El GTD-5 EAX ( General Telephone Digital Number 5 Electronic Automatic Exchange ) es el conmutador telefónico de clase 5 desarrollado por GTE Automatic Electric Laboratories. Este sistema de conmutación de circuitos telefónicos de centralita digital se utiliza en las antiguas áreas de servicio de GTE y por muchos proveedores de servicios de telecomunicaciones más pequeños .
El GTD-5 EAX apareció por primera vez en Banning, California , el 26 de junio de 1982, [1] reemplazando lentamente los sistemas electromecánicos que todavía se usaban en el mercado de conmutadores independientes en ese momento. El GTD-5 EAX también se usó como un conmutador telefónico de Clase 4 o como un conmutador mixto de Clase 4/5 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 mundial de conmutación, con una base instalada de 11.000.000 de líneas de abonado. [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.
El bloque de procesamiento del GTD-5 EAX era el "complejo de procesadores". A cada uno de ellos se le asignaba una función específica dentro del diseño general del conmutador. En la generación original, se utilizaban procesadores Intel 8086. Estos fueron reemplazados por NEC V30 (un procesador compatible con el conjunto de instrucciones 80186 con distribución de pines 8086 implementada en CMOS y algo más rápido que el 8086 debido a mejoras internas) en la segunda generación, y finalmente por procesadores 80386.
El APC era responsable de la interfaz de la nave con el sistema, la administración del control de estado de todos los dispositivos de hardware, los cambios recientes, la facturación y la administración general.
El TPC era responsable de la secuencia de llamadas y del control de estado. Recibía señales de entrada recopiladas de los procesadores periféricos (consulte MXU, RLU, RSU y TCU a continuación) y enviaba información de control de vuelta a los procesadores periféricos.
Este término se refería colectivamente a los procesadores 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 asignado a la memoria, algunas etapas de la compilación se realizaban en común.
La TCU era responsable de un grupo de Unidades de Interfaz de Instalaciones (FIU). Cada FIU era responsable de conectar el sistema a una clase particular de conexión física: líneas analógicas en la FIU de Línea Analógica (y su sucesora, la FIU de Línea Extendida); troncales analógicos en la FIU de Troncales Analógicos; y portadora digital en la FIU de Troncales Digitales y su sucesora, la FIU EDT. A diferencia del SM en el conmutador 5ESS competitivo , las TCU no realizaban todas las funciones de procesamiento de llamadas, sino que se limitaban a la recopilación de dígitos y la interpretación de la señalización.
La RSU era similar a la TCU, pero tenía una red capaz de realizar conmutación local y podía procesar llamadas localmente cuando se interrumpían los enlaces a la unidad base.
La RLU era una versión condensada de la RSU, sin capacidad de conmutación local y con una capacidad de línea limitada.
El MXU era en realidad un Subscriber Loop Carrier 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.
La mayor parte de la comunicación dentro del GTD-5 se realizaba a través de E/S directas asignadas a la memoria. 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 asignaban 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, el TPC y las TCU estaban conectados a una memoria compartida más pequeña, el Circuito de distribución de mensajes (MDC). Se trataba de una memoria de 96 puertos y 8k palabras que se utilizaba para colocar pequeños mensajes empaquetados en colas definidas por software. La MXU, la RLU y la RSU estaban lo suficientemente lejos de la unidad base como para no poder participar directamente en la comunicación basada en la memoria compartida. Se instaló un paquete de circuitos especial, el Controlador de enlace de datos remoto (RDLC) en la DT-FIU de la unidad remota y su TCU anfitriona. 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.
En el GTD-5 había dos generaciones de redes disponibles. La última de ellas se puso a disposición en torno al 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 el año 2000.
El GTD-5 EAX funcionaba con una topología de tiempo-espacio-tiempo (TST). Cada TCU contenía dos conmutadores de tiempo (TSW) con una capacidad total de 1544 intervalos de tiempo: 772 en el conmutador de tiempo de origen y 772 en el conmutador de tiempo de destino. Cuatro FIU de 193 intervalos de tiempo cada una estaban conectadas al TSW. Las FIU de enlace troncal conectaban 192 intervalos de tiempo de la instalación (ocho portadoras DS1 o 192 troncales analógicas individuales). La FIU de línea analógica original tenía una capacidad de 768 líneas con un códec por línea. La salida digital de los 768 códecs se concentraba en 192 intervalos de tiempo antes de la presentación al conmutador de tiempo, una concentración de 4:1. A finales de la década de 1980, se pusieron a disposición tramas de línea de mayor capacidad de 1172 y 1536 líneas, lo que permitía relaciones de concentración más altas de 6:1 y 8:1.
El conmutador espacial (SSW) estaba bajo el control de los TPC y APC, que accedían a él a través del controlador de interfaz espacial (SIC). El SSW estaba dividido en ocho unidades de conmutador espacial (SSU). Cada SSU podía conmutar los 772 canales entre 32 TCU. Las primeras 32 TCU se conectaban en orden secuencial a las dos primeras SSU. Conectar las dos SSU en paralelo de esta manera proporcionaba la duplicación de la capacidad de red requerida en una red CLOS. Cuando el sistema creció más allá de las 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 conectaban las entradas de TCU0-TCU31 a la salida de TCU32-TCU63, mientras que las dos finales conectaban 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 en red se basaba en una palabra PCM paralela de 12 bits [3] transmitida por cables que incorporaban pares trenzados paralelos. La comunicación entre procesadores y periféricos se realizaba mediante mapas de memoria, con cables similares que extendían buses de datos y direcciones de 18 bits entre tramas.
La AL-FIU contenía 8 grupos símplex de 96 líneas cada uno, denominados Unidades de Línea Analógica (ALU), controlados por un controlador redundante, la Unidad de Control Analógico (ACU). Las 96 líneas dentro de cada ALU estaban alojadas en 12 paquetes de circuitos de ocho circuitos de línea. Estos 12 paquetes de circuitos estaban agrupados eléctricamente en cuatro grupos de tres tarjetas, donde cada grupo de tres tarjetas compartía un grupo PCM de 24 intervalos de tiempo en serie. Las capacidades de asignación de intervalos de tiempo del códec se utilizaban para gestionar los intervalos de tiempo dentro del grupo PCM. La ACU contenía un circuito de selección de intervalos de tiempo que podía seleccionar el mismo intervalo de tiempo de hasta ocho grupos PCM (es decir, el intervalo de tiempo de red 0-7 seleccionaría el intervalo de tiempo PCM 0, el intervalo de tiempo de red 8-15 seleccionaría el intervalo de tiempo PCM 1, etc., lo que daba ocho oportunidades para que el intervalo de tiempo PCM 0 se conectara a la red). Dado que el mismo intervalo de tiempo sólo podía seleccionarse ocho veces de treinta y dos candidatos posibles, la concentración general era de cuatro a uno. Una generación posterior amplió el número de ALU a doce o dieciséis, según fuera apropiado, proporcionando una mayor concentración efectiva.
La AT-FIU era una AL-FIU reempaquetada. Solo se admitían dos grupos símplex y las tarjetas troncales transportaban cuatro circuitos en lugar de ocho. Los grupos PCM tenían seis tarjetas de ancho en lugar de tres. Dado que dos grupos símplex proporcionaban un total de 192 troncales, la AT-FIU no estaba concentrada, como exigen las interfaces troncales.
Los tramos de portadora T se terminaron, cuatro por tarjeta, en el circuito de interfaz de tramo cuádruple (QSIC) en las unidades de interfaz de instalación troncal digital (DTU). Se equiparon dos QSICS por copia, lo que proporcionó 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 generación posterior incluía 8 portadoras T por tarjeta e incorporaba interfaces ESF y PRI. Esta FIU también funcionaba en sincronía entre las dos copias, pero incorporaba un pequeño "diapasón" montado en la placa base para alojar el circuito del transformador.
A lo largo de su ciclo de vida, el GTD-5 EAX incorporó una arquitectura de procesador cuádruple redundante. El complejo de procesadores principal de APC, TPC, TCU, RLU y RSU constaba de 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 ejecutaba exactamente la misma secuencia de instrucciones, y la salida del par se comparaba 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 conectaba como complejo de procesadores activo. El procesador activo siempre mantenía la memoria actualizada, de modo que cuando se producían estos cambios forzados, se perdían pocos datos. Cuando se solicitaba el cambio como parte del mantenimiento de rutina, se podía realizar sin ninguna pérdida de datos.
El GTD-5 EAX se programó en una versión personalizada de Pascal . [4] [5] Este Pascal se amplió para incluir una fase de compilación de datos y tipos separada, conocida como COMPOOL (Communications Pool). Al aplicar esta fase de compilación separada, se pudo aplicar una tipificación estricta en la compilación de código independiente. Esto permitió la verificación de tipos en los límites de los procedimientos y en los límites del procesador.
Un pequeño subconjunto del código fue programado en lenguaje ensamblador 8086. El ensamblador utilizado tenía un preprocesador que importaba identificadores desde COMPOOL, lo que permitía la comprobación de compatibilidad de tipos entre Pascal y ensamblador.
Los primeros periféricos se programaban en el lenguaje ensamblador apropiado para cada procesador. Con el tiempo, la mayoría de los periféricos se programaron en variantes de C y C++.
El sistema se administra a través de una serie de "canales" de teletipo (también llamados consolas del sistema ). Se han conectado varios sistemas externos a estos canales para proporcionar funciones especializadas.
La siguiente es una lista no exhaustiva de patentes estadounidenses aplicables al diseño GTD-5 EAX