Central telefónica de Highgate Wood

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 Joint Electronic Research Council (JERC). ^{[ a ]}

El miércoles 12 de diciembre de 1962, el director general de Correos, Reginald Bevins , diputado, recibió en nombre del Servicio Postal la central telefónica de Highgate Wood, de 800 líneas, de los cinco fabricantes que habían colaborado en su construcción. Se trataba de la primera central telefónica totalmente electrónica de Gran Bretaña y una de las primeras del mundo en entrar en servicio público. Ya había gestionado el tráfico público de forma experimental durante breves periodos en las semanas previas. Ese mismo día, anunció la construcción de tres centrales electrónicas más avanzadas que se instalarían y pondrían en funcionamiento en los dos años siguientes en Goring-on-Thames ( TDM de alta velocidad , 100 canales), Pembury (TDM de baja velocidad, 30 canales) y Leighton Buzzard . La única que se completó fue la TXE 1 de Leighton Buzzard; las otras dos fueron abandonadas rápidamente.

La central telefónica electrónica de Highgate Wood fue el resultado de seis años de investigación y desarrollo conjuntos entre la Oficina de Correos y cinco importantes fabricantes británicos de equipos de central. Esta colaboración se coordinó a través del Comité Conjunto de Investigación Electrónica (JERC). Si bien diferentes contratistas fueron responsables del diseño, la instalación y la fabricación de las distintas secciones de la central, la puesta en marcha corrió a cargo de equipos formados por miembros de cada una de las partes firmantes del acuerdo. La central de Highgate Wood no era del todo representativa de los sistemas que la sucederían. Cada una de las tres nuevas centrales, que funcionarían de forma totalmente autónoma, sin central de reserva como en el caso de Highgate Wood, se diseñaría para simular condiciones de servicio reales. Dos de ellas se basaban en aplicaciones ligeramente diferentes del principio de modulación por amplitud de pulsos por división de tiempo (TDM), y la tercera, en Leighton Buzzard, en la conmutación por división espacial. Las tres estarían totalmente transistorizadas para que fueran más compactas que la de Highgate Wood (que contaba con unos 5000 transistores y 500 válvulas) y consumieran 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 "razonablemente bien" [véase Harris 2001] en el laboratorio, pero la transmisión analógica era demasiado ruidosa en los largos tramos de cable de una central real. Se creía que el problema radicaba en la puesta a tierra. El funcionamiento de la central TDM en el Reino Unido no fue posible hasta que se desarrolló la modulación por impulsos codificados (PCM), que proporcionó una solución de transmisión digital que dio lugar al Sistema X.

La prueba en Highgate Wood no tuvo éxito. Roy Harris afirma que transportaba principalmente tráfico artificial y que se le dio mantenimiento hasta que se retiró del servicio en 1965. ^{[ 2 ]} El sitio web Connected Earth califica a Highgate Wood como un "fracaso magnífico". ^{[ 3 ]} Para el Reino Unido, esto significó que se necesitaría un enfoque intermedio que extendiera la utilidad de la tecnología de conmutación Strowger . Esto llevó a la implementación de tecnologías de relés de láminas y de barras cruzadas junto con extensiones de Strowger hasta la llegada de las centrales SPC digitales a mediados de los 80. ^{[ 4 ]}

Una de las primeras decisiones del JERC fue construir una central electrónica utilizando el sistema "Switched Highways", que empleaba técnicas de multiplexación por división de tiempo (TDM), al tiempo que continuaba la investigación de soluciones alternativas al problema de la conmutación electrónica. El sistema "Switched Highways" fue inventado por LRF Harris en Dollis Hill en 1952. También se decidió que el equipo experimental debía proporcionar todas las instalaciones de servicio y mantenimiento de una central electromecánica comparable. Al mismo tiempo, las técnicas empleadas debían demostrar su capacidad para dar servicio a las centrales existentes de mayor tamaño. Además, el experimento se llevaría a cabo en una central que prestaba servicio público y, por lo tanto, estaba totalmente interconectada con la red pública. Esto significaba que necesitaría equipos de conversión para poder interoperar con el sistema existente y utilizar los aparatos y la infraestructura de línea de los abonados. Por estas razones, la instalación de Highgate Wood fue mayor de lo que el pequeño número de líneas parecía justificar, y se instalaron unos 400.000 componentes electrónicos. Gran parte del equipo de control podría haber dado servicio a una central de unas 7.000 líneas. La central eléctrica utilizaba tanto válvulas como transistores. Había aproximadamente 5000 transistores y 500 válvulas. Las válvulas se empleaban en las áreas más críticas, ya que los transistores de la época no ofrecían el rendimiento necesario.

La parte más innovadora del diseño de la central telefónica fue el uso de técnicas de modulación por amplitud de pulsos y multiplexación por división de tiempo para la transmisión de hasta cien conversaciones por un canal común, lo que la adelantó a su tiempo. Esta técnica se utilizaría posteriormente en el Sistema X y otras centrales digitales a medida que la tecnología avanzara. La instalación también empleaba el tiempo compartido para la configuración y el control de las llamadas, un sistema que adoptarían todos los diseños de centrales digitales posteriores.

En aquella época, en las centrales de Strowger, las filas de operadores estaban interconectadas mediante un complejo sistema de troncales, condicionado por el método de establecimiento de las llamadas y por la necesidad de economizar en el número total de puntos de conmutación. El sistema de troncales de las autopistas conmutadas era sencillo, ya que cada conmutador podía gestionar cien conversaciones simultáneas, las líneas se agrupaban en grandes conjuntos antes de conectarse a los conmutadores y las llamadas se establecían mediante un aparato de control común de alta velocidad que operaba con la suficiente rapidez para atenderlas una a una.

En la red troncal de Highgate Wood, el sistema, las líneas (abonados) y las uniones estaban organizadas en grupos, cuyo tamaño dependía del tráfico. Cada grupo podía contener hasta 800 líneas. Cada grupo estaba conectado a una "autopista" por la que se podían transmitir 100 conversaciones multiplexadas, cada una utilizando una ranura de tiempo de un microsegundo o tiempo de canal a una frecuencia de repetición de 10  kHz. Las "autopistas" estaban completamente interconectadas mediante conmutadores o puertas electrónicas, que también las conectaban al centro de control común. Cada línea del sistema electrónico disponía de puertas que le permitían conectarse a su "autopista".

Para establecer una llamada, las compuertas de línea y las compuertas de conmutación de la "autopista" se configuraban para que, durante la duración de la llamada, se abrieran al tiempo de canal asignado a la conversación. Las compuertas que conectaban las líneas a las "autopistas" permanecían cerradas en todo momento, pero las compuertas entre autopistas, que podían conmutar varias llamadas, operaban al tiempo de canal de pulso de todas las conversaciones en curso en sus respectivas "autopistas". Las líneas de retardo controlaban todas las compuertas.

La alta velocidad de los equipos electrónicos permitió el uso de un único control común para gestionar incluso las centrales más grandes y con mayor carga, y posibilitó el uso del principio de "una a la vez" en el establecimiento de conexiones. El control contenía elementos lógicos que gestionaban las secuencias y elementos de memoria para almacenar información relativa a los conmutadores y las llamadas, así como 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 las líneas se almacena en forma de puentes en el IDF .

La primera tarea del control electrónico consistía en detectar la llegada de una nueva llamada. Para ello, se examinaba la terminación de línea de cada abonado durante un periodo de 280 microsegundos cada 224 milisegundos, un proceso conocido como escaneo. Las uniones se escaneaban a ocho veces esta velocidad. El escaneo se realizaba mediante un tambor magnético , cuyas pistas se dividían en 100 secciones o palabras, una por 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 información semipermanente (es decir, si la línea estaba ocupada o en espera debido a condiciones de PG). Dado que las pistas se conmutaban en secuencia, la información relativa a cada línea podía leerse secuencialmente a medida que el tambor giraba; la posición angular de la palabra, junto con el número de pista, definía la posición del equipo, es decir, el número de aparato de la línea que se estaba escaneando. Los grupos de 800 líneas (cruces y abonados) en Highgate Wood se dividieron en ocho subgrupos, uno por cada vía del tambor. En cada subgrupo, las unidades de línea se dispusieron en diez columnas de diez filas, de modo que cualquier posición de línea podía definirse mediante un código ZXY, donde Z representaba el subgrupo, X la columna e Y las filas.

Para evitar el uso de una línea de retardo independiente para cada terminación de línea, se optó por utilizar, en cada grupo de 800 líneas, tres conjuntos de cinco líneas codificadas para corresponder con la designación ZXY de la línea. A medida que el tambor giraba, generaba formas de onda que correspondían 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 iba a establecer una llamada, se inyectaba un pulso específico en las líneas de retardo seleccionadas, lo que provocaba que abrieran repetidamente las compuertas de línea al tiempo del pulso seleccionado. El pulso continuaba circulando hasta que se despejaba la conexión.

El control general del sistema se dividió en dos partes. La primera correspondía al equipo para almacenar y procesar la información relativa a la configuración y el progreso de las llamadas (las memorias utilizadas en esta parte del equipo eran líneas de retardo de magnetostricción de 900 microsegundos). La segunda era la memoria permanente que contenía los traductores, etc., la cual utilizaba una memoria de tambor magnético. Además, se proporcionaban diversos servicios, como el generador de formas de onda y el generador de pulsos de reloj para la sincronización del sistema.

Durante el transcurso de una llamada, el aparato de conexión primero conectaba al emisor con un equipo de registro y luego con su corresponsal a través del conmutador de "autopista", un selector de canales 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 por completo en Highgate Wood, aunque el equipo de registro y la mayor parte del equipo de control tenían el potencial de gestionar el tráfico de una gran central telefónica metropolitana.

El equipo de supervisión monitorizaba las conexiones establecidas y, además, controlaba la aplicación de tonos (por ejemplo, tono de marcado), así como las condiciones de timbre, medición y liberación. Monitorizaba las líneas escaneando sucesivamente los canales de comunicación, examinando cada canal de pulsos durante un microsegundo. En ese periodo se registraba el estado de la llamada y, en función de la fase alcanzada por la llamada y la clase de servicio de las líneas implicadas, los circuitos lógicos del equipo decidían la acción a seguir: aplicar timbre, cortar la llamada o liberarla. Tanto el registrador como el equipo de supervisión disponían de temporizadores de persistencia que, en la práctica, sustituían 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 permitía la transmisión a cuatro hilos dentro de la central, se autoconfiguraba continuamente y todos los equipos comunes estaban duplicados. El equipo de reserva se activaba automáticamente si los operadores detectaban fallos en el operario. El equipo era experimental, y la verificación experimental de las diversas prácticas de mantenimiento y de los dispositivos auxiliares fue, quizás, el aspecto más importante de la prueba de campo.

La central telefónica se había diseñado para funcionar como central de directores dentro de la red de directores existente, y no se había intentado introducir nuevos servicios. Esto implicaba que era necesario interpolar equipos de conversión entre la central electrónica y el mundo exterior, y que la central debía adaptarse a los aparatos de los abonados y diseñarse para funcionar con equipos mecánicos.

• Broadhurst, SW, "The Highgate Wood Electronic Telephone Exchange", The Post Office Electrical Engineers' Journal (POEEJ), enero de 1963 (Vol. 55, parte 4), págs.  265-274. La bibliografía del artículo cita otras ocho referencias fechadas entre 1956 y 1960.
• Para obtener más información sobre Highgate Wood, póngase en contacto con el profesor JE Flood.
• 100 años de conmutación telefónica (1878-1978): Electrónica, computadoras y... Por Robert J. Chapuis, Amos E. Joel, págs.  61-63

51°35′18″N 0°8′51″O / 51.58833°N 0.14750°O / 51.58833; -0.14750