El sistema de conmutación 5ESS es un sistema de conmutación electrónica telefónica de clase 5 desarrollado por Western Electric para la American Telephone and Telegraph Company (AT&T) y Bell System en los Estados Unidos. Entró en servicio en 1982 y la última unidad se fabricó 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 al 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 de clase 4 o como conmutador híbrido de 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 se 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). Una versión posterior, la 5ESS–R/E, estuvo en desarrollo a fines de la década de 1990, pero no llegó al mercado. Otra versión fue la 5E–XC. [ cita requerida ]
La tecnología 5ESS fue transferida a la división AT&T Network Systems tras la disolución de Bell System en 1984. AT&T se deshizo de la división en 1996 como Lucent Technologies [ 3] y, tras convertirse en Alcatel-Lucent en 2006 [4] , fue adquirida por Nokia en 2016. [5]
El conmutador 5ESS todavía se usa 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 conmutadores 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 conmutador central dividido en tiempo del sistema; y el módulo de conmutación (SM) constituye la mayoría del equipo en la mayoría de las centrales. El SM realiza la multiplexación, la codificación analógica y digital y otros trabajos para interactuar con el equipo externo. Cada uno tiene un controlador, una pequeña computadora con CPU y memorias duplicadas, como la mayoría del equipo común de la central, para redundancia. Los sistemas distribuidos reducen la carga en el módulo administrativo central (AM) o la computadora principal. [ cita requerida ]
La energía para todos los circuitos se distribuye como -48 VCC (nominal) y se convierte localmente a niveles lógicos o señales telefónicas. [ cita requerida ]
Cada módulo de conmutación (SM) maneja desde varios cientos hasta miles de líneas telefónicas o varios cientos de troncales o una combinación de ambos. 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 placas de memoria . Originalmente, los procesadores periféricos iban a ser Intel 8086 , pero estos resultaron inadecuados y el sistema se introdujo con procesadores de la serie Motorola 68000. El nombre del gabinete que alberga este equipo se cambió al mismo tiempo de módulo de interfaz a módulo de conmutación. [ cita requerida ]
Las unidades periféricas se encuentran en estanterías en el 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 las líneas y troncales en el SM, incluida la generación y detección de tonos. Las unidades de servicio digital global (GDSU) proporcionan servicios menos utilizados a toda la central. El intercambiador de intervalos de tiempo (TSI) en el SM utiliza memoria de acceso aleatorio para retrasar cada muestra de voz para que encaje en un intervalo de tiempo que llevará su llamada a través de la central a otro SM o, en algunos casos, al mismo SM.
Los tramos de portadora T se 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. Estas pueden servir a troncales entre oficinas o, utilizando la Portadora de bucle de abonado integrada, a líneas de abonado. Las señales DS3 de mayor capacidad también pueden tener sus señales DS0 conmutadas en unidades de red digital SONET (DNUS), sin demultiplexarlas en DS1 . Las SM más nuevas tienen interfaces DNUS (DS3) y OIU óptica (OC12) con una gran cantidad de 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 el 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 intervalo 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 espacial analógicos de dos etapas o unidades de línea , que conectan hasta 512 líneas, según sea necesario, a las 8 tarjetas de canal que contienen cada una 8 códecs y a circuitos de servicio de alto nivel para llamadas y pruebas. Ambas etapas de concentración están incluidas en la misma placa GDX (acceso a diodos controlados por compuerta). Cada placa GDX da servicio a 32 líneas, 16 enlaces A y 32 enlaces B. La disponibilidad limitada ahorra dinero con matrices incompletas. La unidad de línea puede tener hasta 16 placas GDX que se conectan a las placas de canal mediante enlaces B compartidos, pero en oficinas con mayor tráfico de líneas se equipa una menor cantidad de placas GDX.
Las líneas ISDN son atendidas por tarjetas de línea individuales en una ISLU (Unidad de línea de servicios integrados).
El módulo administrativo (AM) es una minicomputadora mainframe de doble procesador de la serie 3B de AT&T , que ejecuta UNIX-RTR . El AM contiene los discos duros y las unidades de cinta que se utilizan para cargar y hacer 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 que residen cada una 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 que hay en el conmutador y para proporcionar funciones de control de alta velocidad. Proporciona mensajería e interfaz para controlar terminales. El módulo administrativo de un 5ESS consta de la unidad de procesador 3B20x o 3B21D, que incluye 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 lleva a cabo sin que el 3B21D realice ninguna acción adicional, 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 un lado en espera, una falla de un lado del procesador no necesariamente resultará en una pérdida de conmutación.
El módulo de comunicaciones (CM) constituye el conmutador 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 su enrutamiento a través del CM.
Los CM realizan conmutación dividida en el tiempo y se proporcionan en pares; cada módulo (gabinete) pertenece al complejo de red y sincronización de oficina (ONTC) 0 o 1, que corresponde aproximadamente a los planos de conmutación de otros diseños. Cada SM tiene cuatro enlaces de fibra óptica, dos que se conectan a un CM que pertenece a ONTC 0 y dos a ONTC 1. Cada enlace óptico consta de dos fibras ópticas multimodo con conectores ST para enchufar a transceptores enchufados al cableado de la placa base 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.
La centralita digital muy compacta (VCDX) se desarrolló con el 5ESS-2000 y se comercializó principalmente para compañías telefónicas que no eran Bell como una forma económica y eficaz de ofrecer servicios digitales y de ISDN en un centro de conmutación analógico . Esto evitó el gasto de capital que suponía adaptar todo el conmutador analógico para convertirlo en 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 conmutador telefónico de clase 5 (antiguo) de GTE/Verizon , el GTD-5 EAX . Al igual que el 1ESS /1AESS de Western Electric , prestaba servicio principalmente a centros de cableado de tamaño mediano a grande.
El VCDX independiente también era capaz de funcionar como conmutador para centros de cableado muy pequeños (una oficina de marcado comunitario CDX ) de menos de ~400 líneas. Sin embargo, para centros de cableado pequeños, de 400 a 4000 líneas, esa función generalmente la cumplían los RSM, un "SM remoto" 5ESS, ORM u ORM cableados. El RSM se controla mediante líneas T1 conectadas a una unidad DLTU. Los primeros 2 T1 controlan el RSM y son necesarios para que se realicen los 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 a través de cable coaxial, por lo que se denomina ORM cableados. 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 u oficinas rurales. Un ORM o un ORM cableado puede estar en cualquier lugar técnicamente, y se prefiere al RSM una vez que el ORM estuvo disponible. Tanto el RSM como el ORM se utilizan a menudo como un centro cableado de Clase 5 para ciudades pequeñas a medianas alojadas desde un 5ESS ubicado en una ciudad más grande. El ORM cableado se conecta a través de cable coaxial desde una unidad MUX y se alimenta a una TRCU que convierte el cable coaxial en conexión al DLI. También había un ORM de dos millas que se utilizaba cuando una oficina se desconectaba o tomaba un área de otra oficina. La distancia en este era de 2 millas desde una oficina anfitriona y se alimentaba directamente a través de fibra. Al igual que con cualquier SM, el tamaño está determinado por la cantidad de ranuras de tiempo necesarias 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 central privada (PBX). Las comunidades pequeñas de menos de 400 líneas aproximadamente también se proporcionaron con unidades SLC-96 o unidades Anymedia.
El VCDX independiente tiene un solo módulo de conmutación y no tiene 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 SO MERT de procesador 3B20/21D , que actúa como módulo administrativo del VCDX. El VCDX utiliza las fuentes de alimentación telefónicas normales de la CO (que son sistemas de alimentación ininterrumpida de gran capacidad ) y tiene conexiones al sistema de conexión cruzada digital de la CO 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, que produjeron 100 millones de líneas de código fuente del sistema, principalmente en lenguaje C , con 100 millones de líneas de archivos de encabezado y makefiles . La evolución del sistema se llevó a cabo a lo largo de 20 años, mientras que a menudo se desarrollaban tres versiones simultáneamente, cada una de las cuales tardaba unos tres años en completarse. El 5ESS originalmente estaba destinado solo a Estados Unidos y las ventas internacionales dieron como resultado un sistema y un equipo de desarrollo completos, en paralelo a la versión estadounidense.
Los sistemas de desarrollo eran sistemas mainframe basados en Unix. En el auge de la informática, había unos 15 de estos sistemas activos. Había máquinas de desarrollo, máquinas simuladoras, máquinas de compilación, etc. Los escritorios de los desarrolladores eran terminales multiventana (versiones del Blit desarrollado por Bell Labs ) hasta mediados de los años 90, cuando se implementaron las estaciones de trabajo Sun. Los desarrolladores continuaron accediendo a los servidores para trabajar, utilizando X11 en sus estaciones de trabajo como un entorno multiventana.
La gestión del código fuente se basaba en SCCS y utilizaba líneas "#feature" para separar el código fuente entre versiones, entre funciones específicas de EE. UU. o internacionales, 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 el MR del SCCS 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 un prefijo de subsistema, un número de IMR, caracteres de secuencia de MR y un carácter para la versión o "carga". Por lo tanto, para el subsistema gr (adaptación genérica), el primer MR creado para el IMR 2371242, destinado a la carga "F", sería gr2371242aF.
El sistema de compilación utilizaba un mecanismo simple de configuración de compilación que hacía que se generara el archivo make. El sistema siempre compilaba todo, pero utilizaba los resultados de la suma de comprobación para decidir si un archivo había cambiado realmente, antes de actualizar el árbol de directorios de salida de la compilación. Esto proporcionaba una enorme reducción en el tiempo de compilación cuando se editaba una biblioteca principal o un encabezado. Un desarrollador podía agregar valores a una enumeración, pero si eso no cambiaba la salida de la compilación, entonces no era necesario volver a vincular las dependencias posteriores de esa salida ni crear bibliotecas.
El sistema se administra a través de una variedad de "canales" de teletipo , también llamados consola del sistema , como el canal TEST y el canal de mantenimiento. Normalmente, el aprovisionamiento se realiza a través de una interfaz de línea de comandos (CLI) llamada RCV:APPTEXT, o a través del programa RCV:MENU,APPRC controlado por menús. RCV significa Cambio reciente/Verificación 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 nombre de comando e idioma específicas de la configuración regional en la pantalla y la salida de la impresora.