El sistema de conmutación de máquinas de panel es un tipo de central telefónica automática para servicio urbano que se utilizó en el sistema Bell en Estados Unidos durante siete décadas. Los primeros tipos semimecánicos de este diseño se instalaron en 1915 en Newark, Nueva Jersey , y los últimos se retiraron de la misma ciudad en 1983.
El conmutador de panel recibió su nombre por sus altos paneles que consistían en tiras de terminales en capas. Entre cada tira se colocaba una capa aislante, que mantenía cada tira de metal aislada eléctricamente de las de arriba y de abajo. Estas terminales estaban dispuestas en bancos , cinco de las cuales ocupaban un marco selector promedio. Cada banco contenía 100 juegos de terminales, para un total de 500 juegos de terminales por marco. [1] En la parte inferior, el marco tenía dos motores eléctricos para impulsar sesenta selectores hacia arriba y hacia abajo mediante embragues controlados electromagnéticamente. A medida que se completaban las llamadas a través del sistema, los selectores se movían verticalmente sobre los juegos de terminales hasta que alcanzaban la ubicación deseada, momento en el que el selector detenía su recorrido ascendente y las selecciones avanzaban al siguiente marco, hasta que finalmente se alcanzaba la línea del abonado llamado.
En 1906, AT&T organizó dos grupos de investigación para resolver los desafíos únicos en la conmutación del tráfico telefónico en los grandes centros urbanos en el Sistema Bell . Las grandes ciudades tenían una infraestructura compleja de conmutación manual que impedía la conversión ad hoc completa a conmutación mecánica, pero se esperaba una economía más favorable de la conversión a la operación mecánica. No existían métodos satisfactorios para interconectar sistemas manuales con máquinas para conmutación. Los dos grupos en los Laboratorios Western Electric se centraron en diferentes tecnologías, utilizando el desarrollo competitivo para estimular la invención y aumentar la calidad del producto, un concepto que había tenido éxito en AT&T anteriormente en el diseño de transmisores. [2] Un grupo continuó el trabajo existente que produjo el sistema Rotary , mientras que el segundo grupo desarrolló un sistema que se basaba en el movimiento lineal de los componentes del interruptor, que se conoció como el banco de paneles . A medida que avanzaba el trabajo, se compartieron muchos subconjuntos, y los dos interruptores solo se distinguieron en los mecanismos de conmutación.
En 1910, el diseño del sistema rotatorio había avanzado más y se lo utilizó en ensayos internos en Western Electric como centralita privada (PBX). Sin embargo, en 1912, la empresa decidió que el sistema de paneles era más prometedor para resolver el problema de las grandes ciudades y delegó el uso del sistema rotatorio para su uso en Europa con el fin de satisfacer la creciente demanda y competencia de otros proveedores allí, bajo la gestión y fabricación de la International Western Electric Company en Bélgica . [3]
Después de una instalación de prueba como PBX dentro de Western Electric en 1913, la planificación del sistema de panel comenzó con el diseño y la construcción de oficinas centrales de prueba de campo utilizando un método de conmutación semimecánico, en el que los suscriptores todavía usaban teléfonos sin dial y los operadores respondían las llamadas e ingresaban el número de teléfono de destino en el interruptor del panel, que luego completaba la llamada automáticamente. [4]
Estas primeras centrales de tipo panel se pusieron en servicio en Newark, Nueva Jersey , [5] el 16 de enero de 1915 en la oficina central de Mulberry , que atendía a 3640 suscriptores, y el 12 de junio en la oficina central de Waverly , que tenía 6480 líneas. El desarrollo de paneles continuó durante el resto de la década de 1910 y en la de 1920 en los Estados Unidos. Un tercer sistema en Newark ( Branch Brook ) siguió en abril de 1917 para probar la distribución automática de llamadas.
Los primeros sistemas de paneles de conmutación totalmente automáticos que utilizaban principios de control comunes fueron las centrales Douglas y Tyler en Omaha, Nebraska, completadas en diciembre de 1921. Los abonados recibieron nuevos teléfonos con diales que les permitían realizar llamadas locales sin asistencia de un operador. A esta instalación le siguieron las primeras instalaciones en la región oriental en las oficinas centrales Sherwood y Syracuse-2 en Paterson, Nueva Jersey , en mayo y julio de 1922, respectivamente. [6] La histórica central Pennsylvania en la ciudad de Nueva York se puso en servicio en octubre de 1922. [4] [7]
La mayoría de las instalaciones de paneles fueron reemplazadas por sistemas modernos durante la década de 1970. El último interruptor de panel, ubicado en la oficina central de Bigelow en Newark, fue desmantelado en 1983. [8]
Cuando un abonado desconecta el auricular del conmutador de gancho de un teléfono, se cierra el circuito de bucle local que va a la central. Esto hace que circule la corriente a través del bucle y de un relé de línea, que hace que el relé funcione, iniciando un selector en el marco del buscador de línea para buscar el terminal de la línea del abonado. Simultáneamente, se selecciona un emisor , que proporciona tono de marcado al que llama una vez que se encuentra la línea. El buscador de línea hace funcionar entonces un relé de corte, que impide que se llame a ese teléfono, en caso de que otro abonado marque el número.
El tono de marcado confirma al suscriptor que el sistema está listo para marcar. Según el sistema de numeración local, el remitente necesitaba seis o siete dígitos para completar la llamada. A medida que el suscriptor marcaba, los relés del remitente contaban y almacenaban los dígitos para su uso posterior. Tan pronto como se marcaban y almacenaban los dos o tres dígitos del código de oficina, el remitente realizaba una búsqueda en un traductor (tipo antiguo) o decodificador (tipo posterior). El traductor o decodificador tomaba los dos o tres dígitos como entrada y devolvía datos al remitente que contenían los parámetros para conectarse a la oficina central llamada. Después de que el remitente recibía los datos proporcionados por el traductor o decodificador, utilizaba esta información para guiar al selector de distrito y al selector de oficina a la ubicación de las terminales que conectarían al llamante con la oficina central donde se encontraba la línea de terminación. El remitente también almacenó y utilizó otra información relacionada con los requisitos eléctricos para la señalización a través de la conexión recién establecida y la tarifa que se le debería facturar al suscriptor en caso de que la llamada se completara con éxito.
En los selectores de distrito u oficina, los troncales salientes inactivos se seleccionaban mediante el método de "prueba de manguito". Después de que el emisor los dirigiera al grupo correcto de terminales correspondientes a los troncales salientes a la oficina llamada, el selector continuaba moviéndose hacia arriba a través de una serie de terminales, verificando si había uno con un cable de manguito sin conexión a tierra, luego lo seleccionaba y lo conectaba a tierra. Si todos los troncales estaban ocupados, el selector buscaba el final del grupo y finalmente enviaba un tono de "todos los circuitos ocupados" . No había ninguna disposición para el enrutamiento alternativo como en los sistemas manuales anteriores y los mecánicos posteriores más sofisticados.
Una vez establecida la conexión con la oficina de destino, el emisor utilizaba los últimos cuatro (o cinco) dígitos del número de teléfono para comunicarse con el destinatario. Para ello, convertía los dígitos en ubicaciones específicas en las tramas entrantes y finales restantes . Una vez establecida la conexión hasta la trama final, se comprobaba si la línea del destinatario estaba ocupada. Si la línea no estaba ocupada, el circuito selector de entrada enviaba voltaje de llamada hacia adelante a la línea del destinatario y esperaba a que éste respondiera al teléfono. Si el destinatario respondía, se enviaban señales de supervisión hacia atrás a través del emisor y a la trama de distrito, que establecía una ruta de conversación entre ambos suscriptores y cobraba la llamada al destinatario. En ese momento, el emisor quedaba liberado y podía volver a utilizarse para atender una llamada completamente nueva. Si la línea del destinatario estaba ocupada, el selector final enviaba una señal de ocupado al destinatario para avisarle de que el destinatario estaba al teléfono y no podía aceptar la llamada.
Al igual que en el sistema Strowger , cada oficina central podía direccionar hasta 10.000 líneas numeradas (0000 a 9999), requiriendo cuatro dígitos para cada estación de suscriptor.
El sistema de paneles fue diseñado para conectar llamadas en un área metropolitana de llamadas local. A cada oficina se le asignó un código de oficina de dos o tres dígitos, llamado código de oficina , que indicaba al sistema la oficina central en la que se encontraba la parte deseada. Los llamantes marcaban el código de oficina seguido del número de estación. En ciudades más grandes, como la ciudad de Nueva York, la marcación requería un código de oficina de tres dígitos, [9] y en ciudades menos pobladas, como Seattle, WA [10] y Omaha, NE, un código de dos dígitos. Los dígitos restantes del número de teléfono correspondían al número de estación, que apuntaba a la ubicación física del teléfono del suscriptor en el marco final de la oficina llamada. Por ejemplo, un número de teléfono puede aparecer como PA2-5678, donde PA2 (722) es el código de oficina y 5678 es el número de estación.
En las áreas que ofrecían líneas compartidas , el sistema aceptaba un dígito adicional para la identificación de las partes. Esto permitía al emisor dirigir al selector final no solo a la terminal correcta, sino también llamar a la línea del suscriptor correcto en esa terminal. El sistema de panel admitía líneas individuales, de 2 y de 4 partes.
De manera similar a la centralita telefónica múltiple dividida , el sistema de paneles estaba dividido en una sección de origen y una sección de terminación. La línea del abonado tenía dos apariciones en una oficina local: una en el lado de origen y otra en el lado de terminación. El circuito de línea constaba de un relé de línea en el lado de origen para indicar que un cliente había descolgado y un relé de corte para evitar que el relé de línea interfiriera con una conexión establecida. El relé de corte estaba controlado por un cable de manguito que, al igual que con la centralita múltiple, podía ser activado tanto por la sección de origen como por la de terminación. En el extremo de terminación, el circuito de línea estaba conectado a un selector final, que se utilizaba para completar la llamada. De este modo, cuando se completaba una llamada a un abonado, el circuito selector final se conectaba a la línea deseada y luego realizaba una prueba de manguito (ocupado). Si la línea no estaba ocupada, el selector final operaba el relé de corte a través del cable de manguito y procedía a llamar al abonado llamado.
La supervisión ( señalización de línea ) era suministrada por un circuito de Distrito, similar al circuito de cable que se conectaba a un conector de línea en un tablero de conmutación. El circuito de Distrito supervisaba a la parte que llamaba, y cuando la parte que llamaba colgaba , liberaba la tierra en el cable de la manga, liberando así todos los selectores excepto el final, que volvía a su posición inicial para prepararse para más tráfico. El circuito del selector final no era supervisado por el circuito de distrito, y solo volvía a la normalidad una vez que la parte llamada colgaba. [11] Algunas tramas de Distrito estaban equipadas con los circuitos de supervisión y temporización más complejos necesarios para generar señales de cobro y devolución de monedas para manejar llamadas desde teléfonos públicos .
Muchas de las áreas urbanas y comerciales donde se utilizó por primera vez el Panel tenían un servicio de mensajes a tarifa fija en lugar de llamadas a tarifa plana . Por este motivo, el localizador de línea tenía un cuarto cable conocido como el cable "M". Esto permitía que el circuito del Distrito enviara pulsos de medición para controlar el registro de mensajes del suscriptor. La introducción de la marcación directa a distancia (DDD) en la década de 1950 requirió la adición de equipos de identificación automática de números para la contabilidad automática centralizada de mensajes .
La sección de terminación de la oficina estaba fijada a la estructura de los últimos cuatro dígitos del número de teléfono y tenía un límite de 10.000 números de teléfono. En algunas de las áreas urbanas donde se utilizaba el Panel, incluso una sola milla cuadrada podía tener tres o cinco veces esa cantidad de abonados telefónicos. Por lo tanto, los selectores entrantes de varias entidades de conmutación independientes compartían espacio y personal, pero requerían grupos troncales entrantes separados de oficinas distantes. A veces se utilizaba un tándem de selectores de oficina para distribuir el tráfico entrante entre las oficinas. Esta era una oficina de Panel sin remitentes ni otro equipo de control común ; solo una etapa de selectores y que aceptaba solo los parámetros Office Brush y Office Group. Los tándems de remitentes de Panel también se utilizaban cuando sus mayores capacidades justificaban su costo adicional.
Mientras que el interruptor Strowger ( paso a paso ) se movía bajo el control directo de los pulsos de marcación que provenían del dial del teléfono , el interruptor Panel más sofisticado tenía transmisores , que registraban y almacenaban los dígitos que el cliente marcaba, y luego traducían los dígitos recibidos en números apropiados para conducir los selectores a su posición deseada: Cepillo de distrito, Grupo de distrito, Cepillo de oficina, Grupo de oficina, Cepillo entrante, Grupo entrante, Cepillo final, Decenas finales, Unidades finales.
El uso de transmisores ofrecía ventajas sobre los sistemas de control directo anteriores, porque permitían desacoplar el código de oficina del número de teléfono de la ubicación real en la red de conmutación. De este modo, un código de oficina (por ejemplo, "722") no tenía una relación directa con la disposición física de los troncales en los marcos de distrito y de oficina. Mediante el uso de la traducción, los troncales podían ubicarse arbitrariamente en los propios marcos físicos, y el decodificador o traductor podía dirigir al transmisor a su ubicación según fuera necesario. Además, como el transmisor almacenaba el número de teléfono marcado por el abonado y luego controlaba los selectores por sí mismo, no era necesario que el dial del abonado tuviera una relación de control directo con los propios selectores. Esto permitía a los selectores buscar a su propia velocidad, en grandes grupos de terminales, y permitía un movimiento suave controlado por motor, en lugar del movimiento momentáneo entrecortado del sistema paso a paso.
El transmisor también proporcionaba detección de fallas. Como era responsable de llevar los selectores a sus destinos, podía detectar errores (conocidos como problemas ) y alertar al personal de la oficina central sobre el problema encendiendo una lámpara en el panel correspondiente. Además de encender una lámpara, el transmisor se mantenía a sí mismo y a los selectores que estaban bajo su control fuera de servicio, lo que impedía que otros usuarios los usaran. Al notar la condición de alarma, el personal podía inspeccionar el transmisor y sus selectores asociados y resolver cualquier problema ocurrido antes de devolver el transmisor y los selectores al servicio.
Cuando el trabajo del remitente terminaba, conectaba la ruta de conversación desde el lado de origen al lado de destino y abandonaba la llamada. En ese momento, el remitente estaba disponible para gestionar la llamada de otro abonado. De esta forma, un número comparativamente pequeño de remitentes podía gestionar una gran cantidad de tráfico, ya que cada uno de ellos solo se utilizaba durante un breve período durante el establecimiento de la llamada. Este principio se conoció como control común y se utilizó en todos los sistemas de conmutación posteriores.
El método de señalización principal utilizado dentro y entre los interruptores del panel era el de pulsación reversible (RP). Una vez que el transmisor u otro selector tomaban los selectores, empezaban a moverse hacia arriba gracias a la potencia del motor. Cada terminal por el que pasaba el selector enviaba un pulso de potencial de tierra a lo largo del circuito, de vuelta al transmisor. El transmisor contaba cada pulso y, cuando se alcanzaba el terminal correcto, el transmisor indicaba al selector que desacoplara el embrague de accionamiento ascendente y se detuviera en el terminal adecuado, según lo determinado por el transmisor y el decodificador. A continuación, el selector comenzaba su siguiente operación de selección o ampliaba el circuito hasta el siguiente cuadro del selector. En el caso del cuadro final, la última selección daría lugar a la conexión a la línea telefónica de una persona y comenzaría a sonar.
A medida que los selectores eran impulsados hacia arriba por los motores, las escobillas unidas a las varillas selectoras verticales pasaban sobre los conmutadores en la parte superior del marco. Estos conmutadores contenían segmentos alternos que servían como aislantes o conductores. Cuando la escobilla pasaba sobre un segmento conductor, se conectaba a tierra, generando así un pulso que se enviaba de vuelta al transmisor para su conteo. Cuando el transmisor contaba la cantidad adecuada de pulsos, cortaba la energía al solenoide en la oficina de terminación y hacía que la escobilla se detuviera en su posición actual.
Las llamadas desde una oficina de panel a otra funcionaban de manera muy similar a las llamadas dentro de una oficina mediante el uso de señalización de pulsos reversivos. La oficina de origen utilizaba el mismo protocolo, pero insertaba una resistencia compensatoria durante el pulso, de modo que su emisor encontraba la misma resistencia para todos los troncales. [12] Esto contrasta con las formas más modernas de pulsos directos, donde el equipo de origen envía directamente al lado de terminación la información que necesita para conectar la llamada.
Los sistemas posteriores mantuvieron la compatibilidad con la pulsación reversiva, incluso cuando se desarrollaron métodos de señalización más avanzados. El Number One Crossbar , que fue el primer sucesor del sistema Panel, también utilizó este método de señalización exclusivamente, hasta que actualizaciones posteriores introdujeron una señalización más nueva, como la señalización multifrecuencia .
El panel se instaló inicialmente en ciudades donde muchas estaciones aún utilizaban el servicio manual (sin marcación). Para la compatibilidad con las oficinas manuales, se admitieron dos tipos de señalización. En áreas con conmutadores de máquina en su mayoría y solo unas pocas centralitas manuales, la señalización del Indicador de llamada del panel (PCI) transmitía el número llamado al operador de entrada de máquina del tablero "B", que encendía las lámparas en el escritorio del operador en la oficina manual de terminación. Las lámparas iluminaban los dígitos en un panel de visualización correspondientes al número marcado. El operador manual conectaba la llamada al conector apropiado y luego repetía el proceso para la siguiente llamada entrante. En áreas con conmutadores manuales en su mayoría, se utilizó el sistema de señalización del Anunciador de llamada para evitar la instalación de paneles de lámparas en cada estación del operador. El Anunciador de llamada usaba el habla grabada en tiras de película fotográfica para anunciar verbalmente el número llamado al operador que respondía.
La señalización PCI siguió utilizándose para fines de tándem, décadas después de que su necesidad original hubiera desaparecido. En la década de 1950, se añadieron transmisores auxiliares para almacenar más de ocho dígitos y enviar mediante señalización multifrecuencia (MF) para marcación directa a distancia (DDD).
Las llamadas desde oficinas manuales a oficinas de panel requerían que la placa "A", u operador de salida, solicitara el número a la persona que llamaba, se conectara a un enlace troncal inactivo a la central distante y retransmitiera el número deseado al operador de llamada entrante manual de la placa B , quien lo ingresaba en la máquina del panel para configurar las tramas entrantes y finales al número de teléfono llamado.
El interruptor del panel es un ejemplo de un sistema de accionamiento eléctrico, ya que utiliza motores de 1/16 caballos de fuerza para impulsar los selectores verticalmente para buscar la conexión deseada y volver a bajar cuando se completaba la llamada. En contraste, los sistemas Strowger o de barra transversal utilizaban electroimanes individuales para su funcionamiento y, en su caso, la potencia disponible de un electroimán limita el tamaño máximo del elemento del interruptor que puede mover. Como el Panel no tenía tal restricción, sus dimensiones estaban determinadas únicamente por las necesidades del interruptor y el diseño de la central. El motor eléctrico de accionamiento puede hacerse tan grande como sea necesario para mover los elementos del interruptor. Por lo tanto, la mayoría de las llamadas requerían solo la mitad de etapas que en los sistemas anteriores. Los motores utilizados en los marcos de los paneles podían funcionar con corriente alterna (CA) o corriente continua (CC), sin embargo, solo podían arrancarse con CC. En caso de un corte de energía de CA, el motor cambiaría a sus devanados de CC y continuaría funcionando hasta que se restableciera la energía de CA.
Debido a su relativa complejidad en comparación con los sistemas de control directo, el sistema del Panel incorporó muchos tipos nuevos de aparatos de prueba. En el momento de su diseño, se decidió que el mantenimiento se debía realizar de forma preventiva y que se utilizarían pruebas periódicas del equipo para identificar fallas antes de que se volvieran lo suficientemente graves como para afectar a los suscriptores. Con este fin, se proporcionaron múltiples tipos de equipos de prueba. [13] El equipo de prueba generalmente adoptaba la forma de un escritorio de madera similar a un cuadro de distribución, un carro con ruedas, conocido como "Tea Wagon", o un pequeño equipo de prueba tipo caja que podía llevarse al aparato que requería pruebas. La ubicación central de pruebas en la oficina se conocía como el "OGT Desk" o "Trouble Desk", y adoptaba la forma de un gran escritorio de madera con lámparas, conectores, llaves, cables y un voltímetro. Este escritorio servía como punto central para el análisis y la resolución de problemas.
Otros aparatos de prueba incluían equipos montados en bastidor que se utilizaban para realizar pruebas rutinarias de circuitos de uso común en la oficina. Entre ellos se encontraban un bastidor de prueba de transmisor de rutina automático y un bastidor de prueba de selector de rutina automático . Cuando un guardagujas debía realizar las pruebas manualmente, utilizaba un carro de té, que se trasladaba con ruedas hasta el aparato que se iba a probar y se enchufaba en los conectores provistos para este fin.
Durante su vida útil, el sistema Panel se fue actualizando a medida que se disponía de nuevas funciones o eran necesarias. A partir de mediados de la década de 1920, dichas actualizaciones mejoraron el diseño inicial. Al principio, la atención principal se centró en mejorar el transmisor. Los primeros transmisores de dos y tres dígitos almacenaban los dígitos marcados en interruptores selectores giratorios. Los transmisores empleaban traductores para convertir los dígitos marcados en las selecciones de grupo y escobilla adecuadas necesarias para completar la llamada. A medida que se disponía de una mejor tecnología, los transmisores Panel se actualizaron al tipo de relé completo. Estos eran más confiables y, además, reemplazaron el equipo traductor con decodificadores, que también funcionaban completamente con relés, en lugar de con aparatos impulsados por motor, lo que producía una finalización de llamada más rápida y requería menos mantenimiento.
Otra mejora importante implicó un cambio fundamental en la lógica eléctrica del sistema de conmutación. El panel se envió originalmente en una configuración de corte por tierra (GCO), en la que el relé de corte tenía potencial de tierra en un lado de su bobinado en todo momento. Una condición de línea ocupada se indicaba mediante una batería de -48 voltios aplicada al otro lado del bobinado del relé de corte, y por lo tanto en el cable de la manga. Esto sería detectado por el selector final mientras buscaba sobre los terminales. A partir de 1929, todos los sistemas de paneles más nuevos se implementaron como sistemas de corte por batería (BCO). [14] En esta revisión, se invirtió la presencia de tierra y -48 V. La batería se aplicaba constantemente a un lado del relé de corte, y la presencia de tierra en el otro lado del bobinado indicaba que la línea estaba ocupada. Este cambio requirió un cambio fundamental en el diseño del sistema, y se llevó a cabo por muchas razones. Una de las más notables fue que las oficinas de GCO eran más propensas a incendios. [15]
El buscador de líneas también se mejoró durante la vida útil del sistema. Originalmente, el marco del buscador de líneas tenía una capacidad de 300 líneas cada uno y utilizaba 15 cepillos (segmentos de búsqueda verticales) en cada varilla. Esto tenía como objetivo reducir el tiempo de búsqueda, ya que había más cepillos buscando en una distancia más corta. Sin embargo, cuando estos buscadores de líneas entraron en servicio, se hizo evidente que 15 cepillos en cada varilla selectora vertical eran bastante pesados y necesitaban resortes y poleas en la parte superior del marco para compensar su masa. Los buscadores de líneas posteriores utilizaron 10 cepillos y reorganizaron la disposición para acomodar 400 líneas por marco de buscador de líneas. Esto aumentó la capacidad al tiempo que eliminaba la necesidad de equipo de compensación.
Western Electric estimó que los cambios de diseño de 1925 a 1927 representaron una reducción del 60% en los costos generales del sistema Panel. [15]
La siguiente tabla presenta las primeras actualizaciones importantes del sistema de paneles: [16]
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