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La central telefónica de Highgate Wood fue la primera central telefónica totalmente electrónica de Gran Bretaña. Fue construida en Grand Avenue, en el suburbio londinense de Muswell Hill , [1] por miembros del Consejo Conjunto de Investigación Electrónica (JERC). [a]
El miércoles 12 de diciembre de 1962, el director general de Correos, Reginald Bevins , diputado, aceptó la central de 800 líneas de Highgate Wood en nombre de la Oficina Postal, de manos de los cinco fabricantes que habían ayudado a construirla, la primera central telefónica totalmente electrónica de Gran Bretaña y una de las primeras del mundo en entrar en servicio público. Ya había transportado tráfico público de forma experimental durante breves períodos durante las semanas anteriores. También anunció ese día la construcción de tres centrales electrónicas más avanzadas que se instalarían y entrarían en funcionamiento en los próximos dos años en Goring-on-Thames (canal TDM 100 de alta velocidad ), Pembury (canal TDM 30 de baja velocidad) y en Leighton Buzzard . La única que se completó fue la TXE 1 en Leighton Buzzard; las otras dos se abandonaron rápidamente.
La central electrónica de Highgate Wood había sido el resultado de seis años de investigación y desarrollo en cooperación entre la Oficina Postal y cinco importantes fabricantes británicos de equipos de central, coordinados por el Comité Conjunto de Investigación Electrónica (JERC). Aunque diferentes contratistas habían sido responsables del diseño, instalación y fabricación del sistema de varias secciones de la central, la puesta en servicio había sido obra de equipos seleccionados de cada una de las partes del acuerdo. La central de Highgate Wood no era del todo representativa de los sistemas que la seguirían. Cada una de las tres nuevas centrales, que iban a funcionar completamente de forma autónoma, sin central de reserva como era el caso de Highgate Wood, iban a ser diseñadas para probar las condiciones reales de servicio. Dos de ellas se basaban en aplicaciones ligeramente diferentes del principio de modulación de amplitud de pulso por división de tiempo (TDM), y la tercera, en Leighton Buzzard, en conmutación por división de espacio. Las tres iban a estar totalmente transistorizadas, de modo que fueran más compactas que Highgate Wood (que tenía unos 5.000 transistores y 500 válvulas) y necesitaran menos energía. También se esperaba que mostraran una mejora significativa en la fiabilidad, que había sido un problema en Highgate Wood. El modelo de Highgate Wood había funcionado "de manera razonablemente satisfactoria" [véase Harris 2001] en el laboratorio, pero la transmisión analógica era demasiado ruidosa en los largos tramos de cable de una central real. Se pensaba que el problema era la disposición de la toma de tierra. La operación de la central TDM en el Reino Unido no fue posible hasta que se desarrolló la modulación por código de pulsos (PCM), que proporcionó una solución de transmisión digital que dio lugar al System X.
El ensayo en Highgate Wood no tuvo éxito. Roy Harris afirma que el tráfico era principalmente artificial y que se le dio un cuidado y mantenimiento hasta que se retiró del servicio en 1965. [2] El sitio web Connected Earth llama a Highgate Wood un "fracaso magnífico". [3] Para el Reino Unido, esto significó que se necesitaría un enfoque intermedio que ampliara la utilidad de la tecnología de conmutación Strowger . Esto llevó a la implementación de tecnologías de relés de láminas y barras transversales junto con extensiones Strowger hasta la llegada de las centrales SPC digitales a mediados de los años 80. [4]
Una de las primeras decisiones del JERC fue construir una central electrónica utilizando el sistema de "autopistas conmutadas", que empleaba técnicas de multiplexación por división de tiempo (TDM), al mismo tiempo que continuaba la investigación sobre soluciones alternativas al problema de la conmutación electrónica. El sistema de "autopistas conmutadas" fue inventado por LRF Harris en Dollis Hill en 1952. También se decidió que el equipo experimental debería proporcionar todas las facilidades de servicio y mantenimiento de una central electromecánica comparable. Al mismo tiempo, las técnicas utilizadas tenían que demostrar su capacidad para dar servicio a las centrales más grandes existentes. Además, el experimento se iba a realizar en una central que prestara servicio público y, por tanto, estuviera totalmente interconectada con la red pública. Esto significaba que necesitaría un equipo de conversión que le permitiera interoperar con el sistema existente y utilizar los aparatos y la planta de líneas de los abonados existentes. Por estas razones, la instalación de Highgate Wood era más grande de lo que parecía justificar el reducido número de líneas y se instalaron unos 400.000 componentes electrónicos. Gran parte del equipo de control podría haber servido para una central de unas 7.000 líneas. La central utilizaba tanto válvulas como transistores. Había aproximadamente 5.000 transistores y 500 válvulas. Las válvulas se utilizaban en las áreas más cruciales, ya que los transistores de la época no estaban a la altura del rendimiento requerido.
La parte más novedosa de la concepción del diseño de la central fue el uso de técnicas de modulación de amplitud de pulso y multiplexación por división de tiempo para la transmisión de hasta cien conversaciones por un canal común, lo que supuso un gran adelanto para su tiempo. Esta técnica se utilizaría con el tiempo en el System X y en otras centrales digitales a medida que la tecnología se fue poniendo al día. La instalación también utilizó el tiempo compartido en el establecimiento de las llamadas y en su control, algo que seguirían todos los diseños de centrales digitales posteriores.
En aquella época, en las centrales Strowger, las filas de selectores estaban interconectadas mediante un complejo sistema de troncalización, determinado por el método de establecimiento de las llamadas y por la necesidad de economizar en el número total de puntos de conmutación. La troncalización del sistema de autopistas conmutadas era sencilla, ya que cada conmutador podía transportar cien conversaciones simultáneas, las líneas se concentraban en grandes grupos antes de ser conectadas a los conmutadores y las llamadas se establecían mediante un aparato de control común de alta velocidad que funcionaba con la suficiente rapidez para atender las llamadas una a una.
En el sistema de troncales de Highgate Wood, las líneas (abonados) y los empalmes estaban dispuestos en grupos, y el tamaño de cada grupo dependía del tráfico. Había hasta 800 líneas en un grupo. Cada grupo estaba conectado a una "autopista" por la que se podían transportar 100 conversaciones multiplexadas, cada conversación utilizando un intervalo de tiempo de un microsegundo o tiempo de canal a una frecuencia de repetición de 10 kHz. Las "autopistas" estaban completamente interconectadas por conmutadores o puertas electrónicas, y las puertas también conectaban las "autopistas" al control común. Cada línea del sistema electrónico estaba provista de puertas, que le permitían conectarse a su "autopista".
Para establecer una llamada, las puertas de línea y las puertas de conmutación de la "autopista" se configuraban de modo que, durante la llamada, se abrieran en el tiempo de canal asignado a la conversación. Las puertas que conectaban las líneas con las "autopistas", por supuesto, se cerrarían en el resto de los momentos, pero las puertas entre autopistas, que podrían estar conmutando muchas llamadas, funcionarían en los tiempos de canal de pulsos de todas las conversaciones en curso en sus "autopistas". Los almacenadores de línea de retardo controlaban todas las puertas.
Las altas velocidades de los equipos electrónicos permitieron utilizar un único control común para gestionar incluso las centrales más grandes y con mayor carga de trabajo, y posibilitaron la aplicación del principio "uno a la vez" en el establecimiento de las conexiones. El control contenía elementos "lógicos" que controlaban las secuencias, y elementos de "memoria" para almacenar información relativa a los conmutadores y las llamadas, e información permanente y semipermanente relativa a las líneas. Estos eran requisitos básicos en cualquier tipo de central telefónica. En las centrales electromecánicas, las memorias de llamadas se distribuyen por el equipo en forma de conjuntos de resortes mecánicos y relés operados, mientras que la información de la línea se almacena en forma de puentes en el IDF .
La primera tarea del control electrónico era detectar cuándo llegaba una nueva llamada. Para ello, se examinaba la terminación de línea de cada abonado durante un período de 280 microsegundos cada 224 milisegundos, un proceso conocido como escaneo. Las uniones se escaneaban a una velocidad ocho veces superior. El escaneo se llevaba a cabo mediante un tambor magnético , cada pista del cual se divide en 100 secciones o palabras, una para cada línea. Se utilizaban pistas paralelas para cada 100 líneas, una pista proporcionaba la información permanente (IDF) (es decir, el número de directorio y la clase de servicio), y otra pista proporcionaba una información semipermanente (es decir, si la línea ya estaba ocupada o estacionada debido a las condiciones de PG). Dado que las pistas se conmutaban en secuencia, la información relativa a cada línea podía leerse secuencialmente a medida que giraba el tambor, definiendo la posición angular de la palabra junto con el número de pista la posición del equipo, es decir, el número de aparato de la línea que se estaba escaneando. Los grupos de 800 líneas (uniones y abonados) de Highgate Wood se dividieron en ocho subgrupos, un subgrupo por cada pista del tambor. En cada subgrupo, las unidades de línea se organizaron en diez columnas de diez filas, de modo que cualquier posición de línea pudiera definirse mediante un código ZXY, Z para el subgrupo, X para la columna e Y para las filas.
Para evitar el uso de un almacén de línea de retardo independiente para cada terminación de línea, era conveniente utilizar, en cada grupo de 800 líneas, tres conjuntos de cinco almacenes codificados para corresponder con la designación ZXY de la línea. A medida que el tambor giraba, generaba formas de onda correspondientes al código ZXY de la línea cuya información estaba disponible en ese momento. Estas formas de onda indicaban las líneas de retardo adecuadas y, si se debía establecer una llamada, se inyectaba un pulso seleccionado en las líneas de retardo seleccionadas, lo que hacía que abrieran las compuertas de línea repetidamente en el tiempo de pulso seleccionado; el pulso continuaba circulando hasta que se despejaba la conexión.
El control común del sistema se dividía en dos partes. La primera era el equipo para almacenar y procesar la información relativa al establecimiento y el progreso de las llamadas (los almacenes utilizados en esta parte del equipo eran líneas de retardo de magnetostricción de 900 microsegundos). La segunda era la memoria permanente que contenía los traductores y demás, que utilizaba el almacén de tambor magnético. Además, se proporcionaban varios servicios, como el generador de formas de onda y el generador de "pulsos de reloj" utilizados para cronometrar el sistema.
Durante el desarrollo de una llamada, el aparato de establecimiento de comunicación conectaba primero al llamante con un equipo de registro y después conectaba al llamante con su corresponsal por medio del conmutador de "autopista", un selector de canal que elegía un canal libre adecuado para la llamada, es decir, uno disponible para ambos abonados.
El equipo de registro recibía los dígitos marcados y podía procesar y almacenar 100 números de nueve dígitos. Esta capacidad no se aprovechó al máximo en Highgate Wood, aunque el registro y la mayor parte del equipo de control eran potencialmente capaces de gestionar el tráfico de una gran central metropolitana.
El equipo supervisor controlaba las conexiones establecidas y, además, controlaba la aplicación de tonos (por ejemplo, el tono de marcado), y aplicaba condiciones de llamada, conteo y liberación. Monitoreaba las líneas escaneando sucesivamente las "autopistas", examinando cada canal de pulsos durante un período de un microsegundo. En este período se registraba el estado de la llamada y, dependiendo de la etapa alcanzada por la llamada y la clase de servicio de las líneas en cuestión, los circuitos lógicos del equipo decidían la acción a tomar, es decir, si se debía aplicar o cortar la llamada o si se debía liberar la llamada. Tanto el registro como el equipo supervisor tenían "temporizadores de persistencia" que, en efecto, sustituyeron a los relés B y C y a los pulsos S y Z del sistema Strowger. Estos temporizadores también se proporcionaban de forma común.
El sistema, que preveía una transmisión de cuatro cables dentro de la central, funcionaba de forma continua y automática, y todos los equipos comunes estaban duplicados; los equipos de repuesto se conectaban automáticamente si los encargados de la rutina detectaban fallos en el trabajador. El equipo era experimental y la verificación experimental de las distintas prácticas y ayudas de mantenimiento del equipo fue quizás la característica más importante de la prueba de campo.
La central había sido diseñada para funcionar como centralita de directores en la red de directores existente y no se había intentado introducir nuevas instalaciones de servicio. Esto significaba que había que interpolar equipos de conversión entre la central electrónica y el mundo exterior y que la central tenía que adaptarse a los aparatos de los abonados y diseñarse para funcionar con equipos mecánicos.
51°35′18″N 0°8′51″O / 51.58833, -0.14750