Hispanopedia WikiEl control por programa almacenado ( SPC ) es una tecnología de telecomunicaciones para centrales telefónicas . Su característica principal es que el sistema de conmutación se controla mediante un programa informático almacenado en la memoria del sistema. El SPC fue la tecnología que permitió el desarrollo de los sistemas de conmutación electrónica (ESS) en el sistema Bell en la década de 1950, y puede considerarse la tercera generación de tecnología de conmutación. El control por programa almacenado fue inventado en 1954 por la científica de Bell Labs , Erna Schneider Hoover , quien consideró que el software informático podía controlar la conexión de las llamadas telefónicas. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]
Historia
Propuesta y desarrollada en la década de 1950, la SPC se introdujo en los sistemas de conmutación electrónica de producción en la década de 1960. La centralita privada (PBX) 101ESS fue un sistema de conmutación transitorio en el sistema Bell para proporcionar servicios ampliados a clientes comerciales que, de otro modo, seguían siendo atendidos por una centralita electromecánica. La primera centralita con SPC se instaló en Morris, Illinois, en una prueba de conmutación electrónica en 1960, seguida por la primera centralita Western Electric 1ESS en Succasunna, Nueva Jersey, en 1965. Otros ejemplos de sistemas de conmutación de tercera generación basados en SPC incluyen el GPO TXE británico (de varios fabricantes), Metaconta 11 (ITT Europe) y AKE, ARE. Las versiones predigitales (década de 1970) de la centralita telefónica AXE de Ericsson y Philips PRX fueron sistemas a gran escala en la red telefónica pública conmutada (PSTN).
La tecnología SPC permite funciones de llamada sofisticadas . A medida que estas centrales telefónicas evolucionaron, aumentaron su fiabilidad y versatilidad.
Las centrales de segunda generación, como las de Strowger , de panel , rotativas y de barras cruzadas , se construían exclusivamente con componentes de conmutación electromecánicos con control lógico combinacional y carecían de software de control. La primera generación consistía en centrales manuales operadas por asistentes y operadores.
Los sistemas de conmutación de barras cruzadas posteriores también utilizaban control informático en las matrices de conmutación y pueden considerarse sistemas SPC. Algunos ejemplos son el Ericsson ARE 11 (local) y el ARE 13 (de tránsito), así como los conmutadores North Electric NX-1E y D, y el ITT Metaconta 11, que en su momento se encontraba en toda Europa Occidental y en muchos países del mundo. La tecnología SPC que utilizaba matrices de conmutación analógicas se eliminó gradualmente en la década de 1980 y había desaparecido de la mayoría de las redes modernas a finales de la década de 1990.
La incorporación de la multiplexación por división de tiempo (TDM) redujo el tamaño de los subsistemas y aumentó drásticamente la capacidad de la red telefónica. Para la década de 1980, la tecnología SPC dominaba la industria de las telecomunicaciones.
En la década de 1970 surgieron conmutadores digitales totalmente viables, y los primeros sistemas, como el francés Alcatel E10 y la serie canadiense Nortel DMS, entraron en producción durante ese período. Otros sistemas ampliamente adoptados estuvieron disponibles a principios de la década de 1980. Entre ellos se encontraban el Ericsson AXE 10, que se convirtió en la plataforma de conmutación más popular del mundo; el Western Electric 5ESS, utilizado en Estados Unidos y en muchos otros países; el Siemens ESWD de diseño alemán; el ITT System 12 (posteriormente renombrado Alcatel S12) y el NEC NEAX, todos ellos ampliamente utilizados en todo el mundo. El sistema británico System X (telefonía) y otros sistemas más pequeños también surgieron a principios de la década de 1980.
Algunos conmutadores digitales, en particular el 5ESS y las primeras versiones del Ericsson AXE 10, continuaron utilizando etapas de concentración analógicas, empleando tecnologías similares a las SPC, en lugar de conexiones directas a las tarjetas de línea digitales que contenían el CODEC .
A principios del siglo XXI, la industria comenzó a utilizar una quinta generación de conmutación telefónica, a medida que la multiplexación por división de tiempo (TDM) y la conmutación de circuitos digitales basada en hardware especializado fueron reemplazadas por softswitch.tecnologías de voz sobre IP (VoIP) .
La característica principal del control por programa almacenado es una o varias unidades de procesamiento digital ( ordenadores de programa almacenado ) que ejecutan un conjunto de instrucciones informáticas ( programa ) almacenadas en la memoria del sistema mediante las cuales se establecen, mantienen y finalizan las conexiones telefónicas en los circuitos electrónicos asociados.
Una consecuencia inmediata del control mediante programas almacenados es la automatización de las funciones de la centralita y la introducción de diversas funciones de telefonía nuevas para los abonados.
Una central telefónica debe funcionar de forma continua y sin interrupciones en todo momento; implementa un diseño tolerante a fallos . Las primeras pruebas de electrónica y computadoras en los subsistemas de control de una central fueron exitosas y dieron como resultado el desarrollo de sistemas totalmente electrónicos, en los que la red de conmutación también era electrónica. En 1960 se instaló un sistema de prueba con control de programa almacenado en Morris, Illinois. Utilizaba una memoria de punto flotante con un tamaño de palabra de 18 bits para el almacenamiento semipermanente de programas y parámetros, y una memoria de rejilla de barrera para la memoria de trabajo de acceso aleatorio. [ 4 ] El primer sistema de conmutación electrónica del mundo para uso en producción, el No.1 ESS , fue puesto en marcha por AT&T en Succasunna, Nueva Jersey , en mayo de 1965. Para 1974, AT&T había instalado 475 sistemas No. 1ESS. En la década de 1980, el SPC desplazó a la conmutación electromecánica en la industria de las telecomunicaciones, por lo que el término perdió todo interés excepto el histórico. Hoy en día, el control estadístico de procesos (SPC) es un concepto integral en todas las bolsas automáticas, debido a la aplicación universal de la tecnología de ordenadores y microprocesadores.
Los intentos de sustituir las matrices de conmutación electromecánicas por conmutadores de punto de cruce de semiconductores no tuvieron éxito inmediato, especialmente en los sistemas de centrales telefónicas de gran escala. Como resultado, muchos sistemas de conmutación por división espacial utilizaron redes de conmutación electromecánicas con control de punto de conmutación (SPC), mientras que las centrales telefónicas privadas automáticas (PABX) y las centrales públicas más pequeñas emplearon dispositivos de conmutación electrónicos. A principios del siglo XXI, las matrices electromecánicas fueron sustituidas por dispositivos totalmente electrónicos.
Tipos
Las implementaciones de control por programa almacenado pueden organizarse en enfoques centralizados y distribuidos. Los primeros sistemas de conmutación electrónica (ESS), desarrollados en las décadas de 1960 y 1970, casi invariablemente utilizaban control centralizado. Si bien muchos diseños de centrales telefónicas actuales siguen empleando SPC centralizado, con la llegada de microprocesadores potentes y de bajo costo, y chips VLSI como las matrices lógicas programables (PLA) y los controladores lógicos programables (PLC), el SPC distribuido se generalizó a principios del siglo XXI.
Control centralizado
En el control centralizado, todo el equipo de control se reemplaza por una unidad central de procesamiento . Esta debe ser capaz de procesar entre 10 y 100 llamadas por segundo , según la carga del sistema. Las configuraciones multiprocesador son comunes y pueden operar en varios modos, como en configuración de reparto de carga, en modo dúplex síncrono o con un procesador en modo de espera.
Modo de espera
El modo de espera es la configuración más sencilla de un sistema de doble procesador. Normalmente, uno de los procesadores permanece en modo de espera. Este procesador se activa únicamente cuando falla el procesador principal. Un requisito fundamental de esta configuración es que el procesador de espera pueda restablecer el estado del sistema de central telefónica al tomar el control, determinando qué líneas de abonado o troncales están en uso.
En pequeñas centrales telefónicas, esto puede lograrse escaneando las señales de estado tan pronto como el procesador de reserva entra en funcionamiento. En tal caso, solo se ven afectadas las llamadas que se están estableciendo en el momento del fallo. En centrales grandes, no es posible escanear todas las señales de estado en un tiempo significativo. Aquí, el procesador activo copia periódicamente el estado del sistema en la memoria secundaria. Cuando se produce la conmutación, se carga el estado más reciente de la memoria secundaria. En este caso, solo se ven afectadas las llamadas cuyo estado cambia entre la última actualización y el fallo. No es necesario duplicar la memoria secundaria compartida; bastaría con una redundancia simple a nivel de unidad. El conmutador 1ESS fue un ejemplo destacado.
Modo dúplex síncrono
En el modo de operación dúplex síncrono, se proporciona acoplamiento de hardware entre dos procesadores que ejecutan el mismo conjunto de instrucciones y comparan los resultados continuamente. Si se produce una discrepancia, se identifica el procesador defectuoso y se desactiva en cuestión de milisegundos. Cuando el sistema funciona con normalidad, ambos procesadores mantienen los mismos datos en sus memorias en todo momento y reciben información simultáneamente del entorno de intercambio. Uno de los procesadores controla el intercambio, mientras que el otro se sincroniza con el primero, pero no participa en su control. Si el comparador detecta un fallo, los procesadores se desacoplan y se ejecuta un programa de verificación independiente para encontrar el procesador defectuoso. Este proceso se ejecuta sin interrumpir el procesamiento de llamadas, que se suspende temporalmente. Cuando se desactiva un procesador, el otro opera de forma independiente. Una vez reparado y puesto en servicio el procesador defectuoso, el contenido de la memoria del procesador activo se copia en la memoria del procesador defectuoso, ambos se sincronizan y se habilita el comparador.
Es posible que un fallo del comparador se produzca únicamente debido a un fallo transitorio que no se muestra incluso cuando se ejecuta el programa de comprobación. En tal caso, existen tres posibilidades:
- Continuar con ambos procesadores: Esto se basa en la suposición de que la falla es transitoria y puede que no vuelva a aparecer.
- Retire el procesador activo y continúe con el otro.
- Continúe con el procesador activo, pero retire el otro procesador del servicio.
Cuando se extrae un procesador, se somete a pruebas exhaustivas para identificar cualquier fallo menor.
Modo de reparto de carga
En el modo de carga compartida, una llamada entrante se asigna aleatoriamente o en un orden predeterminado a uno de los procesadores, que la gestiona hasta su finalización. De esta forma, ambos procesadores están activos simultáneamente y comparten la carga y los recursos de forma dinámica. Ambos tienen acceso a todo el entorno de la central telefónica, que ellos mismos monitorizan y controlan. Dado que las llamadas se gestionan de forma independiente, los procesadores disponen de memorias separadas para almacenar datos temporales de las llamadas. Si bien los programas y los datos semipermanentes pueden compartirse, se almacenan en memorias separadas para garantizar la redundancia.
Existe un enlace entre procesadores mediante el cual estos intercambian la información necesaria para la coordinación mutua y la verificación del estado de salud del otro. Si el intercambio de información falla, uno de los procesadores que detecta la falla asume toda la carga, incluidas las llamadas que ya estaban establecidas por el procesador averiado. Sin embargo, las llamadas que estaba estableciendo el procesador averiado generalmente se pierden. El uso compartido de recursos requiere un mecanismo de exclusión para que ambos procesadores no intenten acceder al mismo recurso simultáneamente. Este mecanismo puede implementarse mediante software, hardware o ambos. La figura muestra un dispositivo de exclusión de hardware que, al ser activado por uno de los procesadores, prohíbe el acceso del otro procesador a un recurso específico hasta que el primero lo reactive.
Control distribuido
El SPC distribuido es más disponible y más fiable que el SPC centralizado. La función de control es compartida por muchos procesadores dentro de la bolsa. Utiliza microprocesadores de bajo coste . El control de la bolsa puede descomponerse horizontal o verticalmente para el procesamiento distribuido. [ 5 ]
En la descomposición vertical, el sistema de control se divide en varios bloques, a cada uno de los cuales se le asigna un procesador. Este procesador realiza todas las tareas relacionadas con dicho bloque. Por lo tanto, el sistema de control total consta de varias unidades de control interconectadas. Para garantizar la redundancia, se pueden duplicar procesadores en cada bloque.
En la descomposición horizontal, cada procesador realiza solo una o solo algunas funciones de intercambio.
Véase también
Referencias
- ↑ Alpha Doggs (15 de febrero de 2008). "Pioneros de la conmutación telefónica serán incorporados al Salón Nacional de la Fama de los Inventores" . Network World . Consultado el 17 de junio de 2012 .
- ↑ "Erna Schneider Hoover" . Maximumpc.com . 17 de junio de 2012. Consultado el 17 de junio de 2012 .
- ↑ "Erna Schneider Hoover" . Red de Historia Global del IEEE . 2012. Consultado el 17 de junio de 2012 .
- ↑ Joel, AE (octubre de 1958). "Un sistema experimental de conmutación electrónica". Bell Laboratories Record . 36 (10): 359.
- ↑ Thiagarajan, Viswanathan (1992). Sistemas y redes de conmutación de telecomunicaciones . Nueva Delhi: Prentice Hall of India Private Ltd. ISBN 0876927134OCLC 29022605
- centrales telefónicas
