del 3B21D, excepto para las funciones de facturación que requieren que los registros se transfieran al disco para su almacenamiento. Debido a que el procesador tiene hardware dúplex, un lado activo y otro en espera, una falla de un lado del procesador no necesariamente resultará en una pérdida de conmutación.
El Módulo de Comunicaciones (CM) constituye el interruptor horario central de la central. 5ESS utiliza una topología de tiempo-espacio-tiempo (TST) en la que los intercambiadores de intervalos de tiempo (TSI) en los módulos de conmutación asignan cada llamada telefónica a un intervalo de tiempo para enrutarse a través del CM.
Los CM realizan conmutación dividida en tiempo y se proporcionan en pares; cada módulo (gabinete) pertenece al Office Network and Timing Complex (ONTC) 0 o 1, correspondiente aproximadamente a los planos de conmutación de otros diseños. Cada SM tiene cuatro enlaces de fibra óptica, dos que se conectan a un CM perteneciente a ONTC 0 y dos a ONTC 1. Cada enlace óptico consta de dos fibras ópticas multimodo con conectores ST para enchufar a transceptores conectados al cableado del backplane en cada extremo. Los CM reciben señales multiplexadas en el tiempo en la fibra de recepción y las envían al SM de destino apropiado en la fibra de envío.
El Very Compact Digital Exchange (VCDX) se desarrolló con el 5ESS-2000 y se comercializó principalmente entre compañías telefónicas que no pertenecen a Bell como una forma económica y efectiva de ofrecer ISDN y otros servicios digitales en un centro de conmutación analógico . Esto evitó el gasto de capital de adaptar todo el conmutador analógico a uno digital para dar servicio a todas las líneas del conmutador cuando muchas no lo necesitarían y seguirían siendo líneas POTS .
Un ejemplo sería el (antiguo) conmutador telefónico GTE/Verizon Class-5 , el GTD-5 EAX . Al igual que Western Electric 1ESS /1AESS, servía principalmente a centros de cableado de tamaño mediano a grande.
El VCDX independiente también era capaz de servir como conmutador para centros de cableado muy pequeños (una oficina de marcado CDX-Community ) de menos de ~400 líneas. Sin embargo, para los centros de cableado pequeños, de 400 a 4000 líneas, esa función generalmente la realizaban RSM, un 5ESS "Remote SM", ORM o Wired ORM. El RSM está controlado por líneas T1 conectadas a una unidad DLTU. Los primeros 2 T1 son el control del RSM y son necesarios para que se realicen cambios recientes. Los RSM pueden tener hasta 10 T1. Puede haber varios RSM en una oficina. Un ORM se puede alimentar a través de fibra directa o mediante coaxial, por lo que se denomina ORM cableado. Un RSM u ORM puede tener muchas de las mismas unidades periféricas que forman parte de un conmutador 5ESS completo. Un RSM tiene una distancia limitada y puede dar servicio a partes de un área metropolitana más grande o a oficinas rurales. Técnicamente, un ORM o un ORM cableado puede estar en cualquier lugar y ser preferible al RSM una vez que el ORM esté disponible. Tanto el RSM como el ORM se utilizan a menudo como un centro de cableado de Clase 5 para ciudades pequeñas y medianas alojadas desde un 5ESS ubicado en una ciudad más grande. El ORM cableado se conecta a través de un cable coaxial desde una unidad MUX y se alimenta a una TRCU que convierte el cable coaxial en una conexión al DLI. También había un ORM de dos millas que se usaba cuando una oficina se rompía o tomaba un área de otra oficina. . La distancia en este caso era de 2 millas desde una oficina anfitriona y se alimentaba directamente a través de fibra. Como ocurre con cualquier SM, el tamaño lo dicta el número de intervalos de tiempo necesarios para cada unidad periférica. Los ORM están vinculados con DS3, los RSM están vinculados con líneas T1. El VCDX también se utilizó como una gran centralita privada (PBX). Las pequeñas comunidades de menos de 400 líneas también recibieron unidades SLC-96 o unidades Anymedia.
El VCDX independiente tiene un único módulo de conmutación y ningún módulo de comunicaciones. Su estación de trabajo Sun Microsystems SPARC ejecuta el sistema operativo Solaris basado en UNIX que ejecuta un sistema de emulación de procesador MERT OS 3B20/21D , actuando como módulo administrativo de VCDX. El VCDX utiliza las fuentes de alimentación telefónica normales del CO (que son fuentes de alimentación ininterrumpida de gran tamaño ) y tiene conexiones al sistema de conexión cruzada CO Digital para acceso T1 , etc.
El 5ESS tiene dos arquitecturas de señalización diferentes: anillo de interfaz de red común (CNI) y señalización SS7 basada en unidad de conmutación de paquetes (PSU) .
El esfuerzo de desarrollo de 5ESS requirió cinco mil empleados, produciendo 100 millones de líneas de código fuente del sistema, principalmente en lenguaje C , con 100 millones de líneas de archivos de encabezado y archivos MAKE . La evolución del sistema se llevó a cabo durante 20 años, mientras que a menudo se desarrollaban tres versiones simultáneamente, cada una de las cuales tardaba unos tres años en completarse. Originalmente, el 5ESS era exclusivo de EE. UU. y las ventas internacionales dieron como resultado un sistema y un equipo de desarrollo completo, en paralelo a la versión estadounidense.
Los sistemas de desarrollo fueron sistemas mainframe basados en Unix. Había alrededor de 15 de estos sistemas activos en el pico. Había máquinas de desarrollo, máquinas simuladoras y máquinas de construcción, etc. Los escritorios de los desarrolladores eran terminales de ventanas múltiples (versiones del Blit desarrollado por Bell Labs ) hasta mediados de la década de 1990, cuando se implementaron las estaciones de trabajo Sun. Los desarrolladores continuaron iniciando sesión en los servidores para su trabajo, utilizando X11 en sus estaciones de trabajo como un entorno de ventanas múltiples.
La administración del código fuente se basó en SCCS y utilizó líneas "#feature" para separar el código fuente entre versiones, entre características específicas de EE. UU. o Internacional, y similares. La personalización de los editores de texto vi y Emacs permitió a los desarrolladores trabajar con la vista adecuada de un archivo, ocultando las partes que no eran aplicables a su proyecto actual.
El sistema de solicitud de cambio utilizó SCCS MR para crear conjuntos de cambios con nombre, vinculados al sistema IMR (solicitud de modificación inicial) que tenía identificadores puramente numéricos. Se creó un nombre de MR con el prefijo del subsistema, el número de IMR, los caracteres de secuencia de MR y un carácter para la liberación o "carga". Entonces, para el subsistema gr (retrofit genérico), el primer MR creado para el IMR 2371242, destinado a la carga 'F', sería gr2371242aF.
El sistema de compilación utilizó un mecanismo simple de configuración de compilación que provocaría la generación de archivos MAKE. El sistema siempre creaba todo, pero usaba resultados de suma de verificación para decidir si un archivo realmente había cambiado, antes de actualizar el árbol de directorios de salida de la compilación. Esto proporcionó una gran reducción en el tiempo de compilación cuando se editaba una biblioteca principal o un encabezado. Un desarrollador podría agregar valores a una enumeración, pero si eso no cambiara el resultado de la compilación, entonces no sería necesario volver a vincular las dependencias posteriores en ese resultado ni crear bibliotecas.
El sistema se administra a través de una variedad de "canales" de teletipo , también llamados consola del sistema , como el canal de PRUEBA y el canal de Mantenimiento. Normalmente, el aprovisionamiento se realiza a través de una interfaz de línea de comandos (CLI) llamada RCV:APPTEXT o mediante el programa RCV:MENU,APPRC controlado por menús. RCV significa Cambio/Verificación reciente y se puede acceder a él a través del Sistema del centro de control de conmutación . Sin embargo, la mayoría de las órdenes de servicio se administran a través del Centro de administración de memoria de cambios recientes (RCMAC). En el mercado internacional, esta interfaz de terminal tiene localización para proporcionar variaciones de nombres de comandos y idiomas específicos de la región en la pantalla y en la salida de la impresora.