L’Audion était le premier composant capable d’amplifier, même encore faiblement, les signaux radio ; mais pour beaucoup d’observateurs, de Forest n'avait fait que doter la valve de Fleming d’une électrode à grille : pour le reste, il s’agissait de lampes à filament émetteur et plaque réceptrice dans un tube à vide.
De Forest défendit avec énergie l'originalité de son invention, la décrivant comme un relai amplificateur de courant, alors que la valve de Fleming n’était qu’un circuit redresseur.

L'invention du tube électronique va donner lieu à des batailles juridiques, paralysantes jusqu'à la première Guerre mondiale.

Les mesures d'urgence que prend le gouvernement américain en 1916 débloque la situation afin que l'industrie produise des systèmes de communication radio pour la marine.

La paix revenue, ces capacités servent à lancer, à partir de 1920, la radiodiffusion, premier usage domestique de l'électronique.

Pour maintenir leur position, les industries rivales, General Electric et AT&T, organisent des laboratoires de recherche où les ingénieurs appliquent les découvertes de la physique, et orientent la recherche plutôt vers le perfectionnement des produits existants, que vers l'exploration de nouvelles voies.
A la fin des années 1930, les ingénieurs de Bell Laboratories avaient développé ou apporté d'importantes contributions à trois types de systèmes de commutation fondamentalement différents : - Le système pas à pas était directement contrôlé depuis le cadran du client ; - le système Panel a introduit le contrôle indirect permettant aux sélecteurs d'être indépendants du cadran du client ; - le système crossbar a permis un contrôle commun par des marqueurs à grande vitesse des commutateurs utilisés pour établir des voies de conversation.
Pour la première fois, des ingénieurs connaissant bien ces nombreux agencements de systèmes philosophaient sur ces « principes du système ».
En conséquence, de nouveaux types d'activités d'étude et, pour la première fois, des activités plus fondamentales de recherche et de développement exploratoire ont commencé à apparaître dans les efforts de transition des laboratoires Bell.

Publicité AT&T des années 1930 utilisant la même image d'ingénieurs assistant assidûment à l'équipement avec la légende "les progrès scientifiques constants des laboratoires Bell se reflètent dans la qualité et la portée sans cesse croissantes de votre service téléphonique

Alec Harley Reeves travaillait sur le premier système téléphonique transatlantique pour l'International Western Electric Company avant de rejoindre le département de recherche de l'entreprise à Paris ou il a travaillé sur les problèmes de la radio longue distance, sur les transmissions par microphone ... En 1937, Alec Harley Reeves avait reconnu le potentiel de la modulation par impulsions codées pour réduire le bruit lorsque la parole est transmise sur de longues distances. Avec un signal analogique, chaque fois que le signal est amplifié, le bruit contenu dans le signal est également amplifié et un nouveau bruit supplémentaire est ajouté.
Avec la modulation par impulsions codées, il suffit de régénérer les impulsions, donc le contenu en bruit du signal n'est pas augmenté.En 1938 Reeve's avait conclu que la meilleure façon de surmonter le problème du bruit dans la téléphonie interurbaine était de transmettre une version numérisée du signal vocal analogique.

Reeves déposa le brevet US2272070A le 22 novembre 1939 aux USA et juste avant en France sous le n° 852 183 du 23 octobre 1939.
Le PCM ; pulse code modulation, fonctionne en échantillonnant l'amplitude des signaux analogiques à des intervalles uniformes. Avant d'avoir obtenu le brevet le 3 février 1942 Reeves a mis son l'idée de côté car la réalisation nécessitait des circuits assez complexes (selon les normes des années 1930), qui n'étaient pas rentables en utilisant des valves. En France La modulation par impulsions codées n'a été utilisée que dans les années 1950 sur les câbles de transmission, lorsque l'invention du transistor l'a rendue viable.

Dans le domaine de la recherche, F A Hubbard a rédigé une série de mémorandums généralisant les systèmes et l'application des principes de circulation. Les avantages de l'introduction de la vitesse comme facteur dans le contrôle et la signalisation entre les systèmes de commutation ont été indiqués comme une voie vers l'avenir. La vitesse pourrait être obtenue en considérant l'application de l'électronique.

En conséquence, de nombreuses idées appliquant des "tubes à gaz" multiéléments au contrôle des commutateurs crossbar ont été proposées.
En particulier, W H T Holden a reçu plus de 100 brevets, dont beaucoup sur de tels arrangements. Beaucoup d'autres ont été suggérés par d'autres personnes travaillant dans le domaine. Des experts en tubes à vide, dirigés par A M Skellett, ont proposé l'équivalent électronique des sélecteurs utilisant des tubes à faisceau.
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Tube de commutation à faisceau, (brevet américain 2 277 858, déposé le 17 mai 1941), un exemple des premières tentatives pour augmenter les vitesses de commutation grâce à l'électronique.

Le succès de l'idée de contrôle commun a conduit au concept de commutation "space division", où les techniques de multiplexage de fréquence ont été combinées avec la sélection électromécanique
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Pour la première fois, une commutation dans un autre domaine a été proposée, dans laquelle les chemins établis sont séparés dans l'espace.
La contribution la plus importante émergeant de la recherche liée à la commutation à ce stade a peut-être été le développement de méthodes de signalisation à courant alternatif. Avec les tonalités, il était possible d'envoyer des signaux de supervision et d'impulsion sur les mêmes distances que les signaux vocaux. Au départ, des tonalités simples étaient utilisées pour représenter les périodes d'ouverture des impulsions de numérotation et pour «sonnerie» sur les lignes à péage.
Au fur et à mesure de l'avancement de cette recherche, des tests ont été effectués sur le terrain et il a été constaté que ces signaux étaient sujets à une distorsion, de sorte que la vitesse de pulsation était ralentie. Peu à peu, un nouveau concept a été introduit, celui d'envoyer plusieurs tonalités qui, en combinaisons, représentent un chiffre.
Bien que ces signaux ne puissent pas être utilisés directement pour contrôler les sélecteurs, l'idée d'utiliser des registres et des émetteurs était de plus en plus acceptée, car ils étaient utilisés à la fois dans les parties d'origine et de terminaison des systèmes crossbar locaux...

H. Earle Vaughan (1912-1978) a commencé sa longue carrière dans le Bell système en 1928 en tant qu'assistant aux laboratoires Bell . Il a été promu au poste d'assistant technique et tout en travaillant à ce titre, il a fréquenté le Cooper Union College de New York, où il a obtenu son baccalauréat ès sciences en 1933. Vaughan est devenu responsable de la planification et du développement du système de commutation électronique. Avant 1940 et pendant les années de guerre, Vaughan a travaillé sur une variété de projets de transmission et de signalisation, dont certains liés à la défense.

En 1952, Vaughan est devenu superviseur au département de recherche sur la commutation, où il a mené des études sur les utilisations des mémoires à transistors, ferroélectriques et magnétiques à utiliser dans les systèmes logiques. En 1955, il est nommé chef du département de recherche sur la commutation. Ses travaux antérieurs sur ECASS, DIAD et d'autres systèmes de commutation expérimentaux ont ouvert la voie à des travaux importants sur un centre à semi-conducteurs expérimental ESSEX, qui a débuté en 1955.
Ce système, utilisant des dispositifs à semi-conducteurs, était basé sur le concept de commutation et transmission par répartition dans le temps. Il utilisait une modulation par impulsions codées pour convertir les signaux analogiques en signaux numériques dans des concentrateurs de ligne distants, et utilisait également un commutateur temporel central.

Vaughan a été nommé directeur du Centre de recherche sur les systèmes en 1958 et il a assumé la responsabilité de quatre départements impliqués dans la recherche sur les circuits numériques. En 1962, Vaughan a été transféré dans la zone de développement des systèmes de commutation pour occuper le poste de directeur du centre du système de commutation électronique. À ce poste, il était responsable de la conception du système et du logiciel pour l'ESS n ° I, le premier grand système de commutation électronique commercial, mis en service en 1965. En 1968, Vaughan a assumé la responsabilité globale de la planification et du développement de l'ESS n ° 4. Il a pris sa retraite en mars 1976, achevant une carrière dans les télécommunications de plus de quatre décennies, plus de la moitié consacrée à la conception et au développement de technologies et de systèmes de commutation téléphonique avancés .

Flowers a été consulté par Max Newman (plus tard professeur de mathématiques à Manchester) qui était responsable du processus d'automatisation. Flowers travaillait à Bletchley depuis l'année précédente, lorsque le mathématicien Alan Turing et ses collègues cryptanalystes avaient demandé l'assistance technique de la Poste pour casser Enigma.
Décrite par Flowers comme une "affaire de ficelle et de cire à cacheter", Colossus était capable de traiter 5 000 caractères par seconde pour parcourir les millions de combinaisons possibles.

Le premier Colossus est entré en service à Bletchley Park en janvier 1944. Il a dépassé toutes les attentes. Le jour J lui-même, un Colossus II avait été construit. Flowers avait été informé qu'il devait être prêt en juin 1944, sinon il ne serait d'aucune utilité.
Il n'a pas été informé de la raison du délai, mais réalisant qu'il était important, il s'est assuré que la nouvelle version était prête pour le 1er juin, cinq jours avant le jour J.

L'INTRODUCTION de l'électronique dans un domaine aussi vaste que la commutation téléphonique présente de nombreux aspects souvent contradictoires.
Un équipement ne peut donc être construit que sur la base d'une série de compromis impliquant des éléments tels que le temps de réalisation, le coût de la recherche, le coût de fabrication, la fiabilité, la possibilité de faire des extensions ultérieurement, diverses caractéristiques de fonctionnement, etc.
Cet article décrit un central téléphonique automatique entièrement électronique répondant aux exigences de la Marine Nationale en mettant l'accent sur un seul de ces facteurs ; celui de la fiabilité.
C'est un choix naturel, étant l'exigence essentielle qui n'est pas suffisamment présente dans les systèmes électromécaniques pour permettre leur utilisation dans cet environnement sévère.
Il est évident qu'une conception basée sur des exigences navales spéciales peut ne pas convenir à une utilisation commerciale régulière. Par conséquent, il n'est pas question de résoudre tout le problème de la commutation électronique.
On espère cependant qu'il constituera l'une des pierres angulaires de la structure complexe du central électronique du futur.
Quelles ont été les considérations qui ont dicté la construction de cet équipement, comment se compare-t-il aux autres solutions possibles actuellement, et comment va-t-il évoluer dans l'immédiat ? Ces trois questions sont examinées dans cet article.

1. Choix des composants et diagramme
L'objectif de fiabilité était particulièrement difficile à atteindre compte tenu des conditions dans lesquelles les équipements devaient fonctionner. C'est pour cette raison que l'on n'a utilisé que les composants qui avaient fait leurs preuves pendant de nombreuses années et que l'on a adopté le schéma d'ensemble le plus simple et le plus conventionnel possible.
Parmi les différents types de commutation électronique analysés par Goudet, la commutation spatiale, qui n'implique que des transmissions à basse fréquence, a été retenue.

1.1 ÉLÉMENT DE CONTACT AU CHOIX
Notre équipement commute donc directement les fréquences vocales comme dans les équipements de commutation électromécaniques habituels. Dans ce dernier, l'élément essentiel est le contact. Comme le mot "contact" véhicule une idée de mouvement, il a été remplacé dans le langage électronique par le mot "porte", qui est couramment utilisé en relation avec les ordinateurs numériques.
Onpourrait penser qu'un élément aussi connu serait facile à obtenir. En fait, ce n'est pas le cas, car la qualité des portes qui doivent être utilisées dans la commutation téléphonique est bien supérieure à celles généralement utilisées pour les machines à calculer. En téléphonie, une porte doit avoir aux fréquences vocales un rapport d'impédance entre blocage et conduction de l'ordre de 105• A l'état passant, l'atténuation ne doit pas dépasser une fraction de décibel et à l'état bloquant la diaphonie résultant de l'ouverture de la porte incomplètement bloqué doit à l'état passant, l'atténuation ne doit pas dépasser une fraction de décibel et à l'état bloquant la diaphonie résultant d'un blocage incomplet de la grille doit être inaudible ; c'est-à-dire de l'ordre de - 80 décibels par rapport au niveau moyen de conversation.
Généralement avec les ordinateurs numériques, il s'agit de savoir si un signal passe ou non, et un rapport d'impédance de grille de 102 est donc tout à fait suffisant. Il est clair que les portes utilisées dans les machines à calculer ne seraient pas adaptées à la commutation téléphonique.
Divers dispositifs à semi-conducteurs sont largement utilisés comme portes dans les machines à calculer.
La plupart d'entre eux sont utilisés depuis plusieurs années en nombre suffisant et avec assez peu d'échecs pour ne laisser aucun doute sur leur fiabilité.
Parmi celles-ci, la diode à jonction silicium est particulièrement remarquable pour trois raisons.
A. Son rapport d'impédance entre blocage et conduction est considérable : en conduction, la diode au silicium possède une impédance quasi de 4 ohms, alors qu'en condition de blocage, son impédance correspond à 1 000 mégohms en parallèle avec un condensateur de 5 picofarads .
B. De structure simple, il est adaptable à la production en série, fiable en fonctionnement et particulièrement robuste mécaniquement.
C. Parmi les semi-conducteurs couramment utilisés, le silicium a la meilleure stabilité thermique. Utilisé comme porte dans la bande des fréquences vocales, ses caractéristiques ne changent pas sensiblement entre - 40 et + 120 degrés centigrades (- 40 et + 248 degrés fahrenheit).
Pour ces raisons, la diode à jonction silicium a été choisie comme élément de base de l'échange automatique.
Il est fabriqué en alliant un fragment de cristal de silicium avec un fil d'aluminium. A la suite d'une étude spéciale entreprise à cet effet, cette diode peut maintenant être fabriquée de manière à ce qu'elle ait les caractéristiques les mieux adaptées à la commutation téléphonique.
La figure 1 montre la caractéristique statique d'une telle diode. Les deux points de fonctionnement correspondent à - 5 volts pour le blocage et + 1 0 milliampères pour l'état conducteur.

1.2 CHOIX DE LA COMMUTATION -PRINCIPE
Il est pratique d'utiliser la représentation "crossbar" pour discuter des schémas de commutation quel que soit le système considéré. Un sélecteur crossbar électronique se compose essentiellement de 2 réseaux de fils : un réseau horizontal de n fils et un réseau vertical de p fils comme le montre la figure 2 .

Figure 2 - Disposition de barres transversales élémentaires composée de deux réseaux de fils avec une grille à chaque point de croisement

Chacun des n X p points de croisement de ces deux réseaux est marqué par une porte.
La façon la plus simple de construire cette porte est de connecter une diode à chaque croisement aux fils verticaux et horizontaux à ce point.
Pour commander l'ouverture et la fermeture de cette porte, il suffit d'appliquer une tension continue entre les fils verticaux et horizontaux reliés · à la diode. Selon le signe de cette tension, la grille serait ouverte ou fermée.
Malheureusement, avec cette méthode les deux grilles de coordonnées X1 Y1 et X2 Y2 ne peuvent pas être rendues conductrices simultanément sans que deux autres grilles de coordonnées X1 Y2 et X2Y1 soient également rendues conductrices ; ceci a pour conséquence de substituer à deux liaisons distinctes, chacune entre deux abonnés, une liaison commune entre quatre personnes.
Il serait nécessaire dans un système pratique d'en fournir. un sélecteur crossbar pour chaque conversation, ce qui n'est pas économique. Il y a deux façons de surmonter cette difficulté.
La première consiste à séparer les fonctions de création et de maintien d'une connexion.
Le marquage des portillons à travers les fils du sélecteur crossbar doit se faire avec une impulsion courte et ce marquage doit être maintenu par la suite par les portillons eux-mêmes. Ces portes.
possèdent alors une fonction de mémoire.
De telles portes peuvent être constituées d'éléments simples comme des tubes à gaz et certains semi-conducteurs à 4 jonctions comme des diodes n-p-n-p, ou plus complexes

De telles portes peuvent être constituées d'éléments simples comme des tubes à gaz et certains semi-conducteurs à 4 jonctions comme des diodes n-p-n-p, ou des bascules plus complexes composées d'assemblages de diodes, de transistors, de matériaux magnétiques, etc. Malheureusement, la diode au silicium ne peut pas être utilisée comme grille dans ce procédé car elle ne possède pas de mémoire.
La deuxième méthode, qui permet plusieurs conversations simultanées à travers le même sélecteur, consiste à abandonner le marquage par les fils du sélecteur au profit d'une commande directe des portes au moyen d'un dispositif auxiliaire qui maintient ce marquage.
Une bascule peut être connectée à chaque porte ou un réseau complexe peut connecter un certain nombre de points mémoire aux portes passant à tout moment.
Lorsqu'une mémoire est connectée uniquement aux portes, une économie appréciable peut être réalisée sur le nombre de mémoires
points.
Cependant, cette solution perd beaucoup de son intérêt par la complexité du réseau.
Pour un petit équipement, il est probablement plus avantageux d'avoir une mémoire, telle qu'une bascule, connectée en permanence à chaque porte. C'est la solution retenue dans ce cas.
Le problème de la connexion permanente d'une bascule à chaque porte peut être examiné indépendamment du reste du sélecteur.

Figure 3 - Diode et batterie de polarisation connectées entre les enroulements de deux transformateurs pour agir comme un interrupteur ouvert ou fermé en fonction de la polarité de la batterie.

Dans la figure 3, considérons le fonctionnement élémentaire d'une porte à diode unique entre deux enroulements de transformateur utilisés comme entrée et sortie pour des signaux à courant alternatif. L'élément de contrôle équivaut à une pile ; dont la polarité peut être inversée.
La batterie n'a besoin que d'une faible impédance interne, ce qui est facilement obtenu en la shuntant avec un condensateur. Lorsqu'il est connecté du côté diode des enroulements du transformateur, il a l'avantage de permettre la multiplication des deux enroulements des transformateurs et limite le nombre de transformateurs au nombre de fils dans le sélecteur crossbar, soit n + p.
Cependant, une batterie placée dans cette position ne doit pas faire fuir trop de signal vers la masse ou vers les circuits adjacents au risque de provoquer des pertes et de la diaphonie.
Alternativement, la batterie peut être placée du côté terre par rapport aux enroulements du transformateur, comme illustré à la figure 4.

Figure 4 - Disposition adoptée utilisant une source de polarisation dans le fil de terre et 2 diodes pour maintenir les courants vocaux hors du circuit de polarisation.

La multiplication peut alors s'effectuer d'un seul côté, de sorte qu'il doit y avoir de l'autre autant d'enroulements de transformateur que de points de croisement.
Le nombre total d'enroulements est alors n + np ou p + np. Cependant, la batterie est particulièrement facile à utiliser. De plus, la transmission 2 fils.
Le circuit peut être équilibré en utilisant une deuxième diode.
Comme aucun courant alternatif ne traverse la batterie, elle peut avoir n'importe quelle impédance. Cette disposition a été choisie en raison de la facilité avec laquelle elle peut être utilisée.
Les principes sur lesquels repose la conception du circuit de commutation peuvent être résumés comme suit :
A. Commutation spatiale, qui ne nécessite qu'une transmission de fréquence vocale.
B. Marquage de chaque porte aux croisements par des bascules auxiliaires.
C. Circuits de transmission équilibrés.
D. Connexion en série des bascules de commande de grille entre les prises centrales des transformateurs.

2. Description du central automatique

L'agencement global est celui d'un seul équipement crossbar à étage de sélection permettant 4 conversations simultanées.
Cet échangeur dessert 20 lignes d'abonnés. Il peut y avoir 2 appels simultanés en cours d'établissement.

Dans le schéma simplifié représenté sur la figure 5, les lignes horizontales représentent 20 lignes d'abonnés et 2 registres, et les lignes verticales désignent 4 circuits de connexion que l'on appellera "jonctions".
Ainsi, une communication entre les lignes d'abonnés 2 et 20 peut être établie par le chemin CD 2-A-20, ou si la jonction A est déjà occupée par une autre conversation, par un chemin CD alternatif à travers n'importe quelle jonction libre.
La figure 6 montre l'une des jonctions connectées aux 20 lignes d'abonnés et à 2 registres.
Cette jonction est constituée d'un noyau magnétique commun à 2 2 enroulements de transformateur reliés aux lignes et registres par des circuits 2 fils par l'intermédiaire de 22 portes électroniques composées chacune de 2 diodes au silicium.

Figure 6 - Circuit magnétique utilisé comme jonction connectée à 20 lignes d'abonnés et 2 registres.

Comme on le verra sur la figure 7, les diodes sont insérées entre les enroulements des transformateurs de ligne et de jonction. Une batterie à polarisation fixe et le circuit de commande sont connectés en série entre les prises centrales des transformateurs.

Figure 7 - Méthode par laquelle des circuits de commande individuels peuvent rendre conductrice la porte d'une ligne d'abonné en inversant la polarité et en dépassant la tension fournie par une batterie commune qui maintient normalement les diodes en état de blocage.

Lorsque le circuit de commande ne fournit pas de tension, la porte est normalement bloquée. Lorsque le circuit de commande fonctionne, il fournit une tension qui compense la batterie de polarisation et inverse le signe de la tension appliquée aux diodes. Ce sont alors la conduite et le sous la ligne du traceur a accès au noyau magnétique qui constitue la jonction.

2.1 CIRCUIT FERRORESONANT
Lors de la conception du circuit de commande connecté à chaque porte, la fiabilité a continué de recevoir la première considération.
Seuls des composants qui avaient fait leurs preuves au fil des ans ont été utilisés et ils fonctionnent bien en dessous de leurs cotes. Ces exigences étaient satisfaites par un circuit ferrorésonnant ou bascule magnétique qui est représenté sous une forme simplifiée sur la figure 8.


Figure 8-Un condensateur en série avec une inductance, dont le noyau peut être saturé magnétiquement, fonctionne à 8000 cycles en tant que circuit ferrorésonant ou bascule magnétique.

Il possède deux conditions stables bien distinctes, l'une avec un courant faible et l'autre avec un courant élevé.
Dans la condition de courant faible, il peut être considéré comme inopérant et n'interfère pas avec l'action de la batterie de polarisation en bloquant les diodes. Dans l'état de courant élevé, il produit une tension supérieure et de polarité opposée à la tension de polarisation pour la surmonter et rendre les diodes conductrices.
Sur la figure 8, la capacité C et l'inductance Lare en série et alimentées par une tension alternative à une fréquence de 8 kilocycles par seconde.
il produit une tension supérieure et de polarité opposée à la tension de polarisation pour la surmonter et rendre les diodes conductrices
Sur la figure 8, la capacité C et l'inductance La sont en série et alimentées par une tension alternative à une fréquence de 8 kilocycles par seconde.
Ce circuit est bien connu en radio. Lorsque l'on fait varier la fréquence, cela donne lieu au phénomène non connu sous le nom de résonance série. Cependant, la résonance série n'est pas impliquée dans cette conception. Le circuit fonctionne à une fréquence fixe qui n'est pas la fréquence de résonance. Ses performances sont basées sur la saturation magnétique qui se produit dans
le noyau de l'inductance lorsque le courant augmente.

Sur la figure 9, la tension EL aux bornes de l'inductance augmente d'abord proportionnellement à l'amplitude du courant. Pour les valeurs de courant plus élevées, l'effet de saturation devient évident et EL augmente beaucoup moins vite, la courbe étant infléchie. La tension Ee aux bornes du condensateur augmente proportionnellement au courant. Ee est représenté en négatif sur le graphique pour exprimer le fait que les deux tensions sont déphasées l'une par rapport à l'autre.

Figure 9-Les tensions apparaissant aux bornes du condensateur Ee et de l'inductance EL en fonction du courant qui les traverse sont représentées avec la tension totale Er aux bornes des deux.

La tension totale ET aux bornes de l'inductance et du condensateur en série est additionnée algébriquement et les valeurs absolues sont tracées sur la figure 10 .

Figure 10 - Les valeurs absolues des sommes algébriques de Ee et EL sont tracées ci-dessus.

Il ressort de la figure 10 que, sur une certaine plage, une tension alternative donnée appliquée aux bornes de l'ensemble du circuit produira un courant pouvant avoir trois valeurs distinctes correspondant aux points Pl, P2 et P3.
Le point P2 est une condition instable. Seuls P1 et P3 représentent des points de fonctionnement stables. Le courant traversant le primaire d'un transformateur de couplage induit une tension dans le secondaire qui est redressée pour produire une tension de sortie pouvant prendre deux valeurs bien distinctes et de même signe.
Lorsque le circuit est mis en service en appliquant la tension alternative, le système assume une condition de courant faible.
Pour le faire passer à un état de courant élevé, il suffit de saturer momentanément le noyau magnétique au moyen d'un courant traversant un enroulement auxiliaire. Un retour à l'état d'origine peut être obtenu en coupant momentanément la tension d'alimentation.

La figure 11 montre un petit panneau sur lequel une de ces bascules magnétiques est montée. Les connexions du circuit imprimé sont en face arrière comme illustré à la figure 12 .

Sur la figure 13 se trouvent les principaux composants constitués de condensateurs, d'inductances, de redresseurs au sélénium et de diodes au silicium.
Maintenant que les principaux circuits ont été décrits, on peut considérer le mécanisme par lequel une connexion est établie dans le central automatique.

En référence à nouveau à la figure 5, lorsqu'un abonné décroche le combiné, un signal est produit qui modifie l'état de la bascule magnétique à l'intersection de la ligne d'appel et de l'une des jonctions disponibles, en supposant qu'il y en ait une.
Les deux diodes qui lui sont reliées dont l'une est reliée au moyen d'un fil de ligne deviennent alors conductrices et la ligne de l'abonné est ainsi reliée à une jonction. Ce dernier est relié à un registre, également constitué de bascules magnétiques, et le numéro composé est stocké dans le registre. Après cela, un réseau de redresseurs appelé matrice de décodage entre en jeu. Pour chaque numéro enregistré, il fait apparaître un signal sur le fil attribué à ce numéro.
Ce signal provoque un changement d'état de la bascule magnétique placée à l'intersection de la jonction sélectionnée et de la ligne appelée. Une fois la connexion établie, le registre se libère pour pouvoir traiter de nouveaux appels.

2.2 CIRCUIT DE FONCTIONNEMENT VERS LA LIGNE DE L'ABONNÉ APPELANT
Comme indiqué au paragraphe précédent, lorsqu'un abonné décroche le récepteur, un signal est produit qui provoque un changement de l'état de la bascule magnétique placée à l'intersection de la ligne appelante avec l'une des jonctions. Il est exigé qu'un seul carrefour soit saisi par une ligne à la fois et qu'une ligne ne puisse saisir un carrefour déjà occupé. Un dispositif appelé répartiteur de jonction assure ces deux conditions.

Comme le montre la figure 14, un distributeur de jonction est constitué essentiellement d'un compteur à 4 positions fermé sur lui-même qui peut tourner et s'arrêter sur la première jonction libre qu'il rencontre. Ce compteur est également composé de bascules magnétiques. Son rôle est de préparer la jonction pour qu'elle soit prête à être saisie par la prochaine ligne appelante.
A cet effet, la porte bascule entre les jonctions et les lignes d'abonnés, 20 en nombre, sont suivis d'un circuit supplémentaire appelé bascule de repos.
L'ensemble du groupe de 21 bascules est alimenté comme le montre la figure 15 avec un courant à 8000 cycles à travers un condensateur commun qui a une valeur de sorte qu'une seule bascule à la fois peut avoir un courant élevé. C'est une propriété essentielle des bascules ferrorésonnantes.

Lorsqu'une jonction n'est ni saisie ni prête à être saisie, un courant continu circule dans un enroulement auxiliaire E de la bascule de repos pour saturer son circuit magnétique et le mettre à l'état de courant fort. Aucune autre bascule de la même jonction ne peut alors également avoir un courant élevé. Aucune ligne ne peut donc accéder à cette jonction car elle est occupée par la bascule restante.
Lorsqu'une jonction est préparée pour être prise par le répartiteur de jonction, le courant circulant dans l'enroulement E est interrompu mais la bascule de repos reste à courant élevé en raison de sa propriété de mémoire.
Par contre, la bascule correspondant à la première ligne appelante peut passer à l'état de courant fort dès qu'un instant
un signal saturant lui est envoyé par la ligne ; il conservera alors son état de courant fort jusqu'à ce qu'un nouvel ordre soit envoyé à la jonction.
Enfin, lorsqu'une jonction est saisie, un courant important traverse la bascule correspondant à la ligne qui a saisi la jonction et empêche toute autre ligne de saisir la même jonction.
Un circuit commun aux bascules 20 lignes indique au répartiteur si une jonction a été saisie et que le répartiteur doit poursuivre sa recherche d'une jonction libre.
Si toutes les jonctions sont prises, le répartiteur de jonction continue de tourner jusqu'à ce qu'une jonction se libère. Sa vitesse de rotation est d'environ 1 jonction par milliseconde, de sorte que dans le cas le plus défavorable le distributeur met 4 millisecondes pour signaler qu'une jonction vient d'être libérée.

2.3 CIRCUIT D'ENREGISTREMENT
Dès qu'un carrefour est saisi, il recherche un registre libre. Cette opération s'effectue exactement de la même manière que la recherche faite par une ligne d'une jonction libre. Le distributeur de registre sélectionne l'un des deux registres qui est libre.

Figure 15-Application de la tension à 2 1 circuits à bascule via un condensateur commun pour permettre à un seul d'être actif à la fois.

Chaque registre se compose d'un circuit de retard de 150 millisecondes, d'un compteur de trains, d'un compteur de dizaines, d'un compteur d'unités et d'une matrice de décodage, comme illustré à la Figure 16.

Le rôle du circuit de retard est d'envoyer une impulsion au compteur de trains après que 150 millisecondes se soient écoulées depuis que la dernière impulsion d'une série a été envoyée par le cadran de l'abonné. Ce circuit opère donc sur tous les fronts descendants des trains d'impulsions et permet de séparer les unités des dizaines.
Le compteur des trains est à 3 étages et au repos est en position 1. La première série d'impulsions numérotées entrantes va au compteur des dizaines car la porte sous contrôle de la position 1 est alors ouverte.
A la fin du premier train d'impulsions, la commande passe à la seconde position fermant la porte du compteur des dizaines et ouvrant la porte du compteur des unités qui enregistre la seconde série d'impulsions.
A la fin du deuxième train, qui correspond à la fin de la numérotation à 2 chiffres, la commande passe à la troisième position, qui relie la matrice de décodage aux compteurs des dizaines et des unités.
Cette matrice de décodage à diodes fournit alors une tension aux sorties appropriées du registre, connectant ainsi l'abonné appelé au
jonction. Le registre devient alors libre et tous ses compteurs reviennent au repos.

2.4 CIRCUIT DE ONCTION VERS LA LIGNE DE L'ABONNÉ APPELÉ
La connexion entre l'abonné appelé et la jonction est contrôlée par la matrice de décodage du registre à l'aide d'un deuxième jeu de 20 bascules de ligne affectées aux abonnés appelés et 1 bascule de repos pour chacune des 4 jonctions .
Ainsi, les opérations impliquées lors de la prise d'une jonction par la ligne d'un abonné appelant sont complètement séparées de celles impliquées dans le raccordement de la ligne de l'abonné appelé à la jonction.
Ces 21 bascules sont également alimentées à 8000 cycles à travers un condensateur commun, de sorte qu'un seul d'entre eux peut avoir un courant élevé à la fois. Ce sera soit la bascule de repos, lorsque la jonction n'est reliée à aucune ligne appelée, soit la bascule correspondant à la ligne d'abonné appelée lorsque la matrice de décodage à diodes du registre a fourni un potentiel sur le fil correspondant à cette doubler.
Il est évident que cette séparation des circuits de commande de l'appelant et de l'appelé et les propriétés des circuits ferrorésonnants couplés remplissent automatiquement les conditions de double test si importantes dans la commutation téléphonique.

2.5 CIRCUIT DE SONNERIE
La fonction sonnerie soulève ce qui est actuellement l'une des questions les plus controversées quant à l'utilisation de l'électronique dans la commutation téléphonique.
Tous les circuits qui viennent d'être décrits sont susceptibles d'être alimentés ou de transmettre une puissance d'environ 10 milliwatts.
C'est amplement suffisant pour des niveaux de parole normaux. Malheureusement, cependant, une puissance d'environ 2 watts est nécessaire pour faire sonner la sonnerie du poste de l'abonné.
Avec les outils et techniques actuellement disponibles, les portes électroniques des équipements ne peuvent pas être rendues capables de transmettre une telle puissance.
L'alternative consiste à utiliser un amplificateur dans le circuit de ligne de chaque abonné pour augmenter le niveau de sonnerie de 10 milliwatts, qui circule normalement dans l'équipement, à 2 watts.
Cet amplificateur est coûteux : on utilise un amplificateur magnétique car il est très robuste et donc très fiable. Mais il ne faut pas se voiler la face que cette solution n'est pas forcément définitive comme on le verra plus loin.
Le circuit de ligne avec l'amplificateur magnétique est illustré à la Figure 17 .
L'amplificateur occupe les trois quarts du volume du circuit de ligne.

2.6 ALIMENTATIONS
Le central utilise diverses alimentations pour son fonctionnement.
Ils comprennent une tension continue de 24 volts pour le microphone, des tensions de polarisation directe de 6 volts et 24 volts et une tension alternative à 8000 cycles.
Ces différentes tensions sont fournies à partir du réseau SO ou 60 cycles par des redresseurs au sélénium pour les tensions continues et à partir d'un oscillateur à tube à vide de 10 watts pour la tension à 8000 cycles. La consommation électrique totale est d'environ : 100 watts.

3. Aménagement
La figure 18 montre l'ensemble de l'équipement sous la forme d'une unité compacte.
Pour faciliter l'accès aux différentes parties, ils sont montés sur deux panneaux mobiles et escamotables.
Chaque panneau est divisé en étagères, visibles sur la figure 19, dans lesquelles sont logées les plaques imprimées supportant les circuits ferrorésonnants. Le premier panneau accueille les 4 circuits de jonction et le deuxième panneau porte les 2 registres.
La partie fixe de l'équipement dans la base abrite les 20 circuits de ligne.
L'ensemble de l'équipement a été spécialement traité pour résister aux manipulations mécaniques brutales et peut supporter les accélérations résultant de chocs considérables, comme ceux produits par les machines d'essais des services techniques de la Marine, qui emploient une masse de 100 kilogrammes (220 livres) tombant d'une hauteur de 1 . 5 mètres (59 pouces) .

Figure 18---Équipement de commutation complet avec l'un des deux panneaux légèrement "ouvert". Les deux panneaux peuvent être séparés l'un de l'autre pour accéder aux composants.

4. Perspectives d'avenir
L'équipement qui vient d'être décrit remplit les conditions qui lui sont imposées. Cependant, de nombreuses améliorations sont encore souhaitables et comprennent des éléments tels qu'une diminution du poids et du volume et une augmentation de la vitesse de numérotation.
Il serait prématuré de tenter de donner des solutions détaillées à ce stade car seules des études préliminaires ont été réalisées.
Il est cependant possible de présenter quelques suggestions. Il est hautement souhaitable d'éviter l'utilisation d'amplificateurs magnétiques pour faire sonner l'abonné appelé car ils occupent un tiers du volume du central actuel. Une solution simple consiste à remplacer la sonnerie ou le vibreur par un dispositif électromagnétique assimilable à un mécanisme récepteur actionné par un courant à fréquence vocale amplifié par un transistor du poste d'abonné. Les circuits électroniques de commutation du central n'auraient donc jamais à transmettre une puissance supérieure à celle de la parole.
Maintenant que les circuits électroniques du central permettent des opérations de commutation quasi instantanées, le cadran du poste de l'abonné limite la vitesse de fonctionnement.
Les chiffres peuvent être transmis plus rapidement grâce à l'utilisation d'un clavier à 10 touches ; cela réduit la durée de l'opération d'au moins 3.
Le clavier pourrait envoyer des signaux de fréquence vocale au lieu des impulsions de numérotation habituelles et ils traverseraient tous les transformateurs du central et les répéteurs des lignes longue distance sans avoir à être transposés. De plus, ce clavier serait beaucoup plus résistant aux chocs mécaniques que le cadran actuel.
Le central actuel consomme une part importante de sa puissance dans l'alimentation en courant continu des microphones des postes d'abonnés. De nombreuses expériences sont en cours pour diminuer cette puissance.
Pour les équipements militaires, une solution a été apportée par l'utilisation de postes téléphoniques autogénérateurs, qui ne consomment pas de courant continu.
Ces ensembles ont, en plus, l'avantage d'être beaucoup plus résistants aux chocs et aux vibrations que les micros en carbone.
Si toutes les modifications esquissées étaient adoptées, l'alimentation pourrait se réduire dans les installations fixes à un redresseur 24 volts de quelques watts et un petit oscillateur de 8000 cycles composé de 2 transistors.
Dans les équipements portables, une petite batterie de stockage de 24 volts et l'oscillateur à transistor suffiraient.

En conclusion, il semble évident que si le matériel présenté aujourd'hui a le mérite de la nouveauté, il doit encore subir un certain développement avant de pouvoir être considéré comme définitif.
Le développement des équipements militaires devrait être rapide car seuls des centraux de faible capacité sont nécessaires.
Sur la base de la conception actuelle et intégrant les améliorations décrites, il est maintenant possible de construire un petit équipement léger consommant très peu d'énergie et constitué de composants, y compris les ensembles d'abonnés, qui fonctionneront de manière fiable pendant une longue durée de vie dans des conditions navales.
En ce qui concerne les besoins civils, il est certain qu'à l'avenir la commutation électronique sera la technique de base des grands échanges. Cependant, la construction et l'introduction de tels centraux dans les réseaux existants poseront de nombreux problèmes.
Parmi ceux-ci, non des moindres, figureront les dépenses d'équipement pour interconnecter les échanges électroniques avec ceux existants, ainsi que la formation du personnel.
Cependant, l'expérience acquise dans le développement de cet équipement naval sera un point de départ utile pour des applications plus importantes, bien que plus lointaines.

DÉVELOPPÉ et fabriqué par le LCT Laboratoire Central de Télécommunications, Paris, et par BTMC Bell Téléphone Manufacturing Company, de Anvers.

C'est un autocommutateur privé entièrement électronique de 20 lignes il était au centre de l'intérêt du pavillon de Bell à l'Exposition universelle de 1958 à Bruxelles. La photographie d'illustration montre des visiteurs qui s'appelaient continuellement les uns les autres en utilisant les téléphones sur la table et s'émerveillaient de voir leurs connexions établies rapidement par des moyens purement électroniques.
Le central peut gérer 4 conversations simultanées et 2 appels simultanément au moyen de 20 circuits de ligne d'abonnés, 4 circuits de jonction et 2 registres. Les éléments de circuit fondamentaux utilisés sont des diodes à jonction de silicium, de commutation de la parole commandées par des circuits magnétiques bistables constitués d'une réactance saturable en série avec un condensateur pour former un circuit ferrorésonnant.
En excluant complètement les contacts mobiles, tels que ceux des relais, la durée de vie de l'équipement devient pratiquement indéfinie.
Le poste d'abonné utilisé avec l'équipement diffère de la conception conventionnelle : les chiffres sont transmis à partir d'un clavier et non avec un cadran et la sonnerie a été remplacée par un dispositif électroacoustique piloté par un amplificateur à transistor dans le poste.
Dans le central, le circuit de ligne de l'abonné comprend un transformateur de ligne et le dispositif définissant l'état de la ligne, occupée ou libre, etc. Les circuits de commutation de la parole à diode au silicium utilisent deux diodes miniatures pour établir un chemin de la parole entre les abonnés. En condition de blocage, les diodes sont équivalentes à une résistance de 1 000 mégohms en parallèle avec un condensateur de 5 picofarads. Dans l'état conducteur, ils ont une résistance de seulement 4 ohms. La puissance crête transmise est de 50 milliwatts et l'atténuation totale de ligne à ligne est de 1 décibel. Les interrupteurs à diodes sont actionnés par les bascules magnétiques, qui forment également les compteurs de registre. Ces bascules sont pilotées par une alimentation 10 volts de 8 kilocycles par seconde. A cette tension, ils ont deux conditions de fonctionnement ; dans un état, le courant passé est 15 fois plus que celui de l'autre état. Après conversion en courant continu par des redresseurs au sélénium, la sortie de la bascule polarise les diodes en état conducteur ou bloquant.
Des circuits imprimés sont utilisés dans le commutateur; ses dimensions ne sont que de 22 x 53 x 61 centimètres . La puissance consommée par le central lui-même (hors courants micro des postes d'abonnés) n'est que de 30 watts en 24 volts.

C. Dumousseau, « Central téléphonique automatique à 20 lignes entièrement électronique »,

Le premier concerne un autocommutateur privé de 200 lignes, l’AT 200.
Les échantillons de parole sont seulement modulés en amplitude (M.I.A.), donc sans codage.

Ils sont véhiculés sur un multiplex de 32 voies, secouru en cas de besoin par un autre multiplex identique. La commande est constituée d’un multienregistreur et d’un traducteur dont les données sont doublées sur un ruban de papier perforé.

Un premier exemplaire est réalisé au C.N.E.T. ; un second est fabriqué par le laboratoire commun de SO.CO.TEL. (installé à Lannion) et envoyé à l’exposition universelle de Montréal en 1967 où il surprend les visiteurs des sociétés Bell des États-Unis et du Canada.

Par ailleurs, le principe des liaisons 4 fils imposées par la modulation par impulsions codées pourrait peut-être être avantageusement étendu aux lignes des abonnés. Le circuit de poste et de ligne de l'abonné, éléments dont le prix a une grande influence sur le coût total d'un système, peut en effet être simplifié sous certaines conditions. La possibilité de multiplier la capacité de transmission par un facteur important peut être exploitée de différentes manières, mais il apparaît, surtout si l'on considère le réseau téléphonique local où les liaisons sont courtes, que les circuits de commutation devraient également être adaptés à la modulation par impulsions codées pour éviter de coûteuses équipement pour changer le type de modulation. Il est également préférable d'étendre la transmission multiplex au plus près des abonnés ce qui conduit à envisager l'utilisation généralisée d'une structure de type « étendu » pour le réseau local. La figure 1 en donne un exemple.

Un concentrateur, représenté sur la figure 2, consiste essentiellement en l'étage de commutation entre les lignes des abonnés et la voie de modulation par impulsions et codage attribuée à ce concentrateur. Ça peut être placé dans le même bâtiment que le central local mais, pour tirer le meilleur parti possible du central de type étendu, il sera de préférence placé à proximité des abonnés qui y sont raccordés, et ainsi minimiser la longueur de leurs lignes. Il comprend les circuits d'échantillonnage ainsi que les dispositifs de codage et de décodage. Sa très petite taille permet une installation facile. CENTRAL LOCAL Considérons comme exemple typique un réseau local de 8 000 abonnés ayant individuellement un trafic de 0,1 erlang à l'heure chargée, un trafic local de 20 % du trafic total et une répartition des lignes sur 50 concentrateurs desservant chacun 160 abonnés. . Le central local doit donc assurer à la fois les interconnexions entre les 50 impulsions codées. AUTOROUTES EN BOUCLE POUR LE TRAFIC LOCAL les autoroutes multiplex de modulation le reliant aux concentrateurs et les autoroutes le reliant à d'autres centraux locaux ou de transit. En principe, un central de transit ne sera alors pas différent d'un central local puisque, dans les deux cas, les opérations de commutation à effectuer en voiture Les tests effectués ne sont effectués que sur des autoroutes multiplex à modulation par impulsions et codage. Il n'y a donc, dans un tel réseau, que deux étages de commutation de base, le premier assurant les liaisons entre les lignes d'abonnés et une jonction de modulation par impulsions codées, qui sont les concentrateurs, et le second, qui est l'élément de base du échanges locaux et de transit, assure les interconnexions entre les différentes autoroutes multiplex à modulation par impulsions et codage. Les deux types d'étages de commutation ont été construits et testés expérimentalement

Une étude préliminaire du réseau de parole d'un central complet a par ailleurs montré qu'en général un seul étage de commutation pouvait suffire. L'adoption d'un réseau de raccordement plus complexe à plusieurs étages ne semble pas justifiable. Même s'il permet quelques économies sur le nombre de points de croisement, ce nombre est déjà très réduit par le fonctionnement en multiplex et le gain en valeur absolue ne peut être que faible. Le réseau à un étage semble donc être la meilleure solution, même pour de très grands centres.

EXPLOITATION DU RÉSEAU EN DIVISION TEMPORELLE
La nature numérique des signaux de modulation par impulsions et codage permet de les enregistrer dans une mémoire à cellules binaires. Cette possibilité est mise à profit dès que les signaux arrivent au central. Sans cette mémoire d'entrée, l'établissement d'une liaison entre deux abonnés poserait le problème de trouver une position temporelle libre simultanément sur toutes les voies multiplex impliquées dans la liaison entre le concentrateur de l'abonné appelant et le concentrateur de l'abonné appelé. Le choix de la position temporelle nécessiterait alors la circulation de l'information entre tous les centraux intéressés. De plus, un alignement des positions temporelles devrait être effectué sur un nombre variable d'autoroutes multiplex selon les positions géographiques des deux abonnés. Le trafic possible sur ces autoroutes serait alors très faible et cela conduirait à une mauvaise utilisation des circuits de transmission et de commutation.

Alignement des positions temporelles dans chaque échange
On peut heureusement remédier à la situation décrite ci-dessus en enregistrant les signaux à leur arrivée dans le central dans ce que l'on appelle une mémoire de parole.
A cette mémoire de parole en est associée une autre, dite mémoire à commutation temporelle, qui contient l'identité des différentes lignes de la mémoire de parole. Une lecture cyclique de la mémoire à commutation temporelle permet la lecture ou l'écriture des lignes de la mémoire vocale dans n'importe quel ordre.
Cet ordre est choisi par le circuit de commande du central de manière à satisfaire l'alignement des positions temporelles à l'intérieur du central.
L'ensemble formé par ces deux mémoires, de commutation vocale et temporelle, permet d'effectuer une commutation temporelle des canaux d'une autoroute entrante. Ils servent donc à rendre l'heure à laquelle un signal est traité dans le central indépendant de son heure d'arrivée.

Un exemple en est donné sur la figure 3.
Un signal de parole arrive sur le canal 12 de la voie Ji et est écrit sur la ligne 12 de MP1, sous le contrôle des circuits de synchronisation. L'identité de cette ligne 12 est écrite sur la ligne 15 de MCT1 sous le contrôle du circuit logique. A l'intervalle de temps 15, la ligne 15 de MCT1 est lue, la ligne 12 de MP1 est lue et son contenu transféré sur la ligne 17 de MP2 reliée à l'autoroute 10. L'identité de cette ligne est fournie par MCT2 et lue à l'instant 15. Le transfert de MP1 à MP2 est formé par le point de croisement reliant Ji à 10,
qui est conductrice lors de la lecture de la ligne 1 5 de MCS au temps 1 5. Le signal de parole sera transmis à ]0 lors de la lecture de la ligne 1 7 de MPZ au temps 17.

Réarrangement
Malgré la grande flexibilité offerte par les mémoires de parole associées aux mémoires de commutation, un blocage peut se produire à l'intérieur d'un central, ce qui réduit l'efficacité de l'ordre de 50 % pour les autoroutes à 24 canaux. Une nouvelle méthode d'interruption et de reroutage de connexion, dite méthode de « réarrangement », surmonte cette difficulté et supprime le blocage dû à l'alignement des positions temporelles en profitant de la souplesse apportée par la mémoire de parole.
Le principe de la méthode est expliqué dans la partie 3 de cette série d'articles. A ce stade, il suffit de mentionner que cette méthode augmente considérablement l'efficacité de l'autoroute au prix d'une légère augmentation de l'équipement de contrôle du central, et que les opérations de réarrangement sont effectuées avec une perte d'information négligeable ou nulle.
Dans l'application de ce procédé, il est envisageable soit de limiter les transpositions à celles qui peuvent être faites à l'intérieur d'un central, soit de faire des transpositions également sur les positions temporelles dans les circuits de transmission entre centraux.
La complexité des problèmes de signalisation posés par cette dernière solution nous amène à penser qu'actuellement la solution limitant les réaménagements à l'intérieur de chaque central est préférable. malgré sa moindre économie d'équipement.
La souplesse apportée par la nature purement numérique de tous les signaux permet de réaliser des échanges d'une fiabilité de fonctionnement absolue qui disposent d'un circuit de parole de dimensions très réduites et qui permettent une meilleure utilisation des circuits de transmission résultant d'une capacité accrue et d'un très haut rendement.

SYNCHRONISATION
Un très grand problème est que les signaux arrivant sur les autoroutes avec n'importe quelle phase doivent, sous le contrôle d'une horloge locale au central, être identifiés, séparés et correctement acheminés.
Ce problème est facilement résolu pour le concentrateur et ne serait pas très difficile pour un réseau en étoile, mais il devient plus difficile dans un réseau maillé car des priorités doivent être attribuées aux différents échanges pour contrôler correctement l'ensemble du réseau et parce que les paramètres de transmission sont variables.
Il existe cependant une solution très sûre grâce à l'utilisation de la mémoire numérique qui enregistre les signaux de chaque autoroute à leur arrivée dans le central.
L'écriture dans cette mémoire est commandée par un circuit de synchronisation qui introduit des retards temporels pouvant être aussi importants que le temps entre bits adjacents pour compenser les décalages lents ou la gigue rapide du temps de propagation. Il place tous les bits dans des positions correspondant à leur périodicité d'origine.
Le circuit de synchronisation identifie également chaque canal par son code et achemine ses bits entrants vers une ligne de canal désignée dans une mémoire. Du fait que le rythme des bits a déjà été corrigé, cette mémoire peut fonctionner normalement et la lecture peut alors avoir lieu à tout instant déterminé par l'horloge locale du central.
Cette mémoire joue ainsi le rôle de tampon et permet un fonctionnement asynchrone en supprimant les longues variations lentes du temps de propagation trop importantes pour être gérées par le circuit de temporisation vernier.
Evidemment, ce procédé implique dans certains cas une perte d'information, qui ne se manifeste que par un bruit absolument négligeable en téléphonie. Une variation relative de fréquence de 10-s entre l'information entrante et l'heure locale provoque une perte de l'ordre de 1 impulsion sur 106

Introduction de la modulation par impulsions codées dans les réseaux existants

La question se pose bien sûr de savoir comment un tel réseau pourrait remplacer progressivement le réseau existant ou du moins s'y introduire.
Il faut d'abord mentionner qu'il y aura probablement une étape intermédiaire au cours de laquelle les centraux téléphoniques disposeront de circuits électroniques de commande centralisés avec une programmation
flexibilité telle que l'introduction de nouvelles techniques d'exploitation du réseau sera possible. Cette étape intermédiaire devrait permettre l'introduction ultérieure du réseau intégré à modulation par impulsions et codage.
Mais, indépendamment de cette considération, un certain nombre de suppositions peuvent être faites. La modulation par impulsions codées pourrait d'abord être introduite dans les connexions entre les centraux pour éviter l'installation de nouveaux câbles. Certaines paires dans des câbles saturés pourraient ainsi être utilisées pour constituer des autoroutes de modulation par impulsions codées. Des tests satisfaisants ont déjà été effectués dans ce sens.
Une autre possibilité pourrait être que, dans les zones d'expansion rapide de la population, les paires d'abonnés existantes puissent être regroupées par deux pour constituer des autoroutes à modulation par impulsions et codage desservant des concentrateurs.
L'efficacité des lignes serait ainsi multipliée par un facteur de l'ordre de 100 puisque seulement 2 paires permettraient de connecter jusqu'à 200 abonnés au réseau.
Des équipements pour changer le type de modulation ainsi que le type de synchronisation devraient alors être prévus aux points de connexion avec les centraux locaux existants en attendant que le nombre de concentrateurs devienne suffisamment élevé pour justifier la transformation du central lui-même.
Il est bien sûr possible d'imaginer d'autres procédés, mais seule une étude méthodique de l'extension du réseau et de son économie montrera comment aborder au mieux le problème.
Dans le cas d'un réseau à construire entièrement, seules les interconnexions avec les autres les réseaux poseraient des problèmes. Mais celles-ci étant peu nombreuses, les solutions, même coûteuses, peuvent alors être envisagées sans difficulté.

Problème du réseau militaire
Un cas particulier, cependant, le réseau militaire, mérite une attention particulière.
L'une des considérations les plus importantes dans ce cas est la mise en place du réseau. Le réseau peut couvrir une zone assez étendue et avoir des liaisons de plusieurs centaines de kilomètres établies par des moyens variés, dont certains ne présentent pas toujours une grande homogénéité des qualités de transmission. Ces moyens peuvent comprendre, en effet, des câbles multiconducteurs, des câbles coaxiaux, des liaisons radio, et autres qui doivent dans certains cas être connectés bout à bout.
Se posent alors des questions d'adaptation d'impédance et de niveau qui, avec les modulations classiques, ne peuvent être résolues de manière satisfaisante qu'en utilisant une liaison 4 fils d'un bout à l'autre de la transmission. Il serait même préférable de gérer la commutation en 4 fils pour éviter de nombreuses conversions entre circuits 2 et 4 fils.
Avec la modulation par impulsions codées, ces problèmes subsistent mais sont simplifiés. Comme on l'a dit plus haut, cette modulation est efficace avec un rapport signal utile sur signal parasite de 6 décibels et permet de négliger les réflexions qui seraient inadmissibles avec des signaux à fréquence vocale.
Les problèmes de commutation sont particulièrement faciles à gérer avec la modulation par impulsions codées et il n'est plus nécessaire d'envisager des conversions entre systèmes 2 et 4 fils, toujours délicates.
La modulation par impulsions codées offre non seulement la possibilité d'un réseau intégré, mais résout le problème complexe par rapport aux systèmes conventionnels assurant une qualité de parole pratiquement indépendante de la longueur et de la qualité des connexions.

Transmission d'informations numériques
Il est désormais certain que dans le futur réseau téléphonique, les signaux pour transmettre des informations autres que la parole prendront de plus en plus d'importance. Déjà des appareils comme le Dataphone, mis sur le marché américain par Western Electric, permettent de tels échanges à bas débit. La modulation par impulsions codées est elle-même constituée d'informations de ce type transmises à très haut débit, 70 kilobauds pour une voie téléphonique échantillonnée à raison de 10 000 fois par seconde et pour une quantification à 128 niveaux correspondant à un code binaire à 7 chiffres.
Un réseau téléphonique intégré utilisant la modulation par impulsions codées sur une autoroute multiplex à 24 canaux doit permettre la transmission de données numériques à un débit de 2 mégabauds.
Comme cela a été mentionné précédemment, la nécessité de synchroniser les signaux à l'arrivée dans le central et de procéder de temps à autre à des réarrangements peut entraîner éventuellement des pertes d'informations.
Ces pertes sont absolument négligeables pour la téléphonie mais nécessitent néanmoins l'application d'une certaine redondance pour la transmission des informations numériques.
La redondance minimale requise sera déterminée par une étude systématique des pertes d'information dans les circuits de transmission ainsi que dans les circuits de commutation.
Néanmoins, sans paraître trop optimiste, des débits de l'ordre de 35 kilobauds pour un seul canal ou de 1 mégabaud pour le
l'ensemble d'une autoroute est envisageable. Celles-ci peuvent sembler plus grandes que nécessaires pour le moment mais elles peuvent être complètement utilisées par exemple dans le cas d'un traitement centralisé à longue distance de données numériques dans un ordinateur. Cette possibilité pourrait être offerte aux abonnés.

Conclusion
La modulation par impulsions codées permet de tirer le meilleur parti de l'introduction d'éléments électroniques dans les systèmes téléphoniques car elle donne une solution homogène au problème du réseau téléphonique pris dans son ensemble et non sous un seul aspect particulier. L'application de ce type de modulation à la commutation téléphonique nécessite de nouvelles techniques qui ont de nombreux points communs avec celles des calculateurs numériques, mais elle pose aussi des problèmes propres à la téléphonie, tels que la signalisation, le fonctionnement, et d'une manière plus générale ceux de l'organisation d'un réseau.
Nos travaux théoriques et expérimentaux ont illustré la possibilité d'une application pratique de cette modulation au téléphone public.
réseau dans un avenir pas trop lointain.
Les articles suivants traitant plus en détail de deux aspects de ce problème, la transmission et la commutation, donneront une idée plus précise de l'état actuel de nos développements.

Application de la modulation par impulsions codées à un réseau téléphonique intégré

1 . Général

L'application de la modulation par impulsions codées à la commutation téléphonique conduit à examiner les 3 points principaux.
A - Conception d'un étage de commutation reliant les lignes d'abonnés à fréquence vocale à une autoroute multiplex à modulation par impulsions et codage.
B.- Conception d'un étage de commutation pour interconnecter des autoroutes multiplex à modulation par impulsions et codage.
C - Synchronisation des signaux de parole codés et multiplexés à l'entrée de chaque central auquel ils sont transmis.
Lorsque ces 3 problèmes sont résolus, le développement des circuits de parole dans les différents types de centraux par lesquels un appel peut être acheminé est simple.
Le circuit de commande d'un central à modulation d'impulsions codées ne pose pas de problème particulier. Les interconnexions avec le circuit de parole seront facilitées par le fonctionnement en multiplex de ce dernier.
Le système expérimental, développé pour tester le fonctionnement du multiplexage par impulsions codées d'un système téléphonique qui sera décrit, utilisait un code à 7 chiffres avec un taux d'échantillonnage de 10 kilocycles par seconde pour fournir 24 canaux sur une base à 4 fils.

2. Circuit vocal

Deux types d'étages de commutation et les circuits de synchronisation seront examinés.

LIGNES D'ABONNÉS ET CONCENTRATEUR
L'étage de commutation connectant les lignes d'abonnés à une voie multiplex à impulsions codées peut se trouver dans un concentrateur à proximité des abonnés et à distance du central. Les 24 canaux du multiplex autoroutier permettent 24 conversations simultanées. Le nombre de lignes pouvant être desservies dépend de leur trafic ; pour un trafic moyen, environ 1 50 lignes d'abonnés peuvent être connectées à un concentrateur, 200 ou plus pour un trafic léger.
Circuit de parole
La figure 1 est une représentation simplifiée du concentrateur, qui est connecté au centre à 4 fils sur 2 paires téléphoniques.


Ces paires se terminent par un codeur et un décodeur.
Sous le contrôle du scanner de ligne, chaque ligne d'abonnés actifs, jusqu'à 24 en nombre, sera connectée pendant des intervalles de temps de 4 microsecondes au codeur et au décodeur, donnant à cet abonné l'accès au central.
Les identités des abonnés en conversation sont enregistrées dans une mémoire comportant une ligne pour chacune des 24 connexions possibles. Chaque ligne mémoire enregistrera 8 chiffres pour identifier sous forme codée l'un quelconque des 255 abonnés.
Toutes les 100 microsecondes, à l'instant tn correspondant à la connexion n, la ligne n de la mémoire est lue.
L'identité de l'abonné à connecter est transmise à un line scanner , appelé matrice de décodage, dont chaque sortie commande les 2 portes associées à un abonné.
Les signaux continus correspondant à l'état de la ligne (combiné raccroché ou décroché), ainsi que les signaux de numérotation, sont
transmis par le même chemin que les signaux vocaux.

2. 1.2 Circuit de commande
Il est économique de n'effectuer dans le concentrateur que le minimum de fonctions logiques, puisqu'elles peuvent être remplies dans le central par des circuits communs à plusieurs concentrateurs.
Les seules fonctions requises du concentrateur sont l'établissement et la libération d'une connexion entre un abonné et un canal donné. Ces commandes sont réalisées dans le concentrateur en écrivant ou en effaçant des informations sur une ligne mémoire.
Pour le passage des informations entre le circuit de commande du concentrateur et le central, on utilise le même canal que celui pour la parole.
Pour connecter un abonné à un canal, le central envoie le code de cet abonné au concentrateur, aux heures de scrutation affectées au canal. Le circuit logique du concentrateur teste la ligne de l'abonné (libre ou occupée) en s'assurant que le code de l'abonné n'est pas déjà écrit sur une des lignes mémoire, envoie les informations correspondantes au central et établit la connexion si l'abonné appelé est libre.
Pour la libération d'une connexion, le central envoie un code de libération au concentrateur à l'heure de scrutation attribuée à la connexion à libérer.
Comme les informations numériques peuvent être transmises entre concentrateur et central à un rythme de 70 000 chiffres binaires par seconde pour chaque canal, la transmission des commandes peut être effectuée avec une grande redondance assurant un contrôle à distance très fiable du concentrateur.
La détection d'un abonné appelant est commandée depuis le central. Grâce au circuit de commande et à la mémoire du concentrateur, le scanner de ligne est conçu pour connecter chaque abonné au central via un canal libre, un après l'autre, assurant ainsi la connexion de tous les abonnés à un circuit de détection d'appel, qui connaît alors l'état de chaque ligne et peut reconnaître un nouvel abonné appelant. Toutes les lignes sont
testé environ 4 fois par seconde.

2 . 1 . 3 Équipement de ligne

L'équipement propre à chaque ligne d'abonné mérite une attention particulière. Son influence à la fois sur le coût et sur le volume de l'ensemble de l'équipement est très importante ; les autres appareils du concentrateur sont communs à tous les abonnés. Une solution, un agencement à 4 fils de l'équipement de ligne, est donnée à la figure 2. L'utilisation de concentrateurs réduisant considérablement la longueur des lignes d'abonnés, l'utilisation de lignes à 4 fils peut devenir possible, permettant ainsi une simplification du poste d'abonné (circuit antisidetone) et de l'équipement de la ligne d'abonné. Comme l'échantillonnage se fait à travers 2 grilles différentes, 1 pour chaque direction, ces grilles sont de conception simple n'utilisant qu'1 transistor de type allié par grille. La porte d'émission fonctionne à un niveau bas compatible avec un niveau de diaphonie correct. Un amplificateur de fréquence vocale à transistor unique suivant la porte de réception lui permet de fonctionner à un niveau équivalent à celui de la porte d'émission. La commande de ces vannes est ainsi simplifiée. L'utilisation d'une fréquence d'échantillonnage relativement élevée de 1 0 kilohertz permet une conception simple des circuits de filtrage. Les 2 paires de la ligne d'abonné se terminent par 2 transformateurs permettant le transfert de circuits 2 fils côté sous-ensemble vers des circuits 1 fil côté concentrateur. La tension moyenne des signaux envoyés au codeur est de -6 volts lorsque le récepteur du sous-ensemble est décroché. Dans cet état, la diode reliée au - 6 volts est passante. La tension tombe à environ 0 lorsque le récepteur est accroché.

2.2 ETAPE DE COMMUTATION ENTRE PULSE-CODE AUTOROUTES MULTIPLEXES
Tout central à modulation par impulsions et codage sera connecté à d'autres centraux ou concentrateurs par des autoroutes multiplex.
Les liaisons entre les différentes voies de ces autoroutes sont réalisées par un étage de commutation reliant les autoroutes dites entrantes aux autoroutes dites sortantes. Une description de cette étape de commutation a été donnée dans la partie 1 de cet article.
La figure 3 montre, de manière simplifiée, les éléments agissant dans une connexion entre une autoroute multiplex entrante HI et une autoroute sortante HO.

2.2. l Commutation spatiale
Un étage de commutation spatiale ayant autant d'entrées et de sorties qu'il y a, respectivement, d'autoroutes entrantes et sortantes, fonctionne en division temporelle. Pendant l'un quelconque des 24 intervalles de temps de 4 microsecondes répétés chacun toutes les 100 microsecondes, il peut connecter n'importe quelle entrée à n'importe quelle sortie et les connexions réalisées peuvent avoir n'importe quelle configuration.
Dans les 4 microsecondes pendant lesquelles une entrée est connectée à une sortie, 2 échantillons de parole codés relatifs à une conversation sont transmis, 1 dans chaque sens.
Les 7 chiffres d'un échantillon sont transmis successivement dans le temps. La rapidité du commutateur permet, pendant les 0,5 microsecondes allouées à un chiffre, de transmettre 1 bit d'information dans chaque sens. Le contrôle des connexions dans le commutateur est effectué à partir d'une mémoire à commutation spatiale. Une de ces mémoires comportant 24 rangées est attribuée à chaque autoroute entrante.
Pendant 1 des 24 intervalles de temps, tm par exemple, la ligne x de cette mémoire est lue. Sur cette ligne est inscrite l'identité codée de la sortie à raccorder à l'autoroute entrante ; une matrice de décodage contrôle le point de croisement correspondant à la sortie.

2.2.2 Commutation temporelle
Chaque voie, entrante HI et sortante HO, est équipée de 2 mémoires de parole, une pour l'émission et une pour la réception, et d'une mémoire de commutation temporelle.
Par exemple, les signaux de parole codés arrivant au central sur HI' sont écrits sur la mémoire de parole 1 par l'intermédiaire du circuit de synchronisation.
Les 7 digits du canal 1 sont écrits sur la ligne 1 de la mémoire, ceux du canal 2 sur la ligne 2, etc.
Les circuits de synchronisation nécessaires à cette opération seront décrits ultérieurement.
Les signaux de parole codés sortant de l'échange sur HI" sont extraits de la mémoire de parole 2.
A l'instant t11 l'information correspondant au canal 1 est lue en ligne 1 ; à t2, du canal 2 ; etc.
La lecture de la mémoire vocale 1 et l'écriture dans la mémoire vocale 2 sont commandées par une mémoire à commutation temporelle similaire dans son fonctionnement à la mémoire à commutation d'espace. Si, par exemple, au temps tx, le canal p de l'autoroute entrante est géré par l'étage de commutation, l'identité codée de la ligne p est écrite dans la ligne x de la mémoire de commutation temporelle entrante .
La lecture à l'instant tm de cette ligne de la mémoire à commutation temporelle entrante provoque la lecture de la ligne p de la mémoire de parole 1, les codes de parole qui y sont enregistrés sont transmis à travers le commutateur vers l'autoroute sortante, et provoque également l'écriture de l'information venant du commutateur à la rangée p de la mémoire vocale 2.
L'équipement de l'autoroute sortante fonctionne de la même manière que celui de l'autoroute entrante.
Ce type d'étage de commutation permet ainsi de traiter une conversation à l'intérieur du central à un instant totalement indépendant de son cadencement sur les autoroutes entrantes et sortantes. En principe, cela peut s'appliquer à tout type d'échange multiplex à impulsions codées du réseau local. Mais, comme on le verra plus loin, une simplification sensible des équipements dévolus à une autoroute est possible dans de nombreux cas.
L'établissement d'une conversation par l'étape de commutation implique l'alignement des positions temporelles sur les autoroutes concernées.
Considérons, par exemple, une connexion qui doit être établie entre le canal p de la route entrante HI et le canal q de la route sortante HO. Le circuit de repérage de l'étage de commutation commence la recherche d'une position temporelle libre simultanément sur l'entrée de l'étage de commutation HI et sur la sortie H 0 .
Soit un temps libre. La connexion est alors établie en écrivant, sur la ligne r des 3 mémoires de commutation, les informations suivantes :
Code pour le canal p m la mémoire de commutation horaire entrante.
Code pour le canal q 111 la mémoire de commutation horaire sortante.
Code pour l'autoroute sortante 111 la mémoire de commutation d'espace.
La libération de la connexion se fait par effacement de ces informations.
Dans certains types d'échanges, il est nécessaire de réaliser des liaisons entre autoroutes entrantes ou entre autoroutes sortantes.
C'est particulièrement le cas d'un central local dont les autoroutes entrantes desservent des concentrateurs. Le trafic local entre abonnés ne
nécessite des connexions entre les autoroutes entrantes. Ces connexions sont réalisées par des autoroutes locales HL, chacune composée de 2 autoroutes sortantes couplées HOA et HOB, comme illustré à la figure 4.

2.2.3 Équipement routier simplifié
L'équipement de mémoire associé à chaque autoroute de multiplexage par impulsions codées à l'entrée du central peut être simplifié dans de nombreux cas.
Si les lignes des abonnés sont connectées directement au central, l'organisation générale des étages de commutation interconnectant ces abonnés aux autoroutes multiplex à impulsions codées reste la même que celle du concentrateur représenté sur la figure 1 .
Pour une autoroute à impulsions codées desservant un groupe d'abonnés, il est alors possible de connecter directement les sorties du codeur et du décodeur d'impulsions à l'entrée du commutateur. Aucune mémoire de la parole n'est nécessaire ; la mémoire d'identité des abonnés en conversation a le même but vis-à-vis du circuit de commande du central que la mémoire de commutation temporelle entrante de la figure 3.
L'équipement d'une autoroute multiplexe desservant un concentrateur distant peut également être réduit.
Par rapport au cas précédent, où le stade de raccordement aux abonnés était en central, il suffit de compenser les temps de propagation entre le central et le concentrateur. Pour cela, un retard supplémentaire est ajouté en entrée du central aux informations provenant du concentrateur de manière à ce que le retard total soit un multiple de 100 microsecondes. Ce délai supplémentaire peut être fournie par une mémoire matricielle du même type que les mémoires de parole ou par une mémoire de circulation telle qu'une ligne à retard.
Une simplification est également possible pour les autoroutes locales telles que celles illustrées à la figure 4. Les 2 autoroutes multiplex à impulsions codées constituant cette autoroute locale l'autoroute ne nécessite qu'un seul équipement de commutation horaire (2 mémoires de parole et 1 mémoire de commutation horaire).
On peut noter qu'une voie de multiplexage à impulsions codées reliant 2 centraux à impulsions codées du type représenté sur la figure 3 comporte dans chaque sens de transmission 2 mémoires de parole, 1 dans le central émetteur et l'autre dans le central récepteur.
Comme on l'a vu, cette conception permet une indépendance complète des 2 centraux et des circuits de transmission.
L'effacement de 1 mémoire est possible à condition que certaines conditions soient remplies entre les circuits de contrôle des centraux.

La figure 5 montre une conception possible.
Une seule mémoire de parole est placée dans chaque central à l'entrée des informations, ce qui permet une synchronisation aisée.
Considérons un appel passant du central A au central B . La position temporelle choisie par le central A pour traiter l'appel sera utilisée pour le sens de transmission de A vers B .
Si le central B doit utiliser une heure différente pour cette même communication, il doit informer le central A du changement afin que A puisse procéder au décalage horaire souhaité pour les informations provenant du central B .
Si, dans la suite du routage de l'appel, des modifications de connexion sont nécessaires dans le central B comme en fin de numérotation, pour des problèmes de routage, etc., le central A doit être informé de ces modifications.
Ainsi l'économie de mémoires de parole nécessite des échanges d'informations supplémentaires entre centraux.

2.3 ÉQUIPEMENT DE SYNCHRONISATION
Le principe des circuits de synchronisation a été décrit dans le premier article.
Le problème consiste à écrire les signaux de parole codés des 24 canaux d'une autoroute multiplex codée par impulsions à leur place correcte
dans la mémoire de parole associée à la voie haute à l'entrée du central.
Ces signaux peuvent subir des fluctuations temporelles du fait des imperfections des circuits de transmission et des différences de fréquences des horloges des centraux.
La figure 6 montre les circuits assurant la synchronisation des informations.

L'écriture et la lecture d'informations dans la mémoire de parole se font successivement. Le temps imparti à un chiffre de 0,5 microseconde est divisé en 4 temps élémentaires, le premier étant affectée à l'écriture dans la mémoire, la troisième à la lecture, les deux autres servant à sélectionner les points à écrire ou à lire.
Les bribes d'information arrivent dans le central à tout moment ; il faut d'abord les fixer individuellement dans le temps avant de les écrire à leur place dans la mémoire. Ceci conduit à diviser les circuits de synchronisation en deux parties.

2.3 . 1 circuit de synchronisation d'impulsions
L'information entrante est retardée d'un temps variable inférieur à r = 0,5 microseconde pour arriver à l'entrée de la mémoire au temps élémentaire prévu.
Le retard, qui est produit par des bascules, varie de manière discontinue et peut prendre les 4 valeurs suivantes : 0, r/4, r/2 et 3r/4.
Le réglage du retard est effectué par un circuit de synchronisation d'impulsions commun à plusieurs voies multiplex. Ce circuit continuellement
vérifie le délai de chaque autoroute. Pour ce faire, il compare l'heure d'arrivée de l'information sur une autoroute à celle des impulsions temporelles délivrées par l'horloge d'échange puis en estime le retard nécessaire sur cette autoroute.
Lorsque le retard sur une route donnée passe de 3r/4 à r, les circuits d'adressage pour écrire l'information dans la mémoire sont modifié et le retard introduit dans l'autoroute est remis à 0.
De même, lorsque le retard est 0 et que l'information arrive trop tôt, les circuits d'adressage de la mémoire sont modifiés et un un délai de 3r/4 est introduit sur l'autoroute.

2.3.2 Circuits de synchronisation des canaux
L'adresse du point mémoire où l'information doit être écrite, à un instant donné, est issue de 2 compteurs ; 1 compte par 8 et donne l'identité de la colonne de la mémoire et l'autre compte par 25 et donne l'identité de la ligne de la mémoire.
Ces compteurs fonctionnent avec un certain décalage temporel par rapport à l'horloge du central.
Ceci correspond au décalage du canal de synchronisation par rapport à l'heure locale t25. Un circuit de synchronisation de canal commun à plusieurs voies multiplex fonctionne également en division temporelle. Il est successivement relié à toutes les autoroutes multiplex et remplit deux fonctions.
Il vérifie la bonne synchronisation des 2 compteurs de la manière suivante. Lorsque le compteur de canal atteint le décompte de 25, il vérifie que les informations entrantes sont conformes au code de synchronisation. Une décision n'est prise qu'après 3 vérifications successives pour éviter la possibilité d'une erreur due aux circuits de transmission. Les compteurs sont resynchronisés lorsque leurs phases sont erronées.
Il modifie l'adressage des informations en mémoire lorsque le circuit de synchronisation des impulsions doit faire passer le retard de 3r/4 à 0 ou inversement. Cette modification consiste à avancer ou reculer d'une unité de temps le compteur numérique de l'autoroute concernée.
Les problèmes de synchronisation sont plus simples lorsque les horloges des 2 équipements de commutation reliés par une autoroute multiplex sont synchronisées. Les liaisons entre concentrateurs et centraux sont de ce type. La synchronisation du concentrateur consiste à positionner correctement les compteurs par rapport au canal de synchronisation, et alors aucun délai n'est nécessaire.

3. Évaluation de l'amélioration possible du trafic dans l'efficacité des autoroutes

3 . 1 TRAFIC POSSIBLE PAR ALIGNEMENT DE POSITION HORAIRE
L'établissement d'une connexion à travers un central nécessite, comme indiqué en 2.2.2, l'existence d'une position horaire simultanément libre sur l'entrée et sur la sortie à connecter. Par conséquent, un certain blocage interne se traduit dans tous les systèmes de commutation par répartition dans le temps. Des calculs ont été effectués sur le trafic possible sur les autoroutes à multiplexage temporel [ 3-5 ] .
Dans le cas des autoroutes multiplex à 24 canaux, le trafic possible sur une autoroute est d'environ 12 erlangs, admettant 1 appel perdu sur 100. L'efficacité correspondante des autoroutes est de 50 %.
A titre d'exemple, considérons un trafic moyen par abonné à l'heure chargée de 0,1 erlang.
Chaque concentrateur peut alors desservir 120 abonnés. Un central local de 9 000 abonnés interconnectera 75 autoroutes entrantes en provenance des concentrateurs et 75 autoroutes sortantes allant vers d'autres centraux ou desservant le trafic local.
L'élimination du blocage interne dû au désalignement de la position temporelle est possible en appliquant une opération de réarrangement [6, 7] .

3.2 PRINCIPE DE RÉARRANGEMENT
Si l'on considère, dans un étage de commutation entre voies multiplex à impulsions codées, une connexion à établir entre une voie entrante HI n'ayant que la position temporelle tx libre et une voie sortante HO n'ayant que la position temporelle fy libre, le problème ne peut être résolu sans réarrangement.
Un réarrangement est alors effectué en libérant la connexion qui occupe la position temporelle tx de HO, ce qui permet d'établir la connexion souhaitée, puis en rétablissant la connexion qui vient d'être libérée à la position temporelle ly. Ce rétablissement peut éventuellement nécessiter de libérer une autre connexion, qui sera elle-même rétablie à une autre position temporelle, et ainsi de suite jusqu'à ce qu'un chemin libre soit trouvé pour chaque connexion.

Prenons, par exemple, un commutateur 5 par 5 interconnectant les entrées 1, 2, 3, 4, 5 aux sorties a, b, c, d, e. Chaque entrée et chaque sortie desservent 1 autoroute multiplex codée par impulsions (voir Figure 3).
La colonne A du tableau 1 montre les connexions entre les entrées et les sorties pendant tx et fy, 2 des 24 positions horaires.
A l'instant fx, l'entrée 1 est reliée à la sortie b, l'entrée 2 est libre, l'entrée 3 est reliée à la sortie d, etc. ; à l'instant ty, l'entrée 1 est reliée à la sortie d, etc.
Supposons qu'une nouvelle connexion soit à établir entre l'entrée 4 libre à l'instant fy et la sortie c libre à l'instant tx, cette sortie n'étant reliée à aucune entrée à cet instant.
La connexion 4-c ne peut se faire sans modification des connexions déjà établies.
La connexion 5-c existant à l'heure tv est libérée. Cette modification rend possible la connexion 4-c à l'instant ty. La colonne B montre les connexions qui sont ensuite établies.
La connexion 5-c est alors rétablie à l'instant tm en libérant la connexion 5-c, elle-même rétablie à l'instant fy en libérant la connexion 3-e (tableau 1, colonne C) .
Le même processus, consistant à permuter les positions temporelles tx et tv pendant lesquelles 2 connexions sont établies, est poursuivi.
Les liaisons 3-e et 3-d sont permutées dans le temps, la liaison 1-d étant libérée (ColonneD).
Les connexions 1-b et 1-d sont permutées (colonne E).
Le rétablissement de la connexion 1-b à l'instant fy ne nécessite aucune libération, la sortie b étant libre à l'instant ty. Le réarrangement des connexions est terminé.

Le processus qui vient d'être décrit peut être généralisé pour n'importe quel centre de taille. On montre facilement que le nombre de permutations de connexion reste toujours inférieur au nombre d'entrées ou de sorties du central.
Des calculs ont été effectués sur le nombre moyen de connexions qui doivent être modifiées afin d'en établir une nouvelle pour différentes tailles d'étages de commutation multiplex. Ce nombre est relativement faible ; dans les cas les plus pessimistes, il faut modifier en moyenne une conversation pour en établir une nouvelle.
L'application de la méthode de réarrangement n'introduit aucun équipement supplémentaire dans les circuits de parole d'un central à modulation d'impulsions codées ; seule une légère augmentation est nécessaire dans les équipements de marqueur.
Lorsque les connexions entre les centraux de modulation par impulsions et codage sont conçues comme dans la Figure 5 ( 1 mémoire de parole dans chaque central ; voir paragraphe 2.2.3 ) , toute permutation de temps sur une autoroute requise par 1 central pour un réaménagement doit être portée à la connaissance du central correspondant.
Par contre, si les autoroutes sont équipées de 2 mémoires de parole, comme sur la figure 3, les réarrangements se font indépendamment à chaque central.

3.3 TRAFIC POSSIBLE PAR RÉAMÉNAGEMENT
Étant donné que la méthode de réarrangement élimine le blocage interne dans les étages de commutation entre les autoroutes multiplex à impulsions codées, l'efficacité de ces autoroutes dépend uniquement de la quantité de trafic traité dans une direction.
Une autoroute reliant un concentrateur à un central constitue un tronc de 24 canaux, qui peut gérer un trafic d'environ 1 5 erlangs, permettant 1 appel perdu sur 100.
En supposant un trafic de 0,1 erlang par abonné à l'heure chargée, le concentrateur pourrait desservir 150 abonnés. Un central local de 9000 lignes aurait dans ces conditions 60 autoroutes entrantes.
L'efficacité des autoroutes sortantes traitant le trafic total, soit 900 erlangs, dépend du nombre de directions dans lesquelles ce trafic est traité. On peut s'attendre à des rendements de l'ordre de 80 %, ce qui conduit à 47 autoroutes multiplex sortantes à impulsions codées.
On rappellera que dans le cas d' un central fonctionnant par alignement horaire ( paragraphe 3 . 1 ) ayant le même nombre de
lignes et traitant le même trafic, 75 autoroutes entrantes et 75 autoroutes sortantes étaient nécessaires.
La méthode de réarrangement permet donc une importante économie d'équipement, tant du point de vue de la transmission que du point de vue de la commutation. L'amélioration de l'efficacité des autoroutes est possible par d'autres méthodes que celle décrite.
Notamment, l'augmentation de vitesse des éléments électroniques permet d'envisager de multiplexer un plus grand nombre de voies sur les entrées et sorties de l'étage de commutation spatiale ; par exemple 48 au lieu de 24. Le blocage dû à l'alignement temps-position est alors diminué.

4. Modèle de concentrateur
Des travaux théoriques et expérimentaux ont conduit à la construction de modèles de test d'un concentrateur et d'un central à de modulation par impulsion-code.
Le modèle du concentrateur est illustré à la figure 7.
Les équipements communs aux abonnés ; codeur, décodeur, mémoire et circuits de contrôle, a été construit comme pour un véritable concentrateur, et 28 lignes d'abonnés ont été équipées.
Un concentrateur desservant 150 lignes d'abonnés n'aurait que le volume légèrement supérieur de 0 . 1,5 mètre cube (5,6 pieds cubes) .
Le modèle de l'échange multiplex à impulsions codées dispose de 2 autoroutes entrantes multiplexées à impulsions codées, l'une pouvant être connectée au concentrateur, le second desservant 3 registres et un poste d'opérateur, et 3 autoroutes multiplex sortantes à impulsions codées, dont 2 sont associées pour former une autoroute locale.
Ces autoroutes sont entièrement équipées de mémoires de parole et de commutation. La conception de l'étage de commutation est conforme à la Figure 3 .
Le circuit de commande serait adapté à un central de plusieurs milliers de lignes d'abonnés en ce qui concerne ses éléments essentiels.
Le circuit de commande d'un central à modulation d'impulsions et de codage est plus simple que celui d'un central ayant un circuit vocal à répartition spatiale. En effet, toutes les informations inscrites dans les mémoires de commutation du circuit de parole d'un central impulsionnel codé sont accessibles au circuit de commande.
Ce dernier ne nécessite alors que très peu de mémoires. De plus, le transfert d'informations entre les circuits de parole et de contrôle s'effectue avec seulement quelques éléments d'interconnexion du fait du fonctionnement en multiplex du circuit de parole et de la nature numérique des signaux qu'il achemine.
Le modèle nécessitait des circuits logiques élémentaires ayant des performances relativement rapides : temps de réponse < 0,1 microseconde. Des transistors rapides et des diodes ont été utilisés.
Les points de stockage dans les mémoires de parole utilisent un condensateur associé à 2 diodes, ce condensateur étant chargé ou non selon que l'information à écrire est 1 ou 0.

5. Perspectives

Les modèles de commutation qui ont été construits ont permis de vérifier la validité des solutions "aux problèmes rencontrés dans l'application de la modulation par impulsions codées à la commutation téléphonique.
Du point de vue de la commutation, les avantages sont des diminutions très importantes du volume, du poids et de la consommation électrique des équipements ; et une très grande souplesse de fonctionnement.
L'utilisation du même type de modulation pour la transmission et la commutation présente, parmi de nombreux avantages, un échange très facile d'informations de supervision entre les centraux qui permet de localiser les concentrateurs de lignes d'abonnés de manière pratique près des abonnés et éloignés du central.
Les très grands progrès réalisés ces dernières années tant sur les performances que sur le coût des techniques numériques rapides permettent aujourd'hui d'envisager des solutions de modulation par impulsions codées compétitives par rapport aux conceptions classiques.
Il est très probable que même dans un proche avenir, la situation s'améliorera encore.

6. Références
1. P. Mornet, "Application de la modulation par impulsions codées à un réseau téléphonique intégré : Partie 1 , Advantages of Pulse-Code Modulation," Electrical Cominunication, volume 38, numéro 1 , pages 23-3 1 ; 1963.
2. A. Chatelon, "Application de la modulation par impulsions codées à un réseau téléphonique intégré : partie 2, transmission et codage",
Communication électrique, volume 38, numéro 1, pages 32-43 ; 1963.
3. S. Van Mierlo et H. H. Adelaar, "Système de télécommunications", brevet français 1 108 100 ; novembre 1953.(voir le brevet en ligne)
4. H. H. Adelaar et D. G. N. Hunter, "Use of 'Stantec Zebra' to Calculate a Traffic Table for a Three-Link Time-Division-Multiplex Telephone Exchange", Electrical Communication, volume 36, numéro 3, pages 1 89-196 ; 1960.
5. L. R. F. Harris, « Time Sharing as Basis for Electronic Telephone Switching », Actes de l'Institution of Electrical Engineers, volume 103, partie B, pages 722-742 ; mars 1956.
6. E. Touraton et J. P. Le Corre, « Commutation entre Voies de Communication Multiplex », Brevet français 1 212 984 ; Octobre 1958.
7. J. G. Dupieux, J. P. Le Corre et P. Seneque, "Etage de Commutation en Multiplex clans le Temps et ses Circuits de Commande As Qocies", demande de brevet français 1 3 1 3 830 ; Novembre 1961 .

- Étape 1 : Échantillonnage.
C'est un peu e même principe que le cinéma 24 photos par seconde suffisent pour tromper l'oeil et voir la scéne avec une bonne fluidité.
En téléphonie classique avec des téléphones basiques qui existent depuis l'invention du téléphone, les signaux analogiques vocaux (ainsi que les tonalités transmises) d'une conversation en cours entre deux abonnés sont tout d'abord échantillonnés à la fréquence de 8.000 Hz. (Un échantillon vocal est prélevé et mesuré toutes les 125 µs. Ceci signifie que l'on effectue 8.000 mesures de tension à chaque secondes.)
Un tel échantillonnage permet de pouvoir reconstituer à chaque extrémité de la chaîne de commutation et de transmission les conversations de manière fidèle jusqu'à une fréquence maximale audible de 4.000 Hz, limite suffisante pour reconstituer des conversations en cours qui soient compréhensibles. L'échantillonnage est en fait une approximation d'un signal analogique dans le temps.

- Étape 2 : Quantification.
Une fois les échantillons vocaux prélevés toutes les 125 µs, il est nécessaire de procéder à une seconde approximation : l'approximation en niveau de tension.
En effet, un signal analogique étant susceptible de prendre une infinité de valeurs entre une tension A et une tension B, cet aspect impose de réduire les valeurs de tensions possibles de ces échantillons en un nombre limité de valeurs-étalons. La valeur de sortie de l'étage de quantification est la valeur-étalon de référence la plus proche de la valeur réelle de la tension d'échantillonnage d'entrée.
Il a été retenu, en norme téléphonique, que les niveaux de tensions échantillonnées seraient compris entre 256 niveaux de tensions différents (256 valeurs-étalons). (Chaque échantillon est donc systématiquement arrondi en une valeur numérique comprise entre une valeur comprise entre 0 et 255.)
Une telle quantification, même s'il ne s'agit pas de Haute-Fidélité telle que l'on pourrait la qualifier en acoustique, permet en norme téléphonique, le codage de suffisamment d'états d'amplitude possibles des signaux vocaux.

Étape 3 : Codage.
Puis ces échantillons vocaux, qui peuvent prendre 256 valeurs différentes sont convertis en numération binaire (en base 2) sur des mots d'une longueur de 8 bits. À partir de là, les échantillons sont devenus des nombres exprimés en base 2, c'est à dire par un nombre au format de 8 chiffres, dont chaque chiffre peut prendre la valeur 0 ou 1.
Comme ces signaux codés sont échantillonnés à la fréquence de 8.000 Hz, sur un mot binaire de 8 bits, le débit équivalent en éléments binaires par secondes (e.b/s) sera de 8.000 Hz x 8 bits = 64.000 bits/s. Bit se traduit par Élément Binaire : 0 ou 1.

Il serait déjà avantageux de réaliser des transmissions sur de longues distances sous forme numérique, car l'intérêt premier serait de pouvoir amplifier de manière peut coûteuse la liaison numérisée, étant donnée que nous savons à l'avance qu'à un instant donné, la valeur théorique transportée est soit égale à 0, soit égale à 1. Par contre, nous ne pourrions transporter sur de longues distances qu'une seule voie téléphonique simultanément, ce qui finalement ne s'avérerait pas très avantageux... Il faut donc trouver un moyen supplémentaire.

Une fois multiplexés, les signaux des 30 voies de conversations téléphoniques sortent sur une Liaison M.I.C.

Le caculateur PB250 et sa console système

L'ordinateur central pesait 110 livres (50 kg).

Ligne à retard.

La conception a commencé en novembre 1959.
L'ordinateur était conçu comme un composant dans des systèmes à usage spécial, par exemple, pour contrôler les centrales électriques.... entraînement de sous-marins nucléaires ...
PB 250 a été licencié à SETI ( français : Société européenne de traitement de l'information , lit. 'Société européenne de traitement de l'information').

Extrait de "A History of Engineering and Science in the Bell System Switching Technology (1925-1975)"

Les débuts de la commutation électronique (traduction Google)

Les avantages de la vitesse réalisable à partir de l'électronique étaient évidents dès le début, et même avant la Seconde Guerre mondiale, les Bell Labs ont expérimenté le contrôle des commutateurs crossbar par des tubes à gaz. Après la guerre, l'élan vers l'électronique a été renforcé par l'invention du transistor aux Bell Labs en 1947, et un certain nombre d'expériences dans les domaines de la recherche et du développement ont utilisé les propriétés des transistors, des diodes à gaz, des tambours magnétiques et des tubes à rayons cathodiques. Les résultats de ces expériences étaient suffisamment encourageants pour stimuler le développement d'un système de commutation électronique pour un essai sur le terrain à Morris, Illinois ; une étape importante a été franchie en 1955 avec l'incorporation dans la conception Morris du contrôle par programme enregistré. Même avant la conclusion soit une réussite de l'essai Morris en 1962, le système Bell a reconnu que le développement à grande échelle de la commutation électronique était la voie de l'avenir. L'une des conséquences fut le système de commutation électronique n ° 101, un PBX à répartition dans le temps qui a été mis en service commercial pour la première fois en 1963.
Les efforts de développement des laboratoires Bell ont abouti à l'ESS n ° 1, mis en service commercial pour la première fois en 1965, et à la version 4 fils intégrée au système gouvernemental AUTOVON (AUTOmatic VOice Network) à partir de 1966. Depuis le milieu des années 1960, le L'histoire de l'ESS et du contrôle des programmes enregistrés a été marquée par une croissance rapide et continue de la polyvalence et de la gamme de services.

Pour une documentation détaillée du fonctionnement du système ESS n ° 1, connsultez le fichier :
No. 1 ESS: System Organization and Objectives By W. KEISTER, R. W. KETCHLEDGE and H. E. VAUGHAN (Manuscript received January 22, 1964)

I. PREMIÈRES APPLICATIONS DE L'ÉLECTRONIQUE
L'application réussie de l'électronique à la transmission a conduit à de nombreuses tentatives pour rechercher son potentiel de commutation, comme décrit au chapitre 5, section I. Certaines d'entre elles ont commencé avant la Seconde Guerre mondiale dans le domaine de la recherche, comme l'appel annonceur (voir chapitre 3, section I), enregistrement de zone à distance (chapitre 4, section 2.2) et impulsion multifréquence (chapitre 6, section IV). Des circuits utilisant des tubes à gaz ont été développés et déployés pour l'enregistrement des zones éloignées et pour la sonnerie sélective des lignes partagées. Après la guerre, le domaine de développement a trouvé une application croissante pour des éléments tels que les tubes à vide dans la signalisation monofréquence (chapitre 6, section IV), les tubes à gaz dans le crossbar n ° 5 dans le traducteur en anneau (chapitre 7, section 1.1), les circuits de synchronisation (Chapitre 7, section 1.2), les transistors du traducteur de carte (Chapitre 8, section 1.2) et le circuit de test d'isolation de ligne (Chapitre 7, section 1.2). Au chapitre 5, section I, d'autres premiers efforts de recherche sont mentionnés.

II. LE DÉBUT DE LA PENSÉE SYSTÉMIQUE
L'une des expériences de recherche d'avant-guerre était le contrôle par tube à gaz des "interrupteurs crossbar", inclus dans la conception d'un cadre de liaison de ligne crossbar modèle de laboratoire n ° 1 (voir Fig. 9-1). Après la Seconde Guerre mondiale, cet effort a été relancé avec une vue vers un petit centre de numérotation communautaire crossbar (COO) qui serait plus fiable que le système n ° 380 (voir chapitre 4, section 2.4).

Fig. 9-1. Cadre de liaison de ligne crossbar expérimental n ° 1 d'avant la Seconde Guerre mondiale avec "commutateurs crossbar contrôlés par des tubes à gaz .

Le résultat a été un développement exploratoire effectué dans le département de recherche sous la direction de F. A. Korn de l'organisation de développement. La conception du système a commencé en 1946 et a été provisoirement identifiée comme le COO "crossbar" n° 385 (voir Fig. 9-2). Le plan du système était très similaire au système n° 43 (voir chapitre 4, section 2.4) .
Le développement final a été abandonné car ce système ne pouvait pas concurrencer économiquement les COO étape par étape.

Dès 1942, des études ont été faites sur la commutation par répartition dans le temps, mais les systèmes utilisant cette technique se sont avérés limités en capacité. En conséquence, la plupart des efforts d'après-guerre ont commencé avec des systèmes de division spatiale, utilisant d'abord des commutateurs à contacts scellés, comme dans le système expérimental connu sous le nom d'ECASS (pour "Electronically Controlled Automatic Switching System"). D'autres efforts ont impliqué des tubes à gaz en 1946, ou des croisements de semi-conducteurs. Dans tous ces efforts, l'idée de base était d'appliquer des "marques" de contrôle à une entrée et à une sortie d'un réseau à plusieurs étages afin qu'un chemin et un seul chemin à travers des points de croisement connectant des liaisons inactives soient établis sans connexions doubles. C'était ce qu'on appelait le "marquage de fin" avec verrouillage automatique, et les objectifs étaient de réduire la complexité du contrôle du réseau et d'établir rapidement des connexions, une à la fois.
Un schéma de signalisation par répartition dans le temps utilisant un canal de signalisation séparé a été étudié et a été utilisé dans le modèle ECASS.
Fig. 9-2. Bureau de numérotation communautaire expérimental n ° 385 à barre transversale , une tentative de 1946 d'incorporer l'électronique dans la commutation.

Cela a donné naissance au concept de balayage utilisé plus tard dans un autre système expérimental appelé DIAD (pour "magnetic Drum Information Assembler Dispatcher") et dans les systèmes de commutation électronique. En 1949, des modèles de bon nombre de ces concepts existaient et stimulaient la réflexion de nombreux ingénieurs sur les systèmes de commutation électroniques en général. Un système de séparation temporelle à 100 lignes, comme on appelait alors la division temporelle, a été construit en 1950, et un système de division de fréquence a été étudié. Des circuits de verrouillage de transistors et, éventuellement, des points de croisement ont été réalisés et des expériences de réseau menées en 1951. En 1947 et à nouveau en 1955, des propositions ont été faites pour utiliser la commutation par faisceaux lumineux pour établir des connexions de la parole.
Le stockage à tambour magnétique a été appliqué dans le système DIAD en 1954 avec l'idée de base d'écrire à la même adresse immédiatement après la lecture des informations stockées afin que les mêmes circuits logiques de commande puissent agir sur une base temporelle pour les appels stockés à chaque adresse successive. Un système de traduction à tambour magnétique a été exploré pour être utilisé avec le système de barre transversale à la place du traducteur de carte (voir ci-dessous, section 4.3.3), mais n'est pas entré en production. Un modèle expérimental d'un traducteur à tube à gaz bidirectionnel a également été exploré pour une utilisation dans des systèmes de commutation locaux afin de répondre à l'exigence de comptabilisation automatique des messages de l'équipement au directeur. numéro, et la traduction répertoire-équipement du groupe de numéros.

III. EXPÉRIENCES DE SYSTÈME DE RECHERCHE
Les nombreuses idées de base du balayage, du marquage des extrémités, des points de croisement électroniques (tube à gaz et semi-conducteur) et de la signalisation des fils d'appel ont abouti aux systèmes de recherche ECASS et DIAD et à un troisième système appelé ESSEX (pour "Experimental Solid State EXchange"), tous ont été construits comme des expériences de laboratoire à la fin des années 1940 et 1950. Ils ont formé des bancs d'essai dans lesquels les diverses nouvelles idées de commutation pourraient être testées et démontrées. Sous la direction de W. D. Lewis, l'équipe de E. B. Ferrell, W. A. Malthaner, C A. Lovell, M. Karnaugh, W. A. MacNair, H. E. Vaughan, J. DJohannesen, D. B. James, J. R. Runyon, E. Bruce, N. D. Newby et beaucoup d'autres ont créé de nouvelles idées et de nouveaux dispositifs de commutation et ont suscité l'intérêt pour la commutation électronique non seulement dans les laboratoires Bell, mais également dans le monde entier.
Une fois les développements de la commutation électronique entrepris, cet effort de recherche a été progressivement abandonné au cours des années 1960.
À la fin des années 1960, un nouvel effort sous HS McDonald a été lancé pour déterminer l'applicabilité des circuits intégrés à la commutation pour l'avenir. En conséquence, des centraux numériques et des annexes ont été proposées. On s'attend à ce que les techniques numériques aient un effet aussi profond sur la commutation à l'avenir que les premiers efforts de recherche sur le développement de la commutation électronique. série.

IV. LE DÉBUT DU DÉVELOPPEMENT DE LA COMMUTATION ÉLECTRONIQUE

4.1 Systèmes étudiés en 1951
C. E. Brooks et son groupe d'ingénieurs système du site de Bell Laboratories West Street à New York ont commencé à définir les exigences d'un bureau central électronique.
Les anciens bureaux centraux à cadran tels que les systèmes «panel» et "pas à pas" auraient éventuellement besoin de remplacants plus modernes, et l'électronique semblait offrir une opportunité d'économies de coûts et d'espace importantes. C'était une époque qui avait vu l'invention du transistor et l'introduction de l'ordinateur électronique à programme enregistré. De plus, les évolutions technologiques très rapides commençaient tout juste à rendre disponibles de nouveaux composants à haut débit destinés à la commutation téléphonique. Des bureaux centraux "squelettés" expérimentaux ou des sous-systèmes fonctionnels ont été conçus, construits et testés par les ingénieurs de Bell Labs dans le cadre de la recherche sur la commutation à Murray Hill, New Jersey et du développement de la commutation à West Street. Ces efforts ont été mis en parallèle et soutenus par des innovations par les organisations de recherche physique et de développement d'appareils électroniques de Murray Hill.
La conception de l'ECASS et du DIAD a servi de base à l'étude, mais l'innovation continue et l'évolution des technologies modifiaient déjà les choix d'appareils et les méthodes de fonctionnement du système. Des études assez complètes pour un "système de commutation à transistor" ont été réalisées par Brooks et les membres de son groupe en 1952 pour réaliser une conception sur papier et tester sa rentabilité par rapport aux bureaux "pas à pa"s et "crossbar" n ° 5. Le système a été envisagé comme ayant trois éléments principaux: le réseau de commutation et les circuits de contrôle (pour comprendre le «bureau central»), et un centre distribué à un emplacement différent. De plus, des parties du réseau devaient être distribuées plus près des groupes de clients dans des unités appelées concentrateurs de lignes distantes .

4.1.1 Système de commutation à transistor - Le réseau et le scanner
Le réseau de commutation était considéré comme un réseau «marqué aux extrémités».
Les circuits de commande n'avaient qu'à appliquer les signaux de marquage électrique appropriés aux deux bornes à interconnecter; le réseau rechercherait et connecterait automatiquement un chemin de transmission unique aux terminaux correctement marqués. La connexion serait libérée en marquant (avec un signal différent) au moins une des bornes à déconnecter. Un agencement de l'interrupteur à diode à tube "reed-gas", utilisé dans l'expérience ECASS, a été utilisé de cette manière. Les diodes du tube à gaz fournissaient la fonction de marquage d'extrémité, les «relais reed» la connexion métallique à 2 fils (transmission électriquement équilibrée) pour la transmission vocale, les signaux d'impulsion de numérotation et les signaux de sonnerie ou d'occupation.
Une alternative était un réseau de tubes à gaz qui répondrait à la fois aux signaux de marquage d'extrémité et, lorsqu'il est utilisé, fournirait un chemin de transmission de la parole avec gain. Le gain servirait à compenser d'autres pertes encourues dans le réseau afin d'avoir des caractéristiques de transmission équivalentes à celles des systèmes de commutation électromécaniques. (La Fig. 9-3 montre une comparaison des configurations de la "diode reed" et de la diode à voie de parole.) .
Le troisième choix était comme le second. Un transistor à jonction a pris la place de la "diode à gaz à chemin de parole"; cependant, le réseau de transistors présenterait une légère perte de transmission plutôt qu'un gain.
Ni la diode du chemin de parole ni le réseau de transistors ne pouvaient transmettre des signaux importants tels que les tensions et les courants de sonnerie de ligne.
De plus, réduire le nombre d'éléments de commutation signifiait que les réseaux devaient être connectés à un chemin unique (transmission déséquilibrée) de terminal à terminal, nécessitant un retour par une masse commune à tous les chemins. Par conséquent, chaque ligne ou tronc équilibré était couplé par transformateur au réseau; les signaux d'impulsion de numérotation du client ne pouvaient pas être transmis via le réseau aux circuits de réception des chiffres.

Figure 9-3. Circuits de réseau considérés au début des années 1950 : (a) diode reed et (b) diode à voie de parole.

Ces limitations de signalisation ont été considérées comme des opportunités. Il y avait un intérêt à ajouter de l'électronique au téléphone du client pour :
1) permettre une signalisation à grande vitesse au lieu d'une impulsion de numérotation à dix impulsions par seconde,
2) fournir des amplificateurs pour la parole et les signaux de sonnerie de bas niveau transmis via le réseau au poste, et
3) comprennent l'identification automatique des téléphones de la ligne partagée par des impulsions transmises du téléphone au central.
L'amplification de la parole a permis au téléphone transistorisé de fonctionner avec beaucoup moins de courant et de puissance que le téléphone existant requis.
Le besoin de signalisation à partir du poste téléphonique a été évité grâce au scanner rotatif à couplage capacitif inventé pour DIAD par N.D. Newby.
Le scanner interrogeait séquentiellement chacune d'un grand nombre de lignes à des vitesses de la microseconde pour les demandes d'origine et les impulsions de numérotation. Un appareil servirait d'équivalent à la fois du relais de ligne et du détecteur d'impulsions de numérotation. L'enregistrement réel des chiffres pourrait être conservé dans une mémoire commune associée aux moyens de commande. L'élimination de l'exigence de signalisation à grande vitesse a grandement simplifié l'électronique nécessaire au poste téléphonique. (Dans sa proposition, Brooks incluait un scanner et une mémoire commune pour stocker les chiffres ; ceux-ci utilisaient des tubes à rayons cathodiques et des phototransistors.)
Plusieurs étapes importantes dans l'évolution des centraux électroniques sont observées ici. Premièrement, l'électronique à grande vitesse pourrait être utilisée plus avantageusement dans un circuit centralisé commun (le scanner), et de nombreux registres individuels pourraient être remplacés par une mémoire électronique de masse (le tube à rayons cathodiques). Deuxièmement, le scanner a été utilisé pour exécuter deux fonctions: détecter les origines et collecter les chiffres des impulsions de numérotation. Un moyen de contrôle utilisait alternativement le scanner pour effectuer ces différentes tâches à des moments différents, plutôt que de déléguer cette complexité au scanner lui-même Initialement, les études du système comprenaient des recommandations pour le réseau de transistors. Le réseau de transistors nécessitait des tensions de marquage et de fonctionnement beaucoup plus faibles que les alternatives de tubes à gaz, et les transistors nécessitaient moins d'espace et de puissance. Les estimations économiques ont favorisé le transistor, bien qu'une implémentation de dispositif et de circuit n'était pas alors à portée de main.

Avec le réseau de transistors, on pensait en outre qu'un réseau à six étages marqué aux extrémités pouvait être obtenu, alors que seul un réseau à quatre étages pourrait être obtenu avec des tubes à gaz. Le réseau devait être modulaire afin de pouvoir passer de moins de 1000 lignes à une taille maximale de 10 000 terminaux de ligne. Une conception à six étages gérerait cette étendue de taille de réseau de manière plus économique (moins de points de croisement par ligne) qu'une configuration à quatre étages. Pour économiser les points de croisement dans les petits bureaux, les modules de réseau pourraient être assemblés dans une configuration à quatre étapes, permettant aux appels intrabureau d'être acheminés de manière plus économique. Cette dernière fonctionnalité tirerait parti de la "communauté d'intérêts" des modèles d'appel généralement associés aux petits bureaux.
Au fur et à mesure que le petit bureau s'agrandit, l'efficacité du schéma de liaison intrabureau diminue et ces liaisons seraient supprimées et remplacées par des liaisons intrabureau à deux ports. La croissance serait accomplie en ajoutant des trames de réseau et en redistribuant les liaisons en réorganisant les connexions sur les trames de regroupement des joncteurs. Au début, on pensait que le réarrangement du joncteur nécessiterait un recâblage, mais l'idée d'utiliser des cartes enfichables pour simplifier et accélérer cette tâche était considérée comme une possibilité future. Les étages de commutation réseau devaient être des modules enfichables pour faciliter la réparation.
Les premiers plans de réseau prévoyaient la possibilité de supprimer une partie de la première étape de commutation et le scanner de ligne associé et de remplacer cet équipement par des concentrateurs de ligne distants afin de réduire les besoins en cuivre de l'installation extérieure. Des études de soutien ont commencé en 1951 pour examiner les concentrateurs de ligne à distance pour une application au système de commutation à transistor et, plus immédiatement, à la barre transversale n ° 5. D'autres études ont montré des plans pour des réseaux à six étages qui, avec l'utilisation de concentrateurs, pourraient atteindre une capacité de 500 000 lignes. Des systèmes d'essais sur le terrain de concentrateurs de ligne à distance en ont résulté, mais l'application commerciale n'est apparue que plus tard. (Voir Chapitre 11, section 2.10.)

4.1.2 Système de commutation à transistor - Le contrôle
Le contrôle du système de commutation à transistor reposait fortement sur la technologie des tubes à rayons cathodiques (CRT).
Un CRT avec un réseau associé de phototransistors à sa face servirait à balayer les "lines" ou lignes et les "trunks" ou troncs pour l'état occupé-inactif, pour les départs d'appel et pour les impulsions de numérotation
Un deuxième tube cathodique associé fournirait une mémoire effaçable pour conserver des informations par ligne ou par tronc pour les points de balayage associés à chaque phototransistor. Un groupe de CRT desservirait les lignes et le second desservirait les lignes réseau. Un troisième système de mémoire effaçable CRT fournit une mémoire pour des informations transitoires associées à des appels individuels. La logique câblée et les réseaux de bascules accéderaient aux trois systèmes CRT à des vitesses de la microseconde sous la synchronisation d'une "horloge" électronique pour détecter et assembler l'intelligence nécessaire pour déterminer les connexions réseau requises. La logique câblée et les réseaux de bascules accéderaient également aux trames du réseau et aux circuits interurbains via des matrices de diodes afin de contrôler l'établissement des connexions réseau réelles.
La figure 9-4 montre un schéma fonctionnel du système de 1952 .

Fig. 9-4. Une vue de 1952 de la commande électronique d'un réseau de commutation transistorisé. La pensée de contrôle était alors basée sur la technologie de tube à rayons cathodiques.

Il ressemble étroitement à la configuration utilisée dans les systèmes Morris et n ° 1 ESS (voir ci-dessous), bien que le contrôle du programme enregistré n'ait pas encore été intégré et que la mémoire soit encore un peu moins consolidée que dans les systèmes ultérieurs.
Les lignes et les troncs seraient balayés à grande vitesse en déviant le faisceau CRT d'un phototransistor à l'autre. La combinaison de la présence du faisceau et du signal de tension approprié sur le fil câblé connecté à son phototransistor générerait un signal indiquant l'état d'inactivité, la demande de service ou l'état occupé, ou les informations d'impulsion de numérotation (voir Fig. 9-5). L'adresse du faisceau, c'est-à-dire les tensions de déviation des axes X et Y, correspondrait au numéro d'équipement de la ligne. En accédant de manière répétitive à toutes les cellules du scanner en succession rapide, la commande est capable de compter les impulsions de numérotation et de détecter les intervalles interdigitaux.

Fig. 9-5. Scanner à tube cathodique pour le système de commutation à transistor : (a) géométrie globale et (b) section transversale d'une cellule.

Les chiffres seraient comptés et enregistrés dans une mémoire de stockage temporaire. Une mémoire proposée était le tube de grille de barrière.
Ces dispositifs CRT utilisaient le faisceau d'électrons pour déposer des charges statiques sur une couche isolante (mica) afin de représenter des informations binaires. L'interrogation ultérieure du site par le faisceau a donné différentes quantités d'électrons secondaires, qui ont pu être détectés par une anode collectrice (voir Fig. 9-6). Bien que le tube à grille barrière ne soit pas disponible dans le commerce, des modèles expérimentaux de cet appareil fabriqués aux Bell Labs à Murray Hill, New Jersey ont démontré une capacité de mémoire suffisante.

Fig. 9-6. Tube de grille de barrière et section transversale. Un faisceau d'électrons dépose des charges statiques sur la couche isolante en mica.
Pour des raisons d'économie, le système de commutation à transistor, comme DIAD, utilisait une mémoire de masse commune plutôt que des registres individuels pour accumuler et stocker les chiffres composés. Contrairement à la mémoire à tambour DIAD, le tube à grille barrière ne pouvait lire ou écrire qu'un seul bit de mémoire par opération.
L'accès aléatoire à très haut débit de ce dernier à n'importe quel site mémoire était considéré comme suffisant pour répondre aux besoins du système de commutation à transistor. Le tube à grille barrière était plus économique qu'une mémoire à tambour, qui nécessitait de nombreux circuits de lecture / écriture et des registres à bascule associés - au moins un par piste pour le tambour. Ce compromis entre la vitesse de fonctionnement et l'économie des circuits d'accès à la mémoire s'est ensuite déplacé vers les mémoires organisées en mots dans les premières conceptions de production de systèmes de commutation électroniques.
Une fois les chiffres enregistrés, il fallait alors traduire le numéro d'annuaire en numéro d'équipement afin de pouvoir localiser la ligne appelée dans le bureau ou de localiser le groupe de lignes réseau approprié si l'appel devait aller vers un autre central ou à un opérateur.
Une mémoire de masse pourrait être adressée avec le nombre à traduire, et les données stockées représenteraient les valeurs traduites correspondantes. Cette mémoire devait être placée dans un centre "accounting" de gestion centralisé.

4.1.3 Système de commutation à transistor - Le centre de comptabilité
La fonction de centre de gestion associée au système de commutation à transistor devait inclure des informations partagées et devait utiliser des tubes à grille barrière et un autre système CRT décrit ci-dessous. Une liaison de données bidirectionnelle relierait la commande du système de commutation à transistor au bureau du centre de gestion, qui pourrait être situé dans un autre bâtiment. (La liaison des données sur les lignes téléphoniques a fait l'objet de recherches dans les années 1950.) Une base de données unique pour la traduction entre les numéros d'équipement et les numéros d'annuaire pourrait être administrée de manière pratique pour un certain nombre de centraux électroniques connectés au bureau de gestion des recettes. , et le partage de la base de données permettrait des économies évidentes dans l'ensemble du système.
Bien qu'elle n'ait pas été mise en œuvre au moment de l'introduction du système de commutation électronique (ESS) n° 1, la transmission par liaison de données des informations de facturation vers un centre d'enregistrement centralisé a été introduite en 1975 et est décrite au chapitre 11, section 2.8.
Une très grande mémoire à accès rapide était nécessaire pour exécuter la fonction de traduction, et un système à tube à rayons cathodiques a également été suggéré pour cette tâche. Dans l'exemple mentionné ci-dessus, le numéro d'annuaire de la ligne appelée pourrait être codé dans une position de déviation X et Y, et le faisceau serait dirigé vers un point de départ sur un écran au phosphore à faible persistance dans le CRT. Derrière le CRT seraient placés une plaque photographique, une lentille de condensation et un photodétecteur (voir Fig. 9-7)
LENTILLE DE CONDENSEUR À TUBE CATHODIQUE
Figure 9-7. Plan de base du magasin du flying-spot, vers 1954.

La plaque aurait un réseau de sites transparents et opaques représentant des uns et des zéros. A partir de l'adresse de départ, le faisceau serait balayé le long d'une rangée de ces sites, et le flux résultant de uns et de zéros serait lu à partir du photodétecteur et d'un amplificateur associé dans un registre de bascules à transistors. Le registre contiendrait alors le numéro d'équipement souhaité. Cette utilisation d'un scanner "flying spot" comme stockage de mémoire binaire a fourni un dispositif de mémoire en vrac. Il contiendrait toutes les informations pour les lignes et les lignes réseau et inclurait à la fois la traduction de l'emplacement de l'équipement en numéro d'annuaire (identification du numéro appelant) et la traduction du numéro d'annuaire en numéro d'équipement (emplacement de la connexion du numéro appelé à l'équipement de commutation).
D'autres mémoires électroniques ont été envisagées pour être utilisées dans les systèmes de contrôle et de gestion. Ceux-ci comprenaient des bandes magnétiques, des tambours magnétiques et des lignes à retard acoustiques ou électriques.
Comme indiqué ci-dessus, les informations sont stockées dans la plaque photographique. le système nécessitait un accès rapide (dizaines de microsecondes ou moins) et une grande capacité (dizaines ou centaines de milliers de bits); à l'époque, cette combinaison d'exigences n'était pratiquement réalisable qu'avec les systèmes CRT avec leur accès aléatoire rapide.
La conversion du numéro d'équipement en numéro d'annuaire serait stockée dans des scanners à points volants au centre de comptabilité pour identifier le numéro d'annuaire à facturer. Ceci est obtenu en utilisant comme adresse mémoire le numéro d'identification de l'équipement transmis du système de commutation à transistor au centre de comptabilité. Une mémoire de tube à grille barrière serait utilisée pour collecter les informations nécessaires pour déterminer les frais d'appel. Une fois les numéros de charge et de facturation d'un appel terminés, les informations seraient déplacées vers une bande magnétique pour faire de la place pour les nouvelles données d'appel entrant dans le magasin de grille de barrière.
Le bureau central accéderait aux données de traduction dans le centre de gestion selon les besoins sur demande via la liaison de données. Par exemple, l'achèvement des appels entrants nécessite une traduction du numéro d'annuaire en un numéro d'équipement. Le bureau central transmettrait le numéro d'annuaire, et le centre comptable utiliserait le numéro d'annuaire pour adresser le scanner de points volants. La réponse serait la lecture du numéro d'équipement, qui serait ensuite envoyé au bureau central pour permettre l'achèvement de l'appel
(Des ordinateurs centralisés de ce type ont depuis été utilisés dans des systèmes de commutation commerciaux autres que Bell.)
Avec ces modèles, le système de commutation à transistor est apparu économiquement attractif pour un bureau de 9 000 lignes à New York et un bureau de 2 000 lignes à Morris, Illinois. . Cependant, d'autres études ont été entreprises pour affiner les exigences du système et mieux comprendre les choix d'appareils. Des études de marché sur les bureaux de remplacement et les nouvelles applications de centres de commutation devaient être entreprises, ainsi qu'un examen des applications de commutation en tandem et interurbain.
Le développement d'un concentrateur de ligne à distance pour le système crossbar n ° 5 était déjà en cours (comme décrit ci-dessous, section 4.3.1) et contribuerait à une meilleure compréhension de cette partie du système de commutation à transistor.
4.2 Études 1952-1954
Des études de système supplémentaires ont continué à définir plus complètement le fonctionnement du système de commutation à transistor et ont inclus des considérations assez détaillées sur l'appareil, l'équipement et la rentabilité. Le point a été atteint où le développement a été considéré comme la prochaine étape logique. Un prospectus a été préparé par Bell Laboratories et transmis en mai 1954 à AT&T
Ce prospectus recommandait que Morris, Illinois soit l'emplacement du premier bureau .. Une bonne partie des données d'ingénierie avaient été générées pour cet emplacement, et sa taille modeste permettrait aux ingénieurs d'acquérir l'expérience nécessaire avec un minimum dépenses. L'installation extérieure comprenait suffisamment de paires pour qu'un concentrateur à distance ne soit pas nécessaire, et un réseau de diodes à tube à gaz plus petit pouvait être utilisé plutôt que d'attendre un réseau à transistors. Le réseau à transistors a alors été proposé pour faire son apparition dans de plus grands bureaux à la suite de Morris. On a estimé que le magasin de mémoire du scanner à points volants (plus tard appelé le magasin à points volants) nécessitait 76 000 bits d'informations, et que le tube à grille de barrière nécessitait 14 000 bits de mémoire modifiable.
Les études de système antérieures supposaient que chaque ligne serait balayée de manière répétitive toutes les cinq millisecondes. Ce débit rapide était nécessaire pour détecter correctement les impulsions de numérotation, mais n'était pas nécessaire pour détecter les appels émis ou déconnectés. La proposition a été modifiée pour analyser les lignes inactives toutes les 100 millisecondes ; seules les lignes en état de numérotation seraient observées toutes les cinq millisecondes. Le même scanner serait adressé à des vitesses différentes pour réaliser les deux fonctions.
On pensait que la vitesse des opérations du système serait si rapide que les signaux de tonalité ne seraient plus nécessaires pour indiquer au client d'origine quand commencer à composer. Dans les systèmes antérieurs, le client serait connecté via le réseau à un récepteur numérique avec un générateur de tonalité de numérotation attaché. Le balayage au niveau de la ligne et l'élimination de la tonalité de numérotation ont évité le besoin de "l'appel de tonalité de numérotation". Cependant, on s'est rendu compte par la suite que la tonalité fournit des informations très utiles au client : la ligne fonctionne correctement, un autre correspondant ou un téléphone supplémentaire n'utilise pas déjà la ligne, et ainsi de suite. Par conséquent, l'idée d'éliminer la tonalité a été abandonnée.
Le prospectus de 1954 estimait le contrôle Morris à 100 bascules et 2000 portes logiques à semi-conducteurs. Le prospectus notait également un certain nombre de services à la clientèle et de fonctionnalités d'exploitation qui pourraient être ajoutés ultérieurement en apportant de légères modifications à la logique de contrôle. Il a été reconnu qu'une bonne partie de la complexité de la commande avait été transformée en mots de données stockés dans les mémoires CRT en bloc, et des modifications du contenu de la mémoire seraient beaucoup plus faciles à effectuer que le recâblage de circuits individuels. (Voir Fig. 9-8 pour une conception de 1954 du central électronique.) Le système comprendrait en grande partie des unités enfichables et des séquences de test exerceraient la logique de commande et les sous-systèmes de connexion pour localiser les problèmes. Les lampes s'allumeraient automatiquement pour indiquer l'emplacement du défaut du circuit. Des sous-systèmes en double fourniraient une capacité de veille jusqu'à ce que les unités enfichables défectueuses puissent être remplacées.
En juillet 1954, Bell Laboratories est autorisé à développer un central électronique, objectif majeur des études de systèmes. Entre-temps, d'autres études de systèmes et développements exploratoires se sont poursuivis à mesure que le système de commutation à transistor évoluait vers le système Morris.

4.3 Développement exploratoire
Au début des années 1950, un certain nombre d'ingénieurs de développement et de recherche des laboratoires Bell appliquaient l'électronique à la modernisation des systèmes de commutation électromécaniques ou des parties fonctionnelles des systèmes.
Cela comprenait des travaux sur la logique et les mémoires du noyau magnétique, les tubes à rayons cathodiques, les tambours magnétiques, les tubes à gaz à cathode froide, les transistors et les diodes. Ceux-ci étaient assemblés en systèmes fonctionnels qui étaient testés en laboratoire ou soumis à des essais sur le terrain. Quatre de ces projets sont décrits ci-dessous.

4.3.1 Un concentrateur de lignes à distance expérimental
Il semblerait économique de concentrer le trafic téléphonique à proximité d'un groupe de clients et de réduire ainsi le nombre de paires de fils de cuivre qui doivent être amenées à un centre de câblage pour l'interconnexion.

Fig. 9-8. Vue du bureau central électronique de Morris en 1954. Le système de contrôle était alors estimé à 100 bascules et 2000 portes logiques à semi-conducteur.

Les débuts de l'économie de la commutation électronique impliquent un compromis sur le coût de la localisation à distance du commutateur, y son alimentation distribuée et sa maintenance, par rapport aux économies réalisées dans l'usine de boucle. Si, par exemple, un concentrateur pouvait être utilisé pour éviter l'ajout de nouveaux conduits souterrains, alors une économie substantielle de matériaux et de coûts pourrait être réalisée.

En 1953, sous la supervision d'AE Joel, Jr., le développement exploratoire d'un concentrateur à distance a commencé en utilisant une variété de composants et de techniques électroniques. Les objectifs de conception comprenaient : la gestion avec les téléphones à cadran standard existants ; la possibilité de travailler avec des lignes à un ou deux participants, mais pas avec des lignes à pièces ou PBX ; un minimum d'équipements de central téléphonique associés par ligne ; et une conception pour fonctionner avec le crossbar n ° 5, car le n ° 5 était le système de commutation local le plus récent à l'époque. De plus, la maintenance de l'équipement devait être simplifiée en créant une conception modulaire avec des unités enfichables dans l'équipement à distance - une première pour l'équipement de commutation téléphonique de Bell Tele. D'autres "premières" comprenaient l'utilisation d'impulsions à grande vitesse (500 bits par seconde) entre les unités centrales et distantes, et une bande magnétique dédiée dans le central pour enregistrer l'utilisation et les mesures de retard d'appel pour plusieurs concentrateurs. L'utilisation d'un scanner de ligne à grande vitesse a non seulement permis d'économiser deux relais par ligne, mais a également aidé à générer les données pour les mesures de la bande magnétique. Les parties par ligne du scanner et du concentrateur de relais Reed à tube de gaz pour une seule ligne ont été assemblées dans une unité enfichable qui a été encapsulée pour protéger contre l'humidité. Comme le montre la Fig. 9-9, il a été conçu pour un fonctionnement enfichable .

Fig. 9-9. Conception enfichable de points de croisement pour concentrateur de ligne expérimental

Fig. 9-10 montre un concentrateur desservant 60 lignes sur dix troncs.
Cette unité, dont le développement a commencé en 1953, utilisait le courant alternatif du bureau central pour piloter des redresseurs fournissant de l'énergie au pôle.

L'unité montée sur poteau utilise deux troncs supplémentaires comme liaisons de données entre les circuits de contrôle dans le concentrateur et le bureau central.
Le concentrateur a agi comme une autre étape de commutation, mais il a essentiellement remplacé la "construction" de la première étape de la trame de liaison de ligne dans le bureau crossbar de desserte n ° 5 ". En conséquence, l'unité de contrôle centrale, qui pouvait gérer un certain nombre de des concentrateurs de ligne distants, actionnaient deux étages de commutateurs, ce qui "trompait" le marqueur, qui avait envoyé une commande pour n'actionner qu'un seul étage de la trame de liaison de ligne.
La figure 9-11 montre comment la commande est interposée pour exécuter la méthode de fonctionnement "tromper le marqueur". Cela a minimisé les changements de câblage dans le bureau crossbar n ° 5 "lorsque les concentrateurs de ligne à distance devaient être ajoutés ou déplacés
Trois concentrateurs ont été construits et des essais sur le terrain ont été menés à LaGrange, Illinois, Englewood, New Jersey et Freeport, Long Island. Bien que ces essais aient été couronnés de succès sur le plan opérationnel, du matériel supplémentaire aurait été nécessaire pour assurer la maintenabilité d'un modèle de production. Les estimations de coûts ultérieures ont indiqué un marché insuffisant pour justifier le développement de la conception pour la fabrication à ce moment-là. Les avantages inhérents de vitesse et de fiabilité offerts par les semi-conducteurs n'avaient pas encore gagné la journée.

Fig. 9-11. Modification de la barre transversale n ° 5 pour accueillir des concentrateurs de ligne à distance.

4.3.2 Le concentrateur de ligne distribuée
Sur la base des expériences avec le concentrateur expérimental de Joel, les ingénieurs des systèmes de commutation, dirigés par C. E. Brooks, ont étudié une approche alternative appelée le concentrateur de ligne distribuée. Cette approche était basée sur plusieurs principes importants qui visaient à « transformer le corner'' mais qui s'appuyait sur des technologies similaires.
Avec le concentrateur de ligne distribué, la plus grande partie de la complexité du contrôle et de la maintenance connexe devait être conservée dans le bureau central. L'équipement distribué par ligne a été conçu pour avoir un minimum de contrôle autonome; par exemple, aucun balayage répétitif n'était fourni dans le cadre de l'équipement à distance. De plus, l'équipement par ligne devait être distribué dans de très petites unités qui auraient été connectées aux points où les paires de câbles étaient épissurées aux branchements de ligne individuels.
La Fig. 9-12 montre la disposition décrite.

Fig. 9-12. Concept de concentrateur distribué : l'équipement par ligne (à gauche) se trouverait aux intersections des câbles et des connexions en boucle vers les téléphones des clients. L'équipement de contrôle (au centre) serait logé sur le site du bureau crossbar (à droite). (AlEE Transactions on Communications and Electronics, Vol. 82, juillet 1963.)

Le système distribué reposait également sur le fait que la plupart des longueurs de boucles téléphoniques se retrouvaient par paires dans un câble multipaire. Chaque unité par ligne partagerait un certain nombre de paires dans le câble, concentrant ainsi le trafic sur un plus petit nombre de paires dans ce câble. Des paires supplémentaires dans le câble auraient servi de conducteurs de signal (ou de groupe de numéros) pour communiquer entre la commande du central téléphonique et les téléphones individuels des clients. En câblant chaque unité de ligne client à des combinaisons uniques de trois fils de groupe de numéros sur huit, un accès individuel à jusqu'à 56 lignes était possible avec le câble à 15 paires.
L'unité de contrôle du bureau central était destinée à "tromper le marqueur", comme dans la conception du concentrateur antérieur, mais le concept distribué prévoyait également des connexions d'appel intraconcentrateur à l'aide d'unités de ligne client spéciales. Cette technique a supprimé la charge de trafic inutile du central téléphonique et réduit le blocage sur les lignes réseau du concentrateur. Avec des niveaux raisonnables de communauté d'intérêts dans les schémas d'appel au sein du groupe concentrateur, des augmentations significatives de la concentration effective étaient possibles
Les points de croisement du concentrateur répartis dans chaque unité de ligne client devaient être du type relais reed à tubes à gaz combinés similaires à ceux décrits précédemment. Un deuxième type d'unité de ligne client a également été proposé dans lequel le point de croisement Reed était verrouillé magnétiquement au lieu de nécessiter un courant de maintien. D'autres tubes à gaz, des diodes logiques semi-conductrices et des relais constituaient le reste des composants des unités de ligne client. Une conception sur papier de deux configurations du concentrateur a été décrite en juillet 1963 et des modèles d'essai ont été utilisés dans plusieurs bureaux centraux crossbar n ° 1, mais comme son prédécesseur, le concentrateur de ligne distribuée n'a pas été jugé pratique pour la production commerciale. Un concentrateur électromécanique utilisant des commutateurs crossbar à verrouillage magnétique spécialement conçus a été introduit en 1961, et plus de 4 000 de ces systèmes ont été installés (voir chapitre 11, section 2.10). La concentration électronique n'a fait ses preuves qu'à la fin des années 1970.

4.3.3 Traducteur à tambour magnétique
À partir du début des années 1950, des mémoires à tambour magnétique de grande capacité ont été essayées dans les applications de l'électronique à diverses fonctions de commutation. La première d'entre elles était la fonction de traduction d'itinéraire pour le système de commutation à péage crossbar 4A. Le traducteur de carte 4A utilisant des phototransistors à point de contact a été conçu à l'origine pour cette tâche, comme décrit au chapitre 8, section 1.2
Les tambours magnétiques offraient une vitesse et une capacité de mémoire adaptées à la tâche et, comme nous l'expliquerons, auraient réduit la quantité d'équipement nécessaire et simplifié l'administration des dossiers de traduction du traducteur de cartes. Un modèle de travail du traducteur à tambour magnétique a été construit et a fonctionné avec un bureau crossbar squeletté n ° 4A pendant plus d'un an. Il utilisait une variété de composants électroniques, y compris des tubes à vide. tubes à gaz à cathode froide et transistors et diodes à contact ponctuel.
La figure 9-13 est un schéma fonctionnel du traducteur à tambour magnétique. Il est associé à un décodeur relais, autre élément fonctionnel du système crossbar 4A. Le décodeur a transmis des demandes de traduction d'acheminement d'appel du marqueur au traducteur sous la forme de trois à huit chiffres décimaux codés dans un code redondant deux sur cinq. Le décodeur a accepté les informations d'itinéraire codées du traducteur en retour.

Fig. 9-13. Conception d'un traducteur de tambour magnétique expérimental, destiné à être utilisé avec le crossbar n ° 4.

Comme indiqué, le traducteur à tambour magnétique a été conçu pour fonctionner de la même manière que le traducteur à carte 4A; ainsi, le traducteur de batterie pourrait être ajouté à un système 4A fonctionnel sans changement. Un bureau de péage 4A peut être équipé jusqu'à 18 décodeurs et traducteurs de cartes 4A associés. Étant donné que le tambour magnétique lit toutes ses données de traduction en série à chaque révolution de 35 millisecondes, un seul ensemble de mémoire à tambour aurait pu être multiplié en un certain nombre d'unités de livraison et de sélection pour desservir les 18 décodeurs. Un deuxième tambour aurait servi de rechange pour l'entretien et l'administration. Le tambour magnétique serait mis à jour via un cadre administratif, qui pourrait être connecté aux têtes de lecture/écriture du tambour. Ainsi, une ou deux opérations de mise à jour permettraient de mettre à jour de manière fiable l'ensemble de l'outil de traduction
Le traducteur à tambour magnétique a été poussé au point de démontrer que le tambour conserverait les informations de traduction sur de longues périodes de temps sans détérioration. La conception n'était pas une conception de production de début de commutation électronique, et elle n'a pas été poussée plus loin dans la mesure où le choix du traducteur de carte pour le développement de la barre transversale n ° 4A avait déjà été fait. Le traducteur de tambour magnétique a de nouveau été revu au début des années 1960 pour une application aux systèmes de barres transversales de péage 4A et 4M, mais a de nouveau été abandonné au profit d'une approche de contrôle de programme stocké plus puissante.

4.3.4 Émetteur auxiliaire à tambour magnétique
Le début de la numérotation directe à distance (DOD) en 1951 exigeait que les systèmes de commutation acceptent, traitent et transmettent aux bureaux centraux de connexion plus de chiffres (généralement 10 au lieu de 7) du client. Cela signifiait que les systèmes de commutation locaux comprenant "pas à pas", panel et crossbar devaient enregistrer plus de chiffres et "envoyer" ou transmettre plus d'informations à d'autres nœuds du réseau DOD.
Ainsi, la capacité d'un nombre substantiel de registres et d'expéditeurs devait être augmentée dans chaque bureau central pour que ce bureau fasse partie du réseau ODD. L'émetteur à tambour magnétique a été proposé comme moyen électronique pour répondre à ce besoin.
La figure 9-14 montre un schéma de principe de l'émetteur auxiliaire à tambour magnétique tel qu'arrangé pour un modèle de laboratoire d'un bureau à barre transversale n° 1. Le scanner utilisait une logique à diodes pour scanner séquentiellement 156 expéditeurs toutes les dix millisecondes pour les impulsions de numérotation. Le scanner était synchronisé avec les circuits de lecture/écriture du tambour magnétique et donc avec les emplacements de mémoire correspondants sur le tambour. En comparant le résultat du balayage avec le contenu de la mémoire du tambour, le contrôle de l'espace de l'expéditeur déterminerait le nombre d'impulsions dans le chiffre, les temps internumériques et l'achèvement des chiffres reçus. Lorsque tous les chiffres avaient été reçus, le contrôle spatial de l'expéditeur attribuerait alors l'un des six émetteurs à l'expéditeur et convertirait la lecture des chiffres en séquence pour sélectionner le train approprié de deux tonalités multifréquences sur cinq à transmettre à le bureau lointain.
L'appareil comprenait un tambour étroit tournant à 1500 tours par minute.
La figure 9-15 est une photographie du tambour et la figure 9-16 est une illustration de la disposition du tambour. Cette dernière figure montre la mémoire d'un "espace émetteur" - occupant environ un quart de pouce carré de la surface d'enregistrement du tambour, mais fournissant l'équivalent de plus de 50 relais de registres à chiffres conventionnels.

Fig. 9-14. Émetteur auxiliaire à tambour magnétique (tambour en bas à droite dans le diagramme), une tentative d'appliquer l'électronique aux problèmes d'expansion de la numérotation directe à distance. (AlEE Transactions on Communications and Electronics, Vol. 77, mars 1958.) Les débuts de la commutation électronique.

Fig. 9-15. Unité à tambour magnétique de l'expéditeur auxiliaire, vers 1953 (AlEE Transactions on Communications and Electronics, Vol. 77, mars 1958.)

Fig. 9-16. Répartition de l'espace sur le tambour. L'espace émetteur tel qu'indiqué équivalait à plus de 50 relais. (AlEE Transactions on Com munications and Electronics, Vol. 77, March 1958.)

La simplicité relative de la logique du système est due à la possibilité de réécrire dans une fente de tambour plusieurs microsecondes après que la lecture de cette même fente a été obtenue. Un chiffre partiel peut être lu à partir du tambour et mis à jour lorsqu'il est indiqué par un résultat de numérisation et la nouvelle valeur du chiffre réécrite, le tout dans les 17 microsecondes
Bien que l'émetteur auxiliaire du tambour magnétique utilisait largement la logique des transistors et des diodes, il nécessitait toujours des circuits de lecture / écriture à tube à vide pour le tambour lui-même. Ses ingénieurs avaient prévu la conception pour la production, mais l'économie n'était pas prometteuse et les plans de développement spécifiques ont été abandonnés au début de 1954 en faveur d'une conception électromécanique (voir chapitre 8, section III)
Les travaux de W. Ulrich et B. J. Yokelson sur la conception de la logique à diodes et des scanners à diodes, qui ont été utilisés dans l'étape suivante de l'application de l'électronique aux systèmes de commutation du central, ont été inclus dans l'effort sur l'expéditeur auxiliaire à tambour magnétique.

Conclusion
Des études sur les systèmes avaient suggéré que l'électronique à grande vitesse devrait fournir des systèmes de commutation centralisés plus petits et moins coûteux. Des remplacements électroniques pour plusieurs éléments fonctionnels de systèmes de commutation électromécaniques ont été conçus, construits et testés en laboratoire ou lors d'essais sur le terrain, mais n'étaient pas rentables.
Les questions concernant la fiabilité et la maintenabilité n'avaient pas reçu de réponse complète. Les composants électroniques à cathode chaude et à vide poussé n'avaient des durées de vie utiles que de quelques années, même lorsqu'ils fonctionnaient de manière conservatrice. Les roulements des mémoires à tambour magnétique n'avaient des durées de vie que de quelques années
Au début des années 1950, le transistor à jonction a commencé à être fabriqué et des techniques ont été développées pour la croissance de monocristaux, pour l'affinage de zone et pour l'implantation d'ions. Ces facteurs ont conduit à des éléments électroniques qui, comparés aux tubes à vide, étaient moins chers, plus petits et plus fiables, et consommaient beaucoup moins d'énergie. Les tubes à rayons cathodiques pour stocker des informations, qui autrement auraient nécessité des dizaines de milliers de fils ou de relais, ont également fourni une technologie puissante pour envisager l'étape suivante : la construction d'un système de commutation complet principalement à partir de composants électroniques. Les travaux théoriques sur l'analyse et la synthèse des circuits combinatoires et séquentiels, et le développement de schémas de détection et de correction d'erreurs plus puissants, ont permis aux concepteurs de circuits de commutation électroniques d'économiser leurs conceptions et de rendre les circuits plus fiables et maintenables. Les modèles de laboratoire et les systèmes d'essais sur le terrain ont fourni un arrière-plan d'expérience avec certains des dispositifs antérieurs à partir desquels les performances des nouvelles technologies pouvaient être projetées au début de la commutation électronique.

4.4 Vers un centre électronique Office-Pre-Morris
Bien que l'application de l'électronique n'ait pas encore atteint le stade de la production, les conceptions se rapprochaient du point de faire leurs preuves, et les travaux ont été autorisés en juillet 1953 pour construire des modèles de laboratoire de parties d'un bureau central électronique et éventuellement pour assembler les pièces dans un bureau central squeletté dans le laboratoire. Le travail a été initié par AT&T parce que le système proposé impliquait beaucoup de choses radicalement nouvelles, à la fois dans les circuits et les éléments de l'appareil.
Les possibilités pour le central électronique par rapport aux systèmes de commutation existants se sont avérées être un coût initial nettement inférieur, des économies d'espace importantes, moins d'entretien et une plus grande flexibilité pour répondre aux exigences changeantes du service.
Le développement d'un système spécifique par les Bell Labs a été autorisé par Western Electric un an plus tard pour développer un système d'essai sur le terrain à partir duquel un premier système de production pourrait être atteint. Initialement, le département d'A.E. Joel dans le laboratoire de C.A. Lovell a été affecté à cette tâche, et les travaux ont commencé à l'emplacement de West Street, à New York. Le laboratoire de Lovell a déménagé au laboratoire de Whippany, New Jersey à l'automne 1954. En mai 1955, les travaux avaient progressé jusqu'au stade de la "breadboard" «planche à pain», et l'effort s'était étendu à la construction d'un modèle d'essai sur le terrain utilisant la technologie du modèle de laboratoire.
L'appareillage du système de laboratoire comprenait des transistors à jonction en alliage de germanium (types complémentaires npn et pnp) et des diodes de contact ponctuel au germanium. Bien que ces dispositifs n'aient pas été utilisés dans la version de production d'un système de commutation électronique (ESS), la discipline consistant à limiter la variété des transistors et des diodes pour les économies de fabrication a été suivie.
La Fig. 9-17 montre des cartes de circuits imprimés enfichables typiques et les connecteurs correspondants auxquels des connexions enroulées seraient réalisées pour construire des unités fonctionnelles à partir de ces blocs de construction. Sur ces packs étaient placés les portes ET et OU à diodes, les amplificateurs inverseurs et non inverseurs à transistors et les bascules. Ces blocs de construction ont été interconnectés pour construire les fonctions logiques nécessaires dans les différents types d'équipements. La figure 9-18 montre une matrice typique montée en rack des packages logiques.

Fig. 9-17. Circuits et connecteurs enfichables utilisés dans le système de commutation électronique du modèle de laboratoire du milieu des années 1950. Les cartes de circuits logiques mesurent 11 pouces de large sur 7 à 9 pouces de long et se connectent à des connecteurs à enroulement de fil à 12 bornes.
Fig. 9-18. Ensemble de packages logiques monté en rack.

Les autres composants du système comprenaient le magasin de grille de barrière décrit précédemment et le magasin photographique ou de point de vol suggéré par C. E. Brooks et d'autres (voir ci-dessus, sections 4.1.2 et 4.1.3).

En juin 1954, un changement radical dans l'utilisation du magasin "flying-spot" est suggéré dans une note interne rédigée par W. Keister.
Les circuits de commande à diodes et transistors en cours de conception étaient des circuits séquentiels complexes. Keister savait que le comportement complet des circuits pouvait être représenté par une table de nombres dont les entrées seraient des nombres binaires représentant les sorties du circuit de contrôle et son prochain état interne. En mettant en mémoire la description totale des circuits de commande, la complexité des circuits de commande apparaîtrait dans le tableau plutôt que dans les circuits logiques à diodes et transistors. Keister a noté: "L'ingénierie détaillée d'un grand nombre de circuits logiques serait éliminée. Pour changer une séquence d'actions, ajouter de nouvelles fonctions ou modifier les anciennes, il suffirait de changer le programme dans la mémoire permanente. ''
En juin 1955, W. A. Budlong et A. H. Doblmaier concevaient les circuits de commande séquentielle du central électronique. Ils constataient que la taille et la complexité des circuits mettaient à rude épreuve les limites des règles de conception des circuits logiques à transistors et à diodes semi-conductrices. De plus, des changements relativement mineurs dans les exigences ont souvent entraîné des changements importants dans la conception du circuit, ce qui n'augurait rien de bon pour l'ajout ultérieur de nouvelles fonctionnalités pour répondre aux besoins changeants des clients ou des sociétés d'exploitation. À cette époque, Budlong avait lu un article dans le journal de l'Institute of Radio Engineers décrivant un ordinateur numérique et avait été frappé par la similitude de ce que l'ordinateur pouvait faire et des actions requises des circuits de contrôle. Il a commencé à concevoir des instructions adaptées à la tâche de traitement des appels téléphoniques et d'écriture d'exemples de programmes. Cette approche a été surnommée Stored Logic in Memory (SLIM) par A. E. Joel, Jr. et a souligné les économies de circuit à réaliser avec cette technique de mise en œuvre d'un contrôle commun.

L'idée a commencé à prendre de l'ampleur; cependant, la nouvelle technique nécessitait beaucoup plus de stockage dans le magasin du "flying-spot" et la vitesse de fonctionnement devait être sensiblement augmentée. R. W. Ketchledge et R. E. Staehler ont pris connaissance de cette proposition et ont commencé à travailler sur des idées pour améliorer les performances du système de mémoire. Cela a abouti à plusieurs inventions de ces ingénieurs qui ont utilisé des techniques d'asservissement pour améliorer suffisamment les performances du magasin de "flying-spot". En septembre 1955, Lovell et Ketchledge décidèrent de passer au contrôle des programmes enregistrés et la révolution dans la conception des systèmes de commutation téléphonique était en cours. La première réautorisation du financement de Western Electric au début de 1956 a noté ce changement d'événements
Le modèle de laboratoire a été assemblé et les premiers programmes de commutation téléphonique ont été écrits pour ce modèle.
La figure 9-19 est une vue du modèle de laboratoire construit au laboratoire de Whippany, New Jersey. À ce moment-là, Morris, dans l'Illinois, avait été sélectionné pour le site d'essai sur le terrain, et le système modèle est devenu connu sous le nom de «pré-Morris». Le premier appel téléphonique a été passé par ce système en mars 1958.
Pour les raisons données précédemment, les systèmes pré-Morris et plus tard Morris utilisaient le réseau de tubes à gaz. Cela nécessitait le nouveau téléphone à faible puissance utilisant une sonnerie électronique, qui a été testé sur le terrain à Crystal Lake, dans l'Illinois, avant son utilisation dans l'essai Morris.

Fig. 9-19. Le système de commutation électronique de modèle de laboratoire "pré-Morris" à programme enregistré. Le premier appel téléphonique via ce système a été passé en mars 1958.

4.5 PBX électronique
En 1955, plusieurs propositions ont été faites pour fournir un PBX d'autocommutateur privé moderne dans les plus petites tailles de lignes - certaines pour desservir aussi peu que 20 à 50 lignes.
Une proposition utilisait des relais et des commutateurs crossbar, mais ajoutait des transistors, des diodes semi-conductrices et des noyaux magnétiques pour exploiter leur plus petite taille et leur vitesse beaucoup plus rapide dans un système autonome.
Une deuxième proposition consistait à adopter le concentrateur à relais à diodes à gaz précédemment décrit comme interrupteur des locaux du client ; le bureau central contiendrait une ou plusieurs unités de commande qui seraient partagées par un certain nombre d'unités de commutation basées sur le client. Le contrôle communiquerait avec les commutateurs via une liaison de données, et les liaisons PBX du commutateur se termineraient au bureau central contenant l'unité de contrôle. Sur la base de ces idées, le développement fondamental a été financé en mars 1956 et s'est poursuivi jusqu'en 1958.
Une troisième proposition pour le réseau du nouveau PBX appelait à placer des échantillons vocaux contrôlés électroniquement sur un « bus parlant ». Deux télé-téléphones pourraient être connectés en faisant en sorte que leurs signaux électriques soient échantillonnés en même temps. D'autres conversations pourraient être entrelacées de la même manière.
L'approche du commutateur par répartition dans le temps a même été préférée aux propositions par répartition dans l'espace dans la mesure où les éléments de commutation du réseau augmenteraient en fonction du nombre de lignes desservies, au lieu du carré de ce nombre.
La Fig. 9-20 montre la configuration de base des circuits de commutation et de commande pour le PBX électronique (EPBX).

Fig. 9-20. Schéma fonctionnel du PBX électronique, qui utilisait un réseau de commutation par répartition dans le temps et une configuration à deux bus. Les circuits de contrôle dans le bureau central ont accédé à jusqu'à 32 commutateurs à divers emplacements de clients.

Deux bus parlants sont représentés dans le schéma fonctionnel pour fournir une capacité supérieure à celle disponible avec un système à bus unique. Interconnecter la ligne A à la ligne B nécessite l'utilisation de la connexion interbus via les portes 4 et 5.
L'effort de développement fondamental s'est concentré sur la conception des éléments de l'interrupteur temporel, les systèmes de mémoire appropriés pour les mémoires électroniques de l'interrupteur, ainsi que les exigences et la logique de l'unité de commande. Les modèles de planche à pain et de brassboard de laboratoire ont démontré la faisabilité technique et, en septembre 1958, le développement spécifique de la production d'EPBX a été autorisé par Western Electric. Comme dans le projet Morris, la conception de l'unité de contrôle de l'EPBX est passée d'une logique câblée à une logique stockée avant son essai sur le terrain

4.6 L'essai sur le terrain de Morris
Avec la conception et la construction réussies du système de laboratoire pré-Morris, le développement du système Morris s'est poursuivi, en appliquant des dispositifs et appareils identiques ou très similaires.
Un réseau de tubes à gaz marqués d'extrémité a fourni les fonctions de concentration et de distribution, et un scanner de ligne a détecté l'état décroché/raccroché ainsi que les signaux d'impulsion de numérotation et les signaux de flash de commutateur.
La logique à diodes et transistors au germanium constituait les blocs de construction logiques pour la commande centrale et les autres unités fonctionnelles, et la mémoire à grille de barrière et la mémoire à points volants fournissaient le bloc-notes et les mémoires de programme. · L'organisation du système est illustrée à la Fig. 9-21.

Fig. 9-21. Organisation du système Morris, Illinois. La plupart des dispositifs et appareils étaient similaires à ceux utilisés pour le système pré-Morris.

Le marqueur a exécuté l'ordre du réseau transmis par la commande centrale et a fourni un tampon entre la vitesse de fonctionnement de 3 microsecondes de la commande centrale et les millisecondes nécessaires au marqueur pour trouver et marquer une connexion dans le réseau de tubes à gaz. Le distributeur de signaux servait d'autre dispositif de mise en mémoire tampon qui acceptait les informations d'adresse codées à des vitesses de la microseconde et sélectionnait les relais à actionner et à libérer. La plupart des relais étaient associés aux divers circuits interurbains
L'élément de croisement du réseau de commutation, le tube à gaz à cathode froide, est illustré à la Fig. 9-22.

Fig. 9-22. Point de croisement du tube à gaz (en haut) et module de réseau enfichable (en bas) pour le système Morris. En plus de sa fonction de commutation, l'appareil amplifie les signaux vocaux

C'est un tube au néon qui nécessite l'application de 200 volts pour provoquer l'ionisation et la conduction
Lorsque le tube conduit, sa tension chute à 110 volts et 10 milliampères de courant circulent. Dans cet état, l'appareil possède une résistance alternative négative qui amplifie les petits signaux (courants de conversation) transmis à travers lui. Ce gain compense les pertes dans les transformateurs et autres circuits du réseau. Un chemin unique à travers le réseau Morris est illustré à la Fig. 9-23.

Fig. 9-23. Chemin à travers le réseau de commutation de tubes à gaz du système Morris

Comme indiqué sur la Fig. 9-24, le marqueur de réseau (seule la partie de distribution est représentée par souci de simplicité) a reçu les adresses de borne de la connexion souhaitée et a utilisé cette information pour appliquer des tensions de marquage à chaque extrémité du réseau. Les signaux de tension propagés vers l'étage central ou joncteur du réseau.
Les signaux ne traversaient pas les points de croisement occupés et étaient donc «exclus» d'éventuelles doubles connexions. Le signal de marquage s'est propagé à travers des points de croisement inactifs, et le signal de marquage de chaque extrémité du réseau s'est propagé à un certain nombre de terminaux de chaque côté de l'étage de jonction au milieu du réseau. L'étage joncteur comprenait un ensemble de circuits joncteurs qui étaient séquentiellement interrogés ou permettaient de trouver un circuit joncteur qui avait le signal de marquage présent aux deux bornes. Lorsque cette condition était obtenue, une tétrode à tube à gaz spéciale s'ionisait et les diodes à gaz sélectionnées s'allumaient et restaient allumées après que les tensions de marquage et de validation du joncteur aient été supprimées. Les chemins non sélectionnés se sont désionisés et seule la connexion souhaitée est restée. Les nombreuses connexions possibles qui ont été testées séquentiellement avec les circuits de jonction ont fourni au réseau sa redondance pour fonctionner avec des éléments de réseau occasionnellement défaillants et pour répondre aux faibles exigences de blocage pour son trafic technique.
Une fois un chemin établi, la "mémoire" de la connexion était l'état conducteur des diodes à gaz. Pour libérer la connexion, une tension de marquage négative était appliquée au terminal du client dont le signal de raccrochage avait été détecté en premier
Ce signal s'est propagé à travers les diodes à gaz et le circuit de jonction et a libéré la connexion. L'opération de déblocage a généré une impulsion sur la borne du raccordement du second client. Cette impulsion a été détectée et traduite (dans un circuit d'identification non représenté sur la Fig. 9-24) en l'adresse du terminal. Cette information a ensuite été lue par le contrôle central afin qu'il puisse mettre à jour sa mémoire occupé-inactif pour refléter la déconnexion du deuxième client.

Fig. 9-24. Connexion parlante du système Morris montrant les tensions de marquage qui ont provoqué la propagation des signaux de commande de connexion à l'étage de jonction du réseau.

La figure 9-25 montre les réseaux de concentration et de distribution à Morris.
Des lampes fluorescentes à l'intérieur des armoires excitaient un matériau photoélectrique déposé à l'intérieur de chaque diode. Cela a servi à fournir un nombre suffisant d'électrons libres dans le gaz pour assurer une ionisation rapide du gaz en réponse aux signaux de tension de marquage. Le signal de sonnerie était une tension de fréquence audio de bas niveau qui pouvait être transmise à travers les tubes de gaz et la ligne. transformateurs. (Les signaux de sonnerie normaux de 90 volts étaient trop importants pour traverser le réseau de diodes à commutation électronique.)
Fig. 9-25 Fig. 9-26

Fig. 9-25. Réseaux de concentration et de distribution du système Morris. Les lampes fluorescentes excitaient suffisamment d'électrons libres pour que les tubes à gaz fonctionnent. D. T. Osmonson vérifiant le fonctionnement d'un module de tubes à gaz dans le réseau.

Fig. 9-26. Poste téléphonique utilisé dans le procès Morris. Le circuit à transistor fournissait une amplification à la fois pour la tonalité de sonnerie et pour la parole. les cloches sont connues sous le nom de "sonnerie de tonalité".

Le téléphone illustré à la Fig. 9-26 utilisait deux transistors dans un amplificateur accordé pour détecter une fréquence de sonnerie particulière et amplifier le signal. pour conduire le klaxon miniature montré sur la photo. Ce substitut électronique à l'électromécanique. L'amplificateur accordé a détecté différentes fréquences pour différents téléphones de ligne de groupe et a ainsi fourni une sonnerie entièrement sélective pour jusqu'à huit parties. Lorsque le récepteur a été retiré, les contacts de l'interrupteur ont reconfiguré les transistors en un amplificateur de parole. Cela réduisait la puissance de ligne requise et le courant réduit permettait l'utilisation d'un transformateur de ligne plus petit connectant la boucle du client au réseau de commutation.
Le magasin "flying spot" de Morris était nettement plus grand et plus rapide que le modèle de laboratoire. Le passage de la logique câblée au contrôle par programme enregistré a entraîné la conception de circuits d'entraînement et de rétroaction plus sophistiqués pour réduire le temps d'accès et augmenter le nombre de canaux de données.

La figure 9-27 montre le réseau multiple d'objectifs, de plaques photographiques et de photomultiplicateurs de détection qui, avec le tube à rayons cathodiques, ont fourni une mémoire de 2,2 millions de bits. Pour obtenir la haute précision et la rapidité des opérations requises du magasin de points volants, un certain nombre de canaux ont accédé à des plaques photographiques, qui étaient des plaques de code donnant une réponse unique pour chacune des 256 valeurs de déviation verticale et horizontale du faisceau.

Fig. 9-27. Morris flying-spot store, qui fournissait une mémoire de 2,2 millions de bits. (Actes, Assemblée générale d'automne, IEEE, octobre 1960.) Les débuts de la commutation électronique.

Comme le montre la Fig. 9-28, cette information a fourni le signal d'erreur pour un système de déviation de rétroaction, qui a atteint une précision de déviation de faisceau autrement impossible à atteindre. En combinant l'entraînement direct et à rétroaction, la vitesse de fonctionnement de la mémoire a été augmentée de sorte que des mots d'instruction successifs de 25 bits puissent être lus par la commande centrale toutes les 2,5 microsecondes. Pour fonctionner avec des imperfections occasionnelles dans les plaques photographiques (la densité d'information était d'environ 42 000 bits par pouce carré dans un réseau de 256 par 256 de points opaques et clairs), chaque mot d'instruction comprenait un Hamming de 5 bits.

Figure 9-28. Systèmes de rétroaction de déviation horizontale et verticale utilisés pour augmenter la précision du faisceau à des niveaux auparavant inaccessibles. (Proceedings, General Fall Meeting, IEEE, octobre 1960.) code et un bit de parité pour corriger les erreurs sur un seul bit et détecter les doubles erreurs.

Le programme Morris nécessitait 50 000 instructions, dont un tiers contenait les fonctions d'exploitation du téléphone et les deux tiers restants étaient utilisés pour la maintenance et l'administration. Cela équivalait à 1,2 million de bits de mémoire à accès aléatoire à grande vitesse pour le programme seul. La mémoire de traduction était également stockée dans cette mémoire. Comme on peut le voir sur la figure 9-29, qui représente l'état de l'art à la fin de 1956, la mémoire de point de vol répondait le mieux aux besoins de grands programmes stockés semi-permanents.
Fig. 9-29. En 1956, un magasin de photographie a fourni une mémoire morte électronique facilement modifiable avec la meilleure combinaison de capacité et de vitesse.

L'essai sur le terrain de Morris a commencé avec un service à temps partiel le 1er juin 1960 et a été développé jusqu'à un service 24 heures sur 24 le 11 novembre 1960.
En juin 1961, un pic de 434 téléphones principaux (total d'environ 650 téléphones principaux et supplémentaires) étaient en service et se sont maintenus à ce niveau ou près de ce niveau pour le reste de l'essai, qui s'est terminé en janvier 1962. Morris a prouvé la solidité fondamentale des contrôle de programme pour les systèmes de commutation téléphonique et a fourni l'expérience et les connaissances nécessaires à la conception de la production d'ESS. Une fois le système ébranlé, Morris a pu fonctionner avec une disponibilité de près de 99,99 %. À la fin de l'essai, les rapports de problèmes des clients étaient tombés en dessous de la moyenne nationale pendant plusieurs semaines à la fois. En excluant les pannes de tube à vide et de diode à gaz, le circuit logique à semi-conducteur pa12ks a échoué à un taux de moins de deux paquets de 11 000 par mois, et pendant les six derniers mois de l'essai sur le terrain, il n'y a eu qu'une seule panne de paquet logique.
Le plan de maintenance Morris a été conçu pour simplifier la maintenance en permettant au système lui-même d'effectuer l'essentiel des tests, des analyses et des rapports de panne. Dans la plupart des cas, la tâche du personnel de maintenance consistait uniquement à rechercher un rapport de panne imprimé dans un dictionnaire de maintenance pour trouver l'emplacement d'un module de plug-in défectueux et le remplacer.
Cette technique a été employée avec succès par des artisans qui avaient reçu divers niveaux de formation dans l'administration et l'entretien de Morris. En outre, de nombreux clients disposaient de nouvelles fonctionnalités d'appel qui n'étaient disponibles nulle part auparavant. La numérotation abrégée permettait au client de composer un code à deux chiffres; la mémoire contenait le code et le numéro de bureau à sept chiffres correspondants, qui ont été utilisés pour terminer l'appel. Le client a remis au personnel administratif du central une liste de numéros à sept chiffres correspondant à quatre codes à deux chiffres disponibles.
Une autre caractéristique était la possibilité, sous la direction du client, de transférer automatiquement les appels vers un autre numéro de téléphone, spécifié en composant les codes de commande et le deuxième numéro désigné.
Le système stocke automatiquement les informations requises et transfère les appels vers le nouveau numéro jusqu'à ce que la fonction soit annulée par la composition par le client d'un second code de commande spécifié. Non seulement le contrôle par programme enregistré a fourni les nouvelles fonctionnalités sans matériel supplémentaire, mais ces capacités ont été ajoutées avec des modifications et des ajouts relativement modestes au programme et à l'espace en mémoire.
Apporter les mêmes modifications aux systèmes de l'art antérieur aurait été beaucoup plus étendu et coûteux. Cet avantage, ainsi que le haut degré d'automatisation de la maintenance grâce à l'utilisation de la commande par programme enregistré, ont été les moteurs de la révolution dans la conception des systèmes de commutation téléphonique.

4. 7 nouveaux appareils
Au cours du développement exploratoire du PBX électronique et du central électronique Morris, de nombreuses innovations ont été apportées aux systèmes de mémoire, aux périphériques réseau et aux éléments logiques. Les diverses améliorations ont été étudiées et essayées ; certains ont été adoptés, d'autres rejetés. Au moment où le système Morris était opérationnel, une révolution technologique avait rendu obsolètes tous ses principaux composants. Cette révolution a abouti à de grandes mémoires magnétiques, à de nouveaux éléments de réseau et à l'introduction de transistors en silicium et de circuits à diodes. Un bref examen de certains des appareils nouveaux ou améliorés suit.

4.7.1 Systèmes de mémoire
Les pré-Morris et Morris utilisaient deux mémoires à accès aléatoire à grande vitesse, auxquelles la commande commune accédait indépendamment et simultanément lors de l'exécution de son programme. Le magasin "flying-spot" contenait le programme et les données qui restaient constantes sur une période de temps allant de quelques semaines à plusieurs années. Elle était connue comme une mémoire semi-permanente dans la mesure où elle nécessitait une intervention humaine pour modifier son contenu ; le programme était ainsi protégé contre sa propre destruction par inadvertance. Une deuxième mémoire servait de bloc-notes pour les informations changeant rapidement telles que le nombre d'impulsions de numérotation et les données de trafic. C'était ce qu'on appelait une mémoire temporaire, et dans le système Morris, le magasin de grille de barrière était utilisé à cette fin.
Il est intéressant de noter que cet agencement de stockage double n'était pas utilisé dans les ordinateurs à usage général de l'époque, car ils n'avaient pas les exigences de fiabilité strictes imposées à la commande de programme stocké utilisée dans les systèmes de commutation du bureau central. Un avantage supplémentaire de l'arrangement est la lecture simultanée d'instructions de programme et la lecture ou l'écriture de données, ce qui se traduit par des vitesses de traitement de données supérieures à celles pouvant être obtenues avec une seule mémoire.
La mémoire de torsion à aimant permanent - annoncée par Bell Laboratories en 1959 - fournissait un stockage aussi rapide que la mémoire centrale, conservait ses données de manière fiable et était nettement moins cher que les mémoires centrales équivalentes. La mémoire du twistor est basée sur les propriétés magnétiques d'une bande de permalloy enroulée en hélice autour d'un fil de cuivre fin, comme illustré à la Fig. 9-30.

Fig. 9-30. Construction de la mémoire du twistor, 1963 : une bande de permalloy enroulée en hélice autour du fil de cuivre..

A cette époque, la mémoire twistor offrait des performances supérieures à celles des noyaux magnétiques à accès à courant coïncident. Pour faire fonctionner une mémoire centrale de taille équivalente aux vitesses atteignables avec le twistor, il aurait fallu beaucoup plus de puissance de fonctionnement.
Le twistor à aimant permanent ou la mémoire PMT a été utilisé pour la première fois dans les systèmes militaires dans des capacités de mémoire relativement petites,
Les débuts de la commutation électronique, mais des mémoires beaucoup plus grandes ont été construites et signalées peu de temps après.La mémoire PMT est devenue un concurrent du magasin "flying-spot" pour le modèle de production de l'ESS.
Un autre concurrent développé par les ingénieurs des Bell Labs était la mémoire capacitive stockage ou "capstore". C'était simplement une matrice de condensateurs auxquels des impulsions d'entrée étaient appliquées sur les lignes de mot et les condensateurs individuels connectés aux lignes de bit de sortie. Comme le montre la Fig. 9-31, la valeur binaire du mot a été déterminée par la présence ou l'absence de condensateurs de couplage entre les lignes de mot d'entrée et les lignes de bit de sortie.

Figure 9-31. Schéma montrant le concept de la mémoire capstore : les mots ont été construits à partir de motifs de condensateurs de couplage. (Transactions IRE sur les ordinateurs électroniques, EC-10 septembre 1961.)


Figure 9-32. En haut : agencement des motifs cuivre et diélectrique formant les condensateurs. En bas : photo d'un capstore d'une capacité de 32 mots de 18 bits chacun. (IRE Transactions on Electronic Computers, septembre 1961.)

4.7.2 Périphériques réseau et de numérisation
Bien que le réseau de tubes à gaz ait fonctionné de manière satisfaisante lors de l'essai sur le terrain de Morris, il présentait suffisamment de problèmes pour justifier l'exploration de technologies alternatives. Comme prévu, le taux de défaillance des tubes à gaz était significativement plus élevé que celui attendu des transistors et des diodes. Même pendant les premières étapes de planification, les transistors étaient considérés comme le dispositif de production du réseau, et les tubes à gaz ont été acceptés pour être utilisés à Morris comme approche provisoire.
Un agencement de deux transistors à jonction dans une "connexion en crochet", comme le montre la figure 9-34, donne un commutateur bistable qui peut être marqué comme un tube à gaz. Les mêmes caractéristiques de fonctionnement peuvent . La mémoire de feuille de ferrite qui utilisait la fabrication par lots pour éviter l'assemblage et le filetage manuels des matrices magnétiques de noyaux soit obtenue dans un seul dispositif à quatre couches - la diode pnpn - également illustrée à la Fig. 9-34. Contrairement à la diode à gaz, les commutateurs bistables à semi-conducteurs ont une certaine perte à l'état "marche", de sorte que les réseaux constitués de ces éléments dégraderaient davantage la transmission que le tube à gaz. De même, l'impédance "off" du pnpn et de la connexion crochet était inférieure à celle des tubes à gaz. L'impédance "off" réduite dégraderait la marge de diaphonie. D'autre part, le pnpn offrait non seulement un appareil plus fiable, mais qui fonctionnait sur des tensions beaucoup plus basses, consommait beaucoup moins d'énergie et était beaucoup plus compact.

Image 9-34. Alternatives à l'état solide pour les commutateurs réseau : en haut à gauche, la configuration « crochet » des transistors ; en haut à droite, la diode pnpn. Ci-dessous, courbe caractéristique tout ou rien de la diode pnpn. tensions et courants sans circuits spéciaux. Cela a supprimé le coût supplémentaire des circuits d'accès et de protection spéciaux et a éliminé la nécessité de passer aux nouveaux téléphones.

L'une des principales limitations des éléments de réseau électronique était leur incapacité à gérer directement certaines des signalisations téléphoniques conventionnelles et à tester les tensions et / ou les courants. Par exemple, dans les systèmes de commutation crossbar, un téléphone sonne en connectant sa boucle à travers le réseau de commutation à un générateur de sonnerie. Le signal de sonnerie requis pour faire fonctionner la sonnerie est nominalement de 86 volts r.m.s. à 20 hertz superposé à 48 volts de. Pour collecter ou rendre des pièces, un signal de 130 volts est envoyé à travers le réseau vers les téléphones à pièces. Les circuits de test nécessitent également des déconnexions électriquement transparentes via le réseau de commutation vers la boucle du client.
Des circuits d'accès et de protection spéciaux ont dû être ajoutés à chaque ijne pour accueillir les réseaux électroniques, que le réseau électronique soit à division spatiale ou à division temporelle.
Le système Morris a abordé la gestion de la sonnerie avec un nouveau téléphone contenant une sonnerie basse tension, mais d'autres exigences pour les lignes à pièces et PBX et les tests de boucle n'ont pas été résolues lors de l'essai sur le terrain.
Bien que l'utilisation de la diode pnpn comme point de croisement de réseau ait été vigoureusement poursuivie, l'invention du commutateur ferreed (une contraction de ferrite et de reed magnétique) par A. Feiner, C. A. Lovell, T. N Lowry et P. G. Ridinger est rapidement devenue la solution économique. choix. Il était basé sur un petit interrupteur Reed sec, auquel était ajoutée une structure de verrouillage magnétique qui pouvait être actionnée et libérée avec des commandes électroniques. En même temps, il a fourni des contacts métalliques qui pouvaient gérer la large gamme de signalisation et de test existants npn pnp.
La figure 9-35 montre une version antérieure (1960) du ferreed qui utilisait de la ferrite frittée en poudre; Ceci était connu sous le nom de "marquage destructif" et éliminait le besoin d'ouvrir des points de croisement fermés à la fin d'une connexion avec peu de risques

Figure 9-35. Commutation ferrée expérimentale utilisant des tiges et des disques de fer rite en poudre et frittés pour verrouiller les interrupteurs à lames magnétiques sous verre
Les enroulements différentiels (XI, X2, Yl, Y2) sont pulsés simultanément pour fermer les contacts ; les impulsions de l'un ou l'autre des enroulements provoquent à elles seules l'ouverture des contacts. Les débuts de la commutation électronique.

La figure 9-36 montre le modèle de production, qui utilisait Remendur comme verrou magnétique.
Les points de croisement ferrés ont été assemblés en commutateurs matriciels, et les réseaux ont été construits à partir de ces commutateurs d'une manière topologiquement similaire aux réseaux de commutateurs crossbar. Lors de l'exploitation d'un point de croisement dans un commutateur matriciel ferré, cependant, des techniques très différentes sont utilisées pour la commande. Des courants simultanés à travers les enroulements horizontaux et verticaux du point de croisement sont nécessaires pour le faire fonctionner. Le courant à travers un seul enroulement fera tomber un point de croisement fermé ou le laissera inchangé s'il est ouvert. Les commutateurs individuels étaient disposés dans une matrice de sorte que tous les enroulements horizontaux d'une rangée étaient connectés en série, et tous les enroulements verticaux d'une colonne étaient également connectés en série.
Le courant simultané à travers une ligne et une colonne a ainsi actionné le point de croisement à l'intersection et libéré tous les autres points actionnés sur la même ligne et la même colonne .

C'était ce qu'on appelait le "marquage destructif" et qui éliminait la nécessité d'ouvrir des croisements fermés en fin de raccordement avec peu de risque de doubles raccordements, tout en simplifiant grandement le contrôle de l'établissement et du démontage des raccordements. La taille du commutateur a été choisie en tenant compte du coût du contrôle, des configurations du réseau, de la taille des trames résultantes et du coût du commutateur. L'ESS n° 1 utilise principalement un commutateur huit par huit. Un nombre binaire est géré plus efficacement par un programme stocké, et les autres facteurs ont déterminé la préférence pour 8 au lieu de 4 ou 16. Dans les réseaux précédents, un troisième fil, le manchon, était commuté avec la pointe et l'anneau pour former la mémoire de l'état des connexions dans le réseau. Plutôt que d'utiliser cette technique, l'état du ferreed était conservé dans une mémoire temporaire de masse, appelée «carte», et maintenu en phase avec l'état réel du réseau via le programme. Cela réduisait le coût du système total et permettait au programme de "réserver" des chemins en mémoire avant la connexion réelle à établir. Pour balayer les lignes et les circuits à la recherche d'origines, de déconnexions, d'impulsions de numérotation, etc., les tensions de raccrochage et de décrochage associées polarisaient les éléments de diode semi-conductrice dans le scanner d'essai sur le terrain de Morris. Les impulsions d'interrogation seraient en conséquence transmises ou bloquées. Bien que de conception simple, des réseaux de composants élaborés ont été associés à chaque diode pour la protéger des hautes tensions et courants et pour équilibrer les signaux alternatifs induits longitudinalement. Cela a conduit à l'invention du "Ferrod" par J. A. Baldwin et H. F. May. Avec le Ferrod raccroché et décroché, les courants de boucle étaient magnétiquement couplés par des enroulements à un bâton de ferrite, qui avait la taille d'une grande allumette en papier. La différence de courants permettrait ou inhiberait sélectivement le couplage d'impulsions d'un enroulement d'interrogation à un enroulement de détection. Des enroulements équilibrés annulaient les signaux d'interférence induits longitudinalement, et le couplage magnétique plutôt que direct de la boucle à l'électronique d'interrogation et de détection protégeait cette dernière des croisements de lignes électriques ou des coups de foudre.
La figure 9-37 montre le Ferrod dans ses applications les plus omniprésentes.

Figure 9-37. Point de balayage Ferrod utilisé dans ESS. Les dispositifs typiques utilisés dans le balayage de ligne satureraient à un courant de boucle de 10 milliampères et fourniraient un couplage maximal des enroulements d'interrogation et de lecture pour 5 milliampères ou moins.

4.7.3 Éléments logiques
Les éléments logiques du Morris ESS étaient des portes ET et OU à diodes à contact ponctuel avec des étages de jonction en alliage de transistors au germanium pour fournir un gain et/ou une inversion logique. Un catalogue de cartes électroniques "universelles" a fourni les blocs de construction logiques de ce système. Une approche différente pour fournir des éléments logiques « universels » a été proposée pour l'EPBX et l'ESS de production. Les concepteurs du PBX ont choisi d'utiliser une seule porte composée de résistances et de transistors à jonction diffusée au silicium ; la porte NOR de base pourrait être utilisée dans combinaison pour générer les fonctions AND, OR et INVERT nécessaires.
Les concepteurs de circuits ESS lors de la conception de la production ont opté pour la porte NAND plus chère mais plus rapide nécessitant des diodes et des transistors au silicium. Sa consommation d'énergie moindre et son ventilateur plus élevé ses capacités d'entrée et de sortie l'ont rendu attrayant pour les concepteurs du SSE n° 1.
Les familles logiques décrites sont indiquées à la Fig. 9.38.

V. LE DEVELOPPEMENT DE LA COMMUTATION ELECTRONIQUE

En 1958, le développement de l'ESS chez Bell Labs à Whippany, New Jersey consistait en deux efforts majeurs. L'effort principal, en termes de personnel, a consisté à achever les conceptions matérielles et logicielles du système Morris. Cela comprenait l'écriture et l'utilisation de simulateurs pour tester le logiciel avant qu'il ne puisse être testé dans le laboratoire système. Le laboratoire du système était une réplique fonctionnelle complète du système de Morris, dans l'Illinois, et a été utilisé pour tester le matériel et les logiciels fonctionnant ensemble comme un système.
Et, alors que le développement du système Morris était en cours d'achèvement, un deuxième effort parallèle de Whippany a été lancé sur la conception du premier système de production, l'ESS n ° 1.

5.1 De Morris au début de l'ESS n°1
L'autorisation de développer l'ESS a été approuvée par Western Electric en mars 1958, le même mois que le premier appel a été placé dans le système pré-Morris. À ce moment-là, il a été reconnu que le tube à gaz serait probablement remplacé et que des transistors et des diodes au silicium à jonction diffuse plus performants étaient plus adaptés à la conception de la production. Le fonctionnement en série du magasin de grille de barrière a également été considéré comme trop lent pour le fonctionnement du processeur à grande vitesse.
En 1960, tous les principaux composants matériels avaient été sélectionnés. Cela comprenait le point de croisement ferrod, le magasin de torsion à aimant permanent pour les données de programme et de traduction, le magasin de feuilles de ferrite pour les données transitoires, et la diode et les transistors au silicium pour le circuit logique. Il est intéressant de noter que tous les choix représentaient le meilleur choix en termes de consommation d'énergie. L'utilisation d'un système de climatisation "fiable" pour répondre à la plage de températures de fonctionnement requise dans un environnement de bureau central normal suscite de vives inquiétudes. Une climatisation fiable nécessitait un équipement de production d'énergie de secours coûteux pour sauvegarder l'alimentation commerciale.
Le système d'essai sur le terrain de Morris a fourni de nombreuses informations fondamentales pour le système de production. Le plus important était la faisabilité du contrôle du programme enregistré pour fonctionner de manière fiable en temps réel, 24 heures par jour. Les principales unités fonctionnelles ont été dupliquées et le système comprenait des vérifications opérationnelles pour le matériel et les logiciels. Des programmes spéciaux, connus sous le nom de programmes de dépannage, ont été lancés en réponse aux échecs de ces contrôles opérationnels. Les programmes ont rapidement identifié l'équipement défaillant (réseau, mémoire, unité de contrôle, etc.) et l'ont automatiquement mis hors service, laissant le double prendre le relais. Le système pourrait automatiquement isoler et supprimer les unités défectueuses, et ainsi continuer à faire fonctionner Morris même si des composants pouvaient tomber en panne ou fonctionner par intermittence. La sagesse de cette philosophie de conception a été confirmée par une disponibilité sans précédent pour un système électronique aussi complexe, supérieure à 99,99 % sur une période de plusieurs mois.
Un "rapport final" sur Morris, daté de mars 1963, déclare : En excluant les pannes dues à la défaillance de l'installation de climatisation, les pannes des 11 à 114 derniers mois ont été en moyenne de 4 secondes par jour ou moins de 0,005 %. un système expérimental qui contenait environ 75 000 diodes semi-conductrices, 12 000 transistors, 30 000 tubes à gaz et 2 000 tubes à vide. Le système Morris a prouvé que des systèmes de commutation électroniques complexes pouvaient être maintenus en fonctionnement essentiellement continu pendant de longues périodes. se sont avérés relativement faciles à mettre en œuvre avec un contrôle par programme enregistré ont été inclus dans l'essai de Morris.
Les «services Belltronic», comme on les appelait, comprenaient la numérotation abrégée, l'appel par code, le transfert de numérotation, etc. La réponse des clients a été évaluée et jugée très positive.
L'essai Morris a démontré la valeur des techniques de maintenance corrective, par lesquelles une unité défectueuse a été diagnostiquée pour déterminer la réparation, et la réparation a été effectuée en remplaçant quelques packs de plug-in.
L'essai a également démontré l'intérêt de générer un "dictionnaire" des schémas de défaillance et d'avoir un accès aux tests adéquat pour les programmes de diagnostic. Dans l'ensemble, l'utilisation de programmes stockés pour aider les artisans à faire fonctionner et à entretenir l'équipement du bureau central devait être un avantage clé dans les conceptions ultérieures du système.
Bien que les changements dus à l'évolution technologique aient été largement répandus dans le matériel du système, la solidité de l'architecture fondamentale et de l'approche du programme stocké a été prouvée à Morris, Illinois. Le vaste essai sur le terrain comprenait une année de service fiable à plein temps, autour du quai, pour plus de 400 clients.

Peu de temps après que le vice-président JA Morton a engagé la feuille de ferrite dans les systèmes de commutation électroniques en évolution, le développement a été transféré à Allentown, en Pennsylvanie, où une équipe conjointe Bell Laboratories-Western Electric a introduit avec succès la feuille de ferrite dans la fabrication. La mémoire a d'abord été utilisée dans les commutateurs électroniques 1ESS et 101ESS. Pour le plus petit bureau, le magasin d'appels du commutateur électronique 1ESS contenait quatre modules de mémoire à feuille de ferrite organisés pour stocker 8192 mots, chacun de 24 bits de long. Plusieurs unités étaient utilisées dans les grands bureaux. Plus tard, une organisation différente de cette mémoire a également été utilisée dans les premières installations du commutateur électronique 2ESS. La production de la mémoire à feuille de ferrite a commencé chez Western Electric en 1963. La même année, elle a été introduite dans le premier bureau utilisant 101ESS. La mémoire de feuille de ferrite, telle qu'utilisée dans l'équipement de commutation ESS. Un module se composait de 12 blocs de 16 feuilles et d'une feuille de rechange. Chaque bloc stocke 4096 bits. Quatre modules composent un call store organisé en 8 192 mots de 24 bits

5.2 Le développement du SSE No.101
Le PBX électronique a été renommé n ° 101 ESS pour indiquer qu'il devait faire partie d'une famille de systèmes de commutation électronique Bell System.
Comme décrit précédemment, l'examen des nouvelles technologies a parfois pris des directions différentes pour les projets ESS n° 1 et ESS n° 101, mais là où des économies de développement et de fabrication étaient indiquées, des choix communs ont prévalu. Ainsi, le torseur à aimant permanent et le magasin de tôles de ferrite ont été sélectionnés pour la commande commune des ESS n° 1 et n° 101. En passant du modèle de brassboard à la conception de production, l'ESS n ° 101 a également adopté l'approche du programme stocké, car la flexibilité de la conception pour obtenir de nouvelles fonctionnalités sophistiquées et des aides à l'exploitation et à la maintenance étaient importantes pour la conception du PBX ainsi que au n°1 ESS.
L'ESS n ° 101 comprenait un réseau temporel à modulation d'impulsions en amplitude (PAM). Cela a été sélectionné pour être utilisé dans les unités de commutation afin d'exploiter la grande vitesse et la petite taille des composants semi-conducteurs. La complexité compensatoire de l'interfaçage avec les tensions et les courants de signalisation se limitait à fournir des commandes de sonnerie spéciales dans chaque circuit de ligne et des circuits de détection d'impulsions de numérotation dans chaque circuit de réception de chiffres. Les circuits de détection d'impulsions transmettent directement les signaux TOUCH-TONE et convertissent les impulsions de numérotation en rafales de tonalités de fréquence audio qui sont détectées par l'unité de commande. D'autres signaux spéciaux et un accès de test commuté, considérés comme essentiels dans les centraux téléphoniques, n'étaient pas nécessaires dans les applications PBX.
Le laboratoire de développement ESS n ° 101 sous la direction de W. A. Depp a été l'une des premières organisations techniques à être déplacée vers le nouveau bâtiment Holmdel, New Jersey Bell Laboratories au printemps 1962. Là, un modèle de laboratoire à grande échelle a été construit et exploité. pour l'achèvement de la conception du système. Une installation d'essai sur le terrain a été exploitée à partir de mars 1963 à New Brunswick, New Jersey avant la première installation commerciale. L'essai comprenait deux clients commerciaux et New Jersey Bell. Les débuts de la commutation électronique.

5.2.1 Conception initiale
Un ESS n° 101, la première installation commerciale de commutation électronique, utilisant un contrôle par programme enregistré, est entré en service à Cocoa Beach, en Floride, le 30 novembre 1963. À cette époque, chaque unité de commutation gérait jusqu'à 200 lignes, et l'unité de contrôle avait une capacité de 3200 lignes et 32 unités de commutation. Chaque unité de commutation à 200 lignes possède deux bus de 25 tranches de temps chacun ; toutes les lignes et jonctions ont accès aux deux bus, comme illustré à la Fig. 9-20. Le bus double sert des conférences téléphoniques à 3 et 4 voies. Si un bus tombe en panne, il reste encore 25 créneaux horaires disponibles pour toutes les lignes et lignes réseau. La capacité de transport d'appels avec un seul bus est suffisante pour gérer toutes les charges de trafic sauf les plus lourdes.
La Fig. 9-39 illustre l'unité de commutation à 200 lignes et montre la facilité d'accès pour les ajouts et le remplacement des ensembles de circuits de ligne et de commutation. L'unité de commande ESS n° 101 est fonctionnellement organisée comme illustré à la Fig. 9-40.

La Fig. 9-39 illustre l'unité de commutation à 200 lignes et montre la facilité d'accès pour les ajouts et le remplacement des ensembles de circuits de ligne et de commutation.
L'unité de commande ESS n° 101 est fonctionnellement organisée comme illustré à la Fig. 9-40.

Figure 9-40. Schéma de l'unité de commande n° 101 ESS. La mémoire d'information de ligne et la mémoire de programme sont des mémoires de torsion à aimant permanent ; la mémoire d'état d'appel et la mémoire de données et de chiffres sont des mémoires à feuille de ferrite. (IEEE Transactions on Communications and Electronics, Vol. 83, juillet 1964.)

La mémoire d'informations de ligne contient des informations sur la classe de service et des données pour les services verticaux, telles que les listes de numérotation abrégée pour chaque ligne desservie. La mémoire d'informations de ligne est la seule unité fonctionnelle non dupliquée. Le système est conçu pour fournir un service de base lorsque la mémoire d'informations de ligne est hors service, et le coût supplémentaire d'une mémoire en double pour les caractéristiques verticales a été considéré comme injustifié. La mémoire de programme et la mémoire d'informations de ligne sont des mémoires de torsion à aimant permanent
La mémoire d'état d'appel contient des blocs successifs de 4 mots associés à chaque tranche de temps dans chaque unité de commutation. Le premier mot de chaque bloc est la "marque de progression d'appel". La marque de progression d'appel indique l'état de l'appel dans son intervalle de temps associé. La marque de progression de l'appel peut être inactive (aucun appel dans ce créneau horaire), en provenance (une ligne vient de décrocher et a été connectée à un créneau horaire disponible), en numérotation, en sonnerie, en conversation, etc. Au fur et à mesure que l'appel est avancé par l'action du programme de traitement des appels, la marque de progression de l'appel est mise à jour en conséquence.
La mémoire de données et de chiffres contient un changement d'état de supervision ou des informations de signalisation transmises sur des circuits de données et de chiffres à partir de chacune des unités de commutation et collectées par la logique d'entrée-sortie. La logique d'entrée-sortie balaie périodiquement toutes les lignes de données et de chiffres pour collecter les informations de signalisation et de supervision en temps réel. La mémoire d'état d'appel et la mémoire de données et de chiffres sont des mémoires de feuille de ferrite.
Le programme de traitement d'appel traite successivement chaque unité de commutation. Il collecte d'abord toutes les nouvelles entrées pour cette unité de commutation à partir du magasin de données et de chiffres et prépare ces informations pour une action ultérieure.
Il procède ensuite au balayage de chaque marque de progression successivement pour déterminer si de nouvelles entrées permettront d'avancer un appel. Si un appel peut être avancé, le programme passe à une routine de progression d'appel associée à cet état de l'appel. À la fin des actions de progression d'appel appropriées, le balayage des marques de progression d'appel suivantes associées à la même unité de commutation est repris.
La Fig. 9-41 montre une unité de contrôle qui indique qu'elle peut être fournie dans des travées de 7 ou 11 pieds selon la hauteur du plafond et les besoins d'espace au sol. Pour atteindre sa capacité de 3200 lignes, seuls les équipements de données numériques et de jonction doivent être ajoutés.

Figure 9-41. Disposition de l'unité de contrôle n° 101 ESS, 1000 lignes. Pour une croissance jusqu'à 3200 lignes, seules les données numériques et les unités de jonction sont ajoutées. (IEEE Transactions on Communications and Electronics, Vol. 83, juillet 1964.)

5.2.2 Unités de commutation supplémentaires
Plus de 90 % des installations PBX comptaient 200 lignes ou moins, de sorte que l'unité de commutation à 200 lignes (lA) gérerait un large segment du marché. Il y avait également un besoin reconnu d'unités de commutation plus grandes pour répondre aux besoins plus importants des clients PBX, et trois unités supplémentaires ont été conçues et fabriquées pour fournir des capacités de 340, 820 et 4000 lignes (voir Fig. 9-42). Le plus grand, l'unité de commutation 4A, combine des commutateurs ferrés à répartition spatiale et des bus à répartition temporelle PAM pour fournir la capacité de terminal et de trafic nécessaireFigure 9-41. Disposition de l'unité de contrôle n° 101 ESS, 1000 lignes. Pour une croissance jusqu'à 3200 lignes, seules les données numériques et les unités de jonction sont ajoutées. (IEEE Transactions on Communications and Electronics, Vol. 83, juillet 1964.)

Figure 9-42. Options disponibles avec l'ESS n° 101, à commencer par une unité de commutation de 200 lignes.

Les unités de commutation ESS n ° 101 offraient le service Centrex-CU (pour Customer Unit). Centrex-CU fournissait à son client la numérotation entrante directe vers des extensions individuelles dans le PBX et identifiait automatiquement les appels composés vers l'extérieur pour fournir les détails de facturation au client du PBX. Les appels entre les extensions ont été commutés avec l'équipement dans les locaux du client, réduisant ainsi le nombre de lignes réseau nécessaires entre le client et le bureau central.
Dans cette application, l'ESS n° 101 a remplacé le PBX 701A et économisé de l'espace au sol dans les locaux du client. La première unité de commutation 4A a été mise en service en février 1967, sur le site nouvellement achevé d'Indian Hill Bell Laboratories à Naperville, Illinois. L'unité de commande de cet interrupteur était située dans la ville voisine de Wheaton. Ce système offrait la commodité des fonctions PBX modernes, telles que le renvoi d'appel vers un autre poste, la conférence à trois où l'un des trois correspondants pouvait être sur une ligne extérieure et une fonction de prise de groupe pour permettre les appels vers les postes d'un poste donné. bureau à récupérer par d'autres extensions dans le même bureau.
En 1969, l'ESS n ° 101 a été aménagé pour assurer le fonctionnement du satellite principal. Dans cet arrangement, plusieurs unités de commutation pour un seul client seraient situées dans des bâtiments séparés, mais tous les appels nécessitant un opérateur seraient acheminés vers un groupe commun d'opérateurs à un emplacement - le site du commutateur "principal".
À son apogée, l'ESS n° 101 a desservi 300 000 extensions de plus de 200 unités de contrôle.

5.3 Développement initial du SSE n° 1
En 1958, plusieurs mesures ont été prises pour lancer le développement de l'ESS n ° 1. Le développement menant à la fabrication a été autorisé en mars de cette année-là, et le travail de conception de la production a commencé au laboratoire de Whippany, New Jersey. Un nouveau centre d'ingénierie des systèmes a été créé à West Street, à New York, avec W. Keister comme directeur. Ce centre était chargé de définir les exigences pour l'ESS n ° 1 et les exigences pour le système d'essai sur le terrain à Morris, Illinois. Le laboratoire de développement ESS de Whippany comptait alors plus de 200 personnes réparties dans cinq départements. Il était dirigé par C. A. Lovell en tant que directeur et R. W.
Ketchledge en tant qu'assistant réalisateur. Les ingénieurs et les scientifiques de ces départements ont été progressivement déplacés sur une période de temps du travail sur Morris à la conception de la production. Au moment de l'autorisation de travaux, le premier appel venait de se terminer avec succès dans le modèle de laboratoire pré-Morris, et l'essai réel sur le terrain ne commencerait pas avant plus de deux ans.
Cependant, la conception de la production au cours de cette période a abouti à l'invention du ferreed (initialement destiné à être utilisé dans la partie concentrateur de ligne du réseau), à l'invention des portes logiques à diode-transistor au silicium "logique de bas niveau" ou "LLL" par WB Cagle et W. H. Chen, et l'invention de l'architecture de base du contrôle central par JA. Harr. Des décisions ont également été prises pour abandonner le magasin à grille barrière et le magasin à "points volants" au profit de la mémoire à noyau magnétique (sous la forme du réseau de feuilles de ferrite fabriquées par lots) et du torseur à aimant permanent. Ces jalons ont tous été atteints à la fin de 1959. À cette époque, la conception papier de la commande centrale comprenait le «module d'appel autonome», un processeur subsidiaire qui était le précurseur du «processeur de signal». Le traitement subsidiaire serait fourni dans les bureaux nécessitant une capacité de transport d'appels supérieure à celle pouvant être obtenue sans processeur de signal.
En janvier 1960, l'organisation de développement était passée à 240 et était divisée en deux laboratoires. C. A. Lovell dirigeait le laboratoire des systèmes et des logiciels, et R. W. Ketchledge avait été nommé directeur d'un laboratoire responsable de la conception de tous les circuits et équipements pour la production. En 1960, les travaux se sont poursuivis pour affiner la conception matérielle et déterminer les exigences logicielles.
Une version améliorée du ferreed a été développée en utilisant un manchon métallique de Remendur pour remplacer les tiges plus fragiles de matériau de ferrite . De plus, le processus épitaxial des Bell Labs pour la fabrication des transistors a permis l'utilisation de transistors au silicium pour obtenir des tensions de claquage plus élevées, réduire la tension de saturation collecteur-émetteur et obtenir une meilleure fiabilité de fonctionnement. En 1960 et 1961, des modèles de laboratoire de scanners à ferrod, de mémoires à feuille de ferrite et de torsion, d'unités logiques de contrôle central et d'unités de contrôle de réseau ont été assemblés et exploités. Du côté du système et du logiciel, la planification et le développement du programme étaient en cours. L'architecture du système était basée sur la taille et la capacité prévues des sous-systèmes. La structure de l'ordre des programmes a été évaluée en codant des séquences téléphoniques typiques et des travaux ont été lancés sur des programmes de support à la fois pour générer et pour déboguer les instructions ESS réelles. La planification d'un laboratoire système a commencé.
La flexibilité du contrôle par programme enregistré a également été étendue aux circuits interurbains conçus pour l'ESS n ° 1. L'équipement physique d'un circuit interurbain est dans la plupart des cas limité à celui nécessaire pour détecter et générer les signaux requis sur ces circuits et pour effectuer des opérations de commutation de base telles que la fermeture ou l'inversion de boucle. Tout le séquencement de ces opérations, y compris la synchronisation de la durée des signaux, est effectué par une commande centrale selon les instructions du programme. Cela a pour effet de minimiser la variété des circuits interurbains requis et de réduire leur coût, puisque des changements de synchronisation ou de séquence de fonctionnement peuvent être apportés par des changements dans le programme.
Au cours de 1961, les équipes de développement ont été réaffectées à une division distincte dédiée à la commutation électronique. Il était dirigé par W H. C. Higgins en tant que directeur exécutif et comprenait plus de personnes travaillant sur l'ESS n° 1, ainsi que le centre de W. A. Depp à Murray Hill, New Jersey, qui développait l'ESS n° 101, et J. A.
Le centre de Baird à Whippany, New Jersey, qui était responsable des applications militaires. Ce dernier groupe avait commencé le développement, en 1959, d'un système intégré (voix et données, analogique et numérique) pour le Signal Corps. Ce système, qui sera décrit plus tard, a adopté une grande partie du matériel et des logiciels ESS n ° 1.
Pendant le reste de 1961 et 1962, les conceptions du matériel ont été achevées et confiées à Western Electric pour la fabrication. À l'été 1962, la «division de commutation électronique a été transférée dans un nouveau laboratoire à Holmdel, New Jersey, et peu de temps après, des modèles de laboratoire de systèmes ont été assemblés pour les trois projets majeurs. Le centre d'ingénierie de commutation de W. Keister avait d'abord déménagé à Whippany pour travailler plus étroitement avec les ingénieurs de développement.
Ce centre a également accompagné l'organisation de développement à Holmdel en 1962. Keister est resté en charge de l'ingénierie de commutation ESS jusqu'après le basculement du premier ESS n ° 1 à Suc casunna, New Jersey en 1965.
La figure 9-43 montre les premières étapes du premier laboratoire de systèmes du SST n° 1. Bien que les unités aient été testées en usine, l'équipement a été soumis à des tests approfondis avec des programmes "rayons X" dans le laboratoire des systèmes. Ces programmes de test ont été exécutés par le contrôle central pour se tester et tester les unités fonctionnelles restantes du système.
(Ces programmes de rayons X sont devenus l'élément majeur des tests d'installation, ce qui a minimisé le besoin de tester le matériel sur le terrain.) En août 1963, le débogage du système était en cours et l'effort a été porté à deux équipes en novembre. année.

Figure 9-43. 1963 état des tests de laboratoire des systèmes ESS n ° 1

Avec des programmes "X-ray" spécialement écrits, le premier appel a été passé au laboratoire Holmdel le 30 septembre 1963. Bien que celui-ci n'ait pas utilisé le programme système, il a démontré le fonctionnement de toutes les unités fonctionnelles (réseaux, scanners, distributeurs, sonnerie circuits et liaisons) nécessaires pour passer un tel appel et pour confirmer que le laboratoire système est prêt à fonctionner comme un outil de débogage pour les programmes système. 51 En plus de l'équipement du système, il y avait du matériel et des logiciels de soutien conçus et construits pour le laboratoire Holmdel.
Une console de test de programme illustrée à la Fig. 9-44 affichait les registres internes des deux commandes centrales et divers autres registres et bascules dans d'autres unités ESS.

Figure 9-44. R. S. Cooper utilisant la console de test de programme ESS n°1, qui affichait l'exécution du programme ESS et aidait au débogage.

Avec ce matériel, le programme pourrait être arrêté à des points sélectionnés de son exécution, et l'état du système pourrait être lu à partir de l'affichage. Un programme utilitaire utilisait des lecteurs de cartes perforées à grande vitesse et des imprimantes en ligne. Les conditions de test ont été insérées et les résultats ont été imprimés. Le programmeur pourrait lire l'affichage de la console pour aider à déterminer la nature d'un problème insaisissable et utiliser un lecteur de carte de programme utilitaire et une imprimante pour obtenir rapidement les résultats des tests du laboratoire de test. Ensuite, le programmeur pourrait analyser l'impression et apporter des modifications au programme sans monopoliser davantage la précieuse installation de test.
Les changements de programme pourraient être effectués avec des cartes perforées, et la correction pourrait être saisie et testée dans le laboratoire des systèmes. De cette façon, de nombreux programmeurs pourraient "partager" leurs efforts de débogage dans le laboratoire système Holmdel.

La première installation commerciale de l'ESS n° 1 était un bureau de 4 000 lignes à Succasunna, New Jersey. L'équipement de Succasunna a été installé à l'été et à l'automne 1963, et les tests du programme système ont commencé à cet endroit en janvier 1964.
De plus, des tests ont été effectués à l'aide de boîtes de chargement spécialement conçues, et des équipes d'opérateurs de test ont passé des appels spéciaux pour assurer le trafic. excédent de la demande aux heures chargées à Succasunna. Les opérateurs ont également essayé autant de combinaisons de séquences d'appels inhabituelles qu'il était raisonnablement possible d'insister sur la conception du programme. Le 27 mai 1965, une cérémonie d'inauguration a eu lieu, et le 30 mai, Succasunna a commencé à fournir un service commercial à 4 000 clients.

Le deuxième ESS n ° 1, mis en service en janvier 1966, à Chase, Maryland, était très similaire en taille et en exigences de programme au premier. Malgré des tests approfondis, des problèmes de programme ont causé un certain nombre de brèves interruptions de service à Succasunna au cours des trois premiers mois d'exploitation. Ces problèmes ont été identifiés et les programmes ont été corrigés avant que le bureau de Chase ne soit mis en service. Les débuts de la commutation électronique Le résultat a été que le bureau de Chase n'a pas connu ces interruptions et, peu après son basculement, a été laissé sans surveillance la plupart du temps.

Une application plus générale de l'ESS a nécessité des ajouts au programme utilisé pour Succasunna et Chase. Ce programme, le premier d'une série de programmes "génériques", appelés CC1 pour central control-1, a été appliqué pour la première fois au bureau de Beverly Hills, en Californie, qui a suivi l'installation de Chase en service en janvier 1967. Il a représenté le premier programme métropolitain. -taille du bureau du SST et traitement d'une plus grande variété d'appels.
A cet effet, 33 000 mots ont été ajoutés au programme Succasunna. Seize bureaux avec le programme générique CC1 sont entrés en service en 1967.
La flexibilité de l'ESS n°1 dans l'intégration de nouvelles fonctionnalités a été amplement démontrée. Lorsque le premier ESS n ° 1 a été mis en service en 1965, il offrait 187 fonctionnalités, notamment (1) la comptabilité automatique locale des messages (LAMA), (2) des services d'appel personnalisés, (3) des arrangements pour de nombreuses liaisons de service d'opérateur et inter-bureau signalisation, et (4) divers types de fonctionnalités de pièces de monnaie, y compris la capacité de facturation des heures supplémentaires locales. Le premier programme comportait 11 fonctionnalités qui n'étaient alors pas disponibles pour le crossbr n ° 5.
En 1976, le nombre de d' ESS n ° 1 était passé à plus de 500.
Pour fournir à la fois aux installateurs de Western Electric et à l'expertise de la compagnie de téléphone en exploitation l'exploitation et la maintenance du nouveau système, une école spéciale a été créée et gérée par Bell Laboratories. Des ingénieurs de Bell Labs, de Western Electric et des sociétés d'exploitation ont servi d'instructeurs pour fournir du matériel pour un cours approfondi de 34 semaines qui a été organisé deux fois de suite à partir de janvier 1964. Cent trente et un stagiaires de diverses sociétés d'exploitation, Western Electric , et le département Long Lines d'AT&T ont suivi le cours, qui comprenait une expérience d'exploitation "pratique". Les personnes formées dans cette école spéciale sont revenues gérer et entretenir leurs premières installations et créer des écoles de formation au sein de leurs propres sociétés d'exploitation.
Le directeur de l'école était M. Raspanti, qui a également conçu deux unités de démonstration en classe pour représenter le contrôle par programme enregistré d'abord du système Morris, puis de l'ESS n ° 1. Cette dernière unité a été largement utilisée pour initier le personnel d'exploitation des sociétés d'exploitation aux nouvelles techniques de commande du système de commutation .
Les élèves pourraient écrire des programmes spéciaux pour le démonstrateur de Raspanti, puis les déboguer et les exécuter en classe. On pourrait faire en sorte que le démonstrateur parcoure sa séquence programmée assez lentement pour permettre à la classe de suivre visuellement chaque étape. Le personnel d'installation de Western Electric a également dû acquérir une connaissance pratique du logiciel ESS n° 1 puisque les tests des installations ESS n° 1 ont été effectués en grande partie avec des programmes chargés dans la mémoire du twistor. Tout d'abord, les programmes X-Ray ont été chargés et exécutés pour aider au débogage de base de l'équipement et aux bus et câbles d'interconnexion. Lorsque tous les programmes X-Ray ont pu s'exécuter sans qu'aucune erreur ne soit détectée, le programme générique a été chargé et exécuté. Les programmes opérationnels ont tenté de faire fonctionner le système comme un centre de commutation, et les programmes de maintenance ont également été exercés pour trouver et corriger davantage d'erreurs de fabrication et d'installation.
Parmi les derniers tests effectués figuraient des tests spéciaux de pré-coupure des lignes auxquelles l'ESS n° 1 serait dirigé pendant les périodes de faible trafic, reliant chaque ligne, l'une après l'autre, au réseau et aux circuits d'essai. ESS testerait et mesurerait ensuite chaque ligne pour vérifier qu'elle était correctement connectée au nouveau système. Tous les défauts détectés seraient notés sur le téléimprimeur pour les actions correctives. À la fin de chaque bref test, la ligne serait renvoyée à l'ancien central en la déconnectant automatiquement de l'ESS n ° 1. Avec ces nouveaux outils puissants, une "coupure éclair" de plusieurs dizaines de milliers de lignes pourrait être réalisée avec l'assurance de pratiquement aucune erreur de câblage et de déranger les clients du téléphone.

5.4 UNICOM
L'avènement du SSE à commande par programme enregistré intéressait les planificateurs de systèmes de commutation militaires. Le Signal Corps a commencé à étudier des améliorations à ses communications stratégiques dans le but de desservir à la fois les trois départements militaires et d'autres trafics gouvernementaux vitaux pour l'intérêt national. Une étude de système a été faite pour définir un système universel de communications intégrées - UNICOM. L'étude du système comprenait de nouvelles installations de transmission, une nouvelle famille d'équipements de station et l'interconnexion de divers modes de télécommunications en un seul système de commutation intégré. En 1958, la faisabilité d'un tel système avait été établie et, en juin 1959, le Signal Corps et le Bell System en tant que maître d'œuvre ont conclu un accord de développement. Bell Laboratories était l'entrepreneur du système avec ITT et RCA comme principaux sous-traitants pour certaines parties du système. Le système comprenait un réseau à répartition dans le temps, qui fonctionnait soit avec des connexions de circuit pour la voix sécurisée, soit avec des données commutées sur une base de stockage et retransmission. Le système comprenait également un réseau à répartition spatiale et une commande à programme enregistré pour faire fonctionner à la fois les réseaux à répartition temporelle et spatiale en tant que central de commutation intégré. Le réseau de division spatiale était une version à 4 fils du réseau ferré développé pour l'ESS n ° 1, et la commande commune était une adaptation directe de la commande centrale de l'ESS n ° 1, du magasin de programmes twistor et des magasins d'appels de feuilles de ferrite. Le réseau à division temporelle11 a également été conçu par Bell Labs en utilisant les circuits logiques de bas niveau conçus pour l'ESS n°1.

La Fig. 9-45 montre le schéma fonctionnel du central téléphonique.

Figure 9-45. Schéma fonctionnel du système à 4 fils UNiversal Integrated COMmunications (UNICOM) pour le Signal Corps.

UNICOM utilise à la fois la commutation par répartition dans le temps et dans l'espace. L'instrument final peut être soit un téléphone pour la voix, soit un télécopieur pour les graphiques, soit un téléimprimeur ou un autre terminal pour les données
Le contrat prévoyait le développement et l'exploitation d'un modèle de test pour démontrer à la fois le fonctionnement de l'équipement et un grand nombre de caractéristiques opérationnelles obtenues à partir de programmes ESS spéciaux écrits pour cette application.
Plusieurs départements d'un laboratoire de développement de systèmes militaires dirigé par JA Baird ont été affectés au projet UNICOM. Les efforts de développement pour UNICOM ont commencé dans les laboratoires de Whippany, New Jersey, colocalisés avec le développement ESS en cours
Les deux projets ont déménagé vers le nouvel emplacement à Holmdel, New Jersey en 1962, et là le modèle de test UNICOM a été construit et exploité. A cette époque, plus de 100 ingénieurs et programmeurs travaillaient sur le projet UNICOM .
La Fig. 9-46 montre une vue d'une partie du modèle de test UNICOM avec les consoles du centre de commutation et les ensembles de commande de poste analogiques et numériques.

Figure 9-46. Une partie des consoles centrales de commutation de modèle de test UNICOM et des ensembles de contrôle de station numériques et analogiques.

Le codage, le cryptage et le contrôle de la station numérique nécessitaient des circuits supplémentaires substantiels pour gérer toutes les formes de codage requises. Avec des composants discrets, deux baies d'équipement de sept pieds de haut étaient nécessaires pour desservir dix stations numériques. Le programme stocké était une adaptation du programme ESS n° 1 pour gérer les différents réseaux et fonctionnalités requis pour ce système. Le programme total a été estimé à 200 000 mots par rapport aux 110 000 mots fournis dans le programme Succasunna.
Les unités d'équipement étaient presque électriquement équivalentes à leurs homologues n ° 1 ESS, mais une refonte physique substantielle était nécessaire pour répondre aux exigences environnementales militaires.
La figure 9-47 est une photographie d'une allée du modèle d'essai UNICOM à Holmdel

Les grilles au bas de plusieurs des cadres sont destinées à la climatisation forcée requise dans environ quinze pour cent de l'équipement
En octobre 1963, des appels ont été placés dans le système à l'aide de programmes de test simplifiés. En 1964, la portée du projet avait été réduite au modèle de test lui-même et le projet avait été renommé (Defense Automatic Integrated Switch-DAIS). 57 Bien que le modèle de test UNICOM était destiné à être unique en son genre, ses capacités ont été démontrées avec succès au Signal Corps, et une grande partie de l'effort de développement a porté ses fruits dans d'autres projets ESS.

5.5 AUTOVON
La Defense Communication Agency (DCA) a établi au début des années 1960 un réseau mondial de télécommunications à 4 fils.
Le nouveau réseau (qui a remplacé la proposition UNICOM) combinait le réseau NORAD/ADS (NOrth American Air Defence Command/Automatic Dial Switching System) de l'Air Force et le réseau américain SCAN (Switched Circuit Automatic Network) de l'armée en un seul réseau désigné.
SCAN a été activé en 1961 et NORAD / ADS en 1963, tous deux utilisant des systèmes de barres transversales n ° 5 à 4 fils spécialement conçus développés par Bell Labs à partir de 1959 ( voir Chapitre 11 section 1.9).
AUTOVON devait être un réseau de commutation de bout en bout à 4 fils.
La Fig. 9-48 montre une version à 4 fils du commutateur ferré qui a été développé pour UNICOM et le projet AUTOVON (voir Fig. 9-47. Rangée d'équipements de commutation UNICOM qui utilisaient un refroidissement par air forcé, un exemple de conception spéciale pour répondre exigences militaires. ci-dessous).

Figure 9-48. Commutateur ferré spécial à 4 fils conçu pour UNICOM et utilisé par la suite dans le système AUTOmatic VOice Network (AUTOVON)

La Defense Communication Agency avait pris connaissance du développement de l'ESS et souhaitait introduire le contrôle de programme stocké dès que possible dans AUTOVON.
La DAC s'attendait à ce que ses besoins changent et évoluent rapidement et a reconnu que le contrôle par programme enregistré lui fournirait un système doté de la flexibilité de conception nécessaire.
AUTOVON devait principalement servir le ministère de la Défense, mais il comprenait d'autres communications gouvernementales et commuterait la voix, la voix cryptée et les données.
La figure 9-49 montre l'un des postes de commandement de la défense aérienne devant être desservi par AUTOVON. Le réseau devait être "survivable" face à une attaque nucléaire. Les centres de commutation devaient être situés à l'écart des centres métropolitains et se trouvaient dans des sites «renforcés», généralement souterrains. De plus, les liaisons du réseau devaient être agencées de manière "polygrid" beaucoup plus redondante que le réseau de péage hiérarchique de Bell..

Figure 9-49. Poste de commandement de la défense aérienne desservi par AUTOVON.

Les ingénieurs travaillant sur le commutateur temporel ont ensuite pu appliquer leurs connaissances à la conception du commutateur temporel de l'ESS n ° 4.
De nombreuses caractéristiques uniques du système UNICOM sont décrites au chapitre 12 du volume de cette série sous-titré National Service in War and Peace (1925-1975)

La figure 9-50 montre la grille des circuits interurbains AUTOVON à travers les États-Unis continentaux (voir réf. 59). Même avec la perte de nombreux liens et centres du réseau, les appels pourraient être connectés aux centres survivant à une attaque nucléaire.

Figure 9-50 Concept de réseau polygrid pour AUTOVON, qui offre une plus grande redondance que les réseaux commerciaux et donc une plus grande capacité de survie face à une attaque nucléaire.

Le développement des systèmes de commutation électronique AUTOVON a commencé dans deux domaines chez Bell Laboratories. En septembre 1963, le développement est autorisé pour une version 4 fils de l'ESS n°1 pour AUTOVON.
Un autre effort de développement a été autorisé en juillet 1964 pour un ESS plus petit à utiliser dans AUTOVON. Ce dernier système était basé sur un nouveau processeur destiné à étendre la capacité de l'ESS n°101 au-delà de 3200 lignes. La nouvelle conception visait à fournir de petits systèmes de central téléphonique à 4 et 2 fils utilisant des unités de commutation similaires à celles déjà conçues pour les projets 4 et 2 fils du SSE n ° 1. Ce système a ensuite été nommé n ° 2 ESS .

Le développement n ° 1 ESS AUTOVON a été formé en 1963 sous la direction de H. N. Seckler en tant que chef de département et avec un groupe de soutien pour la conception des équipements. Cette équipe comprenait environ 50 ingénieurs et programmeurs. En janvier 1964, l'équipe de développement était passée à 100 personnes dans trois départements sous la direction de R. E. Staehler. Un laboratoire de systèmes a été créé à Holmdel, New Jersey et a déménagé à Indian Hill, Illinois en 1966. Au laboratoire d'Indian Hill, deux modèles de test étaient nécessaires pour répondre aux besoins de test continus des ingénieurs et des programmeurs.
En mai 1966, quatre systèmes ESS 4 fils n ° 1 sont simultanément mis en service, suivis d'une cinquième installation en juillet. Entre-temps, le projet à 4 fils du SSE n° 2 a rencontré des problèmes techniques avec les mémoires de processeurs, qui auraient retardé la disponibilité du système jusqu'à la fin de 1968. Par conséquent, la partie à 4 fils du développement des petits bureaux Les débuts de la commutation électronique
En 1971, un total de 45 AUTOVON ESS à 4 fils n° 1 étaient en service, dont trois au Canada. À ce moment-là, les besoins logiciels continus avaient été satisfaits avec le cinquième générique AUTOVON (AV-5). Des études avaient déjà été lancées pour déterminer les besoins de Bell System pour son propre réseau de péage, et l'effort de développement s'est déplacé vers ce projet.

VI. ÉLARGISSEMENT DES APPLICATIONS ESS N° 1

À la fin de 1967, l'ESS N° 1 avait été introduit avec succès dans dix-huit bureaux de onze sociétés d'exploitation de Bell et un à Montréal pour Bell du Canada. Le système de Montréal, en service en janvier 1967, était le premier des huit systèmes construits et installés par la Northern Electric Company pour Bell of Canada en vertu d'accords de licence et de fabrication avec la Western Electric Company.
Il restait beaucoup de travail à faire sur les applications et les capacités métropolitaines à 2 fils ; un bureau de banlieue était en cours de développement (n ° 2 ESS}, et le n ° 101 ESS nécessitait également du matériel et des logiciels supplémentaires pour étendre sa gamme d'applications avec les unités de commutation plus grandes déjà décrites. À cette fin, un nouveau grand laboratoire - l'Indien Hill Laboratory a ouvert ses portes à Naperville, dans l'Illinois, à l'été 1966. Toute la division de commutation électronique de plus de 800 ingénieurs, techniciens et personnel de soutien a été transférée, à partir de juillet 1966, de Holmdel et Columbus, Ohio à Indian Hill, avec R. W. Ketchledge comme directeur exécutif.
Le nouveau bâtiment comprenait une section consacrée aux modèles de test en laboratoire des différents systèmes. Jusqu'à ce qu'ils soient pleinement opérationnels, le modèle de test ESS n ° 1 a été conservé à Holmdel, et une équipe d'une quinzaine d'ingénieurs et de programmeurs a continué à travailler dans ce laboratoire jusqu'à sa fermeture en juillet 1968.
Lors de la mise en place des laboratoires à Indian Hill, des installations supplémentaires ont été fournies pour répondre à la demande accrue de tests de systèmes. À la mi-1968, les modèles de test suivants étaient en service : deux systèmes ESS n°1 à 2 fils, deux systèmes ESS n°1 à 4 fils, l'ESS n°2, l'ESS n°101 et l'ESS n°1 Fonctionnalités de données (ADF). (No. 1 ESS ADF est décrit dans la section 6.3.)
Tous ces laboratoires étaient exploités par des groupes dont les responsabilités étaient (1) de planifier la conception et le fonctionnement des modèles d'essai et de l'équipement d'essai de soutien, (2) de diriger l'installation et mise en service de chacun de ces systèmes de bureau central, (3) pour maintenir le bon fonctionnement et la bonne disponibilité des installations de laboratoire, et (4) pour planifier, concevoir, construire et exploiter de nouveaux accessoires de test pour augmenter l'efficacité et l'efficience des tests . Ce type d'effort important nécessite des personnes dévouées et généralement une connaissance large et approfondie de l'ensemble du système. Bien entendu, les modèles de test de systèmes ont été complétés par de nombreux laboratoires plus petits consacrés à la conception de circuits, de châssis et de physique. De plus, un grand centre informatique a été établi pour fournir le soutien nécessaire aux logiciels génériques et aux programmes de soutien technique requis par les divers systèmes. Cette période a vu un accent accru sur l'utilisation des ordinateurs de support pour améliorer la productivité des concepteurs et des testeurs de logiciels et de matériel. Il a été reconnu que l'élaboration d'une méthodologie administrative était primordiale pour pouvoir répondre aux besoins des compagnies de téléphone en exploitation.
Des aides informatiques à divers aspects de la conception du SSE ont été développées.
Certains d'entre eux étaient basés sur l'expérience des années 1950 avec le système Morris. D'autres ont été adoptés à partir d'autres sources et affinés pour être utilisés dans le développement du SSE. Ceux-ci comprenaient (1) la simulation de programmes opérationnels, (2) la simulation de conceptions logiques, (3) des programmes d'analyse de circuits, (4) des synthétiseurs et analyseurs de test de diagnostic, (5) des synthétiseurs de configuration de circuits imprimés, (6) des programmes d'analyse thermique pour l'équipement conception, (7) compilateurs et assembleurs, (8) programmes d'ingénierie de bureau et (9) logiciels interactifs à temps partagé pour travailler avec certains des programmes énumérés ci-dessus. 61 De plus, l'intégration d'ordinateurs dans les modèles de test pour rationaliser les tests et obtenir des résultats de test a été fournie dans tous les laboratoires de modèles de test. Ces installations informatiques de petite et moyenne taille comprenaient des terminaux à clavier interactif, des transporteurs de bandes magnétiques, des mémoires sur disque et des imprimantes en ligne à grande vitesse, ainsi que des lecteurs de cartes perforées pour faciliter l'ensemble de la procédure de test. La figure 9-51 montre un système de support de modèle de test de laboratoire typique.
L'un des tests importants consiste à tester la charge pour déterminer la capacité de transport d'appels de chaque système ESS. Des tests de charge ont été effectués sur chacun des systèmes avec des « boîtes de chargement », qui fournissaient des départs d'appel, la numérotation (ou la saisie d'appels TOUCH-TONE téléphone, marque commerciale d'AT&T Co.) ,la réponse sur les lignes de terminaison et la raccrochage de l'appel. et lignes appelées, et répétition du processus. Ces boîtes de charge pourraient générer dix numéros différents pour 50 lignes d'origine.

Figure 9-51. Installation informatique utilisée à l'appui du modèle d'essai du laboratoire n° 1 ESS.

Une installation réelle a été testée avec des boîtes de chargement avant sa mise en service lorsque de nouveaux programmes ou des améliorations matérielles de la capacité du processeur ont été introduits. La capacité limitée du réseau et/ou des terminaux des modèles de test, en particulier des systèmes plus grands, a empêché un test à pleine charge en laboratoire.
Au fur et à mesure que la capacité de l'ESS n ° 1 a été augmentée, dix boîtes de chargement ou plus ont été nécessaires pour tester pleinement la capacité de transport d'appels des systèmes
Des aides matérielles et logicielles ESS supplémentaires ont été utilisées pour doubler la charge offerte par les boîtes de chargement. Des techniques de boîte de charge plus puissantes ont été conçues, utilisant des mini-ordinateurs pour augmenter la capacité de charge offerte.

La Fig. 9-52 montre une boîte de chargement capable de fournir jusqu'à 6 000 appels par heure.

Un simulateur d'appel électronique programmable (PECS), comprenant un ordinateur commercial, a été conçu et construit pour générer automatiquement le trafic téléphonique sur les terminaux de ligne et de jonction dans le laboratoire. Il pourrait générer, et répéter si nécessaire, un appel inhabituel Fig. 9-52. Boîte de chargement utilisée pour tester les systèmes de développement et installés du SSE n° 1. L'unité a passé jusqu'à 6000 appels téléphoniques simulés par heure
(Proceedings, Fall Joint Computer Conference, IEEE Vol. 41, 1972.) modèles de séquence pour tester toute fonction de traitement d'appel. Dans un autre cas, des appels de test ont été générés dans un modèle de test pour fournir une charge offerte à un deuxième modèle de test. Lors du développement de l'ESS n°4, un ordinateur a été programmé pour simuler les réseaux, les terminaux et le trafic offert.

6.1 Processeur de signal et amélioration de la capacité
Alors que le basculement des premiers bureaux en 1965 et 1966 était l'aboutissement d'un très gros effort, d'autres travaux étaient nécessaires pour amener l'ESS n° 1 à pleine maturité. L'une des tâches consistait à fournir la capacité de transport d'appels nécessaire dans les très grandes installations métropolitaines.
La capacité de transport d'appels d'un système de contrôle à programme enregistré est généralement limitée par la complexité du programme, la puissance du répertoire d'instructions pour exécuter les étapes du programme et la vitesse avec laquelle le contrôle commun peut exécuter le flux d'instructions pour accomplir ses tâches. Pour augmenter la capacité de transport d'appels dans les grands bureaux, l'ESS n ° 1 devait y ajouter une ou plusieurs paires de processeurs de signal pour soulager le contrôle central des tâches de programme plus routinières telles que la numérisation de lignes et la mise en place et le démontage. de connexions dans le réseau ferré. Il a ensuite été décidé de ne fournir qu'une seule paire de processeurs de signal dans les grands bureaux, conformément aux autres limitations imposées par la taille maximale du réseau de commutation. Dans cette configuration, l'ESS n°1 a été estimé atteindre une capacité de pointe de 100 000 appels par heure.
La capacité du système avec uniquement le contrôle central a été estimée entre 42 000 et 53 000 appels par heure, selon la combinaison de types d'appels traités. Ces estimations ont été obtenues en 1962 en utilisant les premières prédictions du nombre de cycles de fonctionnement (à 5,5 microsecondes par instruction de commande centrale) nécessaires pour exécuter des programmes de traitement d'appels. Les estimations, qui représentaient les objectifs de conception, ont été révisées à la fin de 1964 lorsque le programme de Succasunna était beaucoup plus proche de son achèvement. La capacité a ensuite été calculée à 80 000 appels par heure avec un processeur de signal et 37 000 pour un bureau de contrôle central.
Le processeur de signal, ainsi que les changements de programme et les ajouts pour permettre au contrôle central de partager la charge de travail en coopération, ont d'abord été planifiés pour un bureau de New York dans l'année suivant la fermeture du bureau de Succasunna, New Jersey. L'ESS devait remplacer le premier système Panel de code de bureau à trois chiffres desservant le bureau PEnnsylvania-6 - le même bureau servant le numéro de téléphone rendu célèbre par la chanson à succès du chef d'orchestre Glen Miller .
Les premières installations de l'ESS n ° 1 se trouvaient dans des environnements limités qui ne géraient pas une grande variété de signalisations interurbaines. Le bureau de Beverly Hills dans la section Century City de Los Angeles comprenait la connexion aux bureaux adjacents étape par étape, ce qui nécessitait plus de travail du processeur central pour détecter le lancement d'appels entrants de commutation électronique (l'équivalent de contrôle de programme stocké de par opération de liaison décrite au chapitre 6). En raison de cela et d'autres exigences de fonctionnalités, le premier programme générique est entré en service à Beverly Hills en janvier 1967. Il était connu sous le nom de CC-1 (contrôle central-1) et nécessitait plus de 140 000 mots de programme, bien plus que les 111 000 utilisés. dans les installations de Succasunna et Chase, Maryland.
Le concept de programme générique a été adopté pour desservir de nombreuses installations plutôt que d'adapter le programme à chaque installation. Cela a grandement simplifié les tâches d'écriture et de test des programmes plutôt complexes pour fournir la grande variété de fonctionnalités demandées par l'ESS n ° 1. L'ESS de Beverly Hills était deux à trois fois plus grand que ses prédécesseurs, desservant environ 11 600 lignes de clients, et a été sélectionné pour obtenir des mesures de la capacité de transport d'appels du contrôle central avec les programmes CC1. Une équipe des laboratoires Bell et de Western Electric était stationnée à Beverly Hills pour effectuer le débogage des fonctionnalités sur site et tester la capacité de transport des appels. À l'automne 1966, un certain nombre de boîtiers de chargement d'appels de test ont été connectés à l'ESS, et la capacité a été déterminée à 27 000 appels par heure, ce qui est suffisant pour Beverly Hills au moment du basculement, mais inférieur aux attentes antérieures.
Le programme Succasunna a été conçu et écrit pour conserver la quantité de mémoire de programme et de mémoire temporaire requise, et cet objectif a été atteint au détriment de la nécessité de plus de cycles d'exécution de programme pour traiter les appels que précédemment estimé, et le premier programme générique a hérité de cette caractéristique. Il a également été reconnu qu'une réduction correspondante de la capacité se répercuterait sur les installations utilisant le processeur de signal. Les développeurs d'ESS ont commencé à étudier les moyens d'augmenter la capacité de transport des appels.

Figure 9-53. Croissance régulière de la capacité de transport d'appels du SSE n° 1, 1966-1972.

La figure 9-53 montre l'historique des améliorations de la capacité d'appel, y compris les "solutions rapides" au programme générique CC-1 fourni au début de 1967. Les améliorations du bureau de contrôle central étaient principalement logicielles et, comme on peut le voir, ont atteint les premiers objectifs. en 1973 .
Les données du processeur de signal montrent la capacité accrue obtenue en 1968, lors de la mise en service de l'installation PEnnsylvania-6. Son programme générique, le SP-1 ou processeur de signal-1, était nettement plus volumineux que le CC-1. Le processeur de signal ESS n ° 1 a doublé la capacité de transport d'appels à environ 70 000 appels par heure, et les améliorations logicielles appliquées à la configuration de contrôle central ont également amélioré les bureaux du processeur de signal.
La figure 9-54 est un schéma fonctionnel simplifié de l'ESS n° 1 montrant les interconnexions du processeur de signal. Toutes les opérations de balayage de ligne et de tronc de routine ont été transférées au processeur de signal.

Figure 9-54. Schéma fonctionnel de l'ESS n ° 1 montrant les interconnexions du processeur de signal pour doubler la capacité de transport d'appels du système (janvier 1963).

Les résultats de ses opérations étaient stockés dans sa propre mémoire temporaire, et la commande centrale accédait à ces emplacements de mémoire (magasins d'appels du processeur de signal) pour récupérer ces résultats afin d'effectuer son traitement d'appel. La commande centrale a renvoyé les informations de sortie au processeur de signal, de sorte que ce dernier exécute des commandes pour établir des connexions réseau, faire fonctionner les circuits de service nécessaires et effectuer des opérations de supervision et de signalisation de jonction. Il était prévu que de nombreuses installations puissent commencer le service avec la commande centrale uniquement et que le processeur de signal soit ajouté chaque fois que les lignes des clients du bureau et les besoins d'appels dépassaient la capacité initiale. La croissance vers de plus grandes tailles (au lieu de démarrer un deuxième SSE à ce moment-là) a permis d'améliorer l'efficacité de la commutation et des liaisons et de réduire considérablement les dépenses des compagnies de téléphone. Cette procédure de croissance complexe du matériel et des logiciels a été réalisée lors d'essais sur le terrain dans des bureaux en service à Philadelphie, Détroit et Denver. Il est ensuite devenu disponible en tant que procédure d'installation standard en 1971
Une amélioration matérielle supplémentaire a été appliquée aux bureaux du processeur de signal afin de réduire la reconfiguration du réseau nécessaire lors des étapes successives d'établissement des appels. Le réseau de liaison de service, ou SLN, a rationalisé les opérations de traitement des appels et du signal à un coût supplémentaire pour le réseau de commutation ESS n°1. 67 L'ajout de la SLN a initialement augmenté la capacité des plus grands bureaux de 15 %
Un exemple de simplification du SLN dans l'établissement de la connexion requise pour la sonnerie, suivie de la transition vers une connexion de conversation, est représenté pour un appel entrant sur la Fig. 9-55. Sur les appels réseau entrants, le réseau de liaison de service permet d'économiser 10 opérations réseau et 25 % du temps de traitement lors de la configuration d'une connexion qui sonne
Au lieu de trois chemins - sonnerie, sonnerie audible de l'appelant et conversation seule, deux chemins sont nécessaires car un seul chemin dessert à la fois les connexions de sonnerie et de conversation. Le chemin de sonnerie/conversation est divisé au niveau du SLN. Le nombre d'opérations réseau requises pour une connexion qui sonne est ainsi réduit des 19 nécessaires.
Le premier SLN a été mis en service dans le Chicago Calumet No.1 ESS en avril 1970. Des améliorations ultérieures du logiciel ont complété les gains dus au SLN. Par conséquent, le réseau de liaison de service, avec son matériel supplémentaire, n'est plus nécessaire ni proposé. En 1973, les objectifs initiaux de capacité d'appel pour l'ESS n ° 1 avaient été atteints et dépassés par les seuls raffinements logiciels

Figure 9-55. Exemple de la façon dont le réseau de liaison de service (SLN) augmente la capacité de l'ESS n°1. Avec SLN (en bas), moins d'opérations réseau sont nécessaires pour configurer les chemins pour :sonnerie et conversation qu'avec l'arrangement précédent (en haut).

6.2 Centrex
Centrex est le nom d'un ensemble de services d'affaires de type PBX qui ont été offerts pour la première fois en 1962 aux clients desservis par le 5. crossbar (voir le chapitre 11, section 1.4 et le chapitre 13, section 3.1). Il a été conçu pour permettre la numérotation directe vers l'intérieur et vers l'extérieur d'un groupe de téléphones, réduisant ainsi la charge de travail du client d'affaires et permettant un traitement plus rapide des appels entrants et sortants. La responsabilité de l'utilisation par téléphone peut être fournie par le biais d'une facturation détaillée.
Avec Centrex-CO, au lieu de fournir un système de commutation sur place, tous les téléphones et les boucles de standard sont renvoyés au central, qui exécute les diverses fonctions de commutation requises. Cela réduit la quantité d'équipements dans les locaux des clients et le nombre de visites nécessaires pour entretenir et reconfigurer l'équipement téléphonique des clients. Ainsi, un compromis économique est fait entre davantage de boucles de clients et moins de charge de travail associée et le partage de l'équipement et des opérations de commutation du central. Le système de commutation du central téléphonique peut desservir un certain nombre de groupes de clients Centrex, chacun avec son propre ensemble de services sélectionnés et de caractéristiques de fonctionnement. Par conséquent, puisque le SSE no 1 a été conçu pour répondre aux besoins métropolitains, il était important que Centrex soit inclus comme offre de service
Un ensemble de 20 fonctions téléphoniques, de standardiste et de partage nécessitait quelque 30 000 mots de programme pour le SSE n° 1, et le programme générique, Centrex-1, a été mis en service pour la première fois dans le central de Philadelphie, Locust en avril 1968. Les fonctions inclus numérotation poste à poste à 4 chiffres, transfert d'appels d'un téléphone à un autre avec l'aide de l'opératrice, composition des appels "0" à l'opératrice et accès à des groupes de lignes réseau spéciaux tels que le change (FX), large le service téléphonique régional (WATS) et les accords de commutation de commande commune (CCSA). Des fonctionnalités ont été ajoutées aux offres Centrex avec des problèmes de programme successifs. Le tableau 9-1 montre les principales fonctionnalités fournies et ajoutées dans la séquence des problèmes de programme du Centrex-1 au Centrex-7. Avec la facilité relative de ces ajouts de fonctionnalités, l'ESS n ° 1 est devenu le véhicule le plus attrayant pour Centrex.

En décembre 1969, un ESS Centrex n ° 1 a été mis en service au Pentagone à Arlington, en Virginie. En 1971, il desservait 17 000 téléphones Centrex et nécessitait 74 préposés.
Pour certaines des fonctionnalités les plus sophistiquées de l'opérateur, une liaison de données a été fournie pour une communication bidirectionnelle entre l'ESS n° 1 et la console de l'opérateur. Une armoire de commande, située dans les locaux du client, était nécessaire, comme le montre la Fig. 9-56, pour assurer l'interface entre la console et la liaison de données.

Figure 9-56. Jack Leidy, Pennsylvania Bell, vérifiant le contrôleur de la console d'un opérateur Centrex

Dans des configurations plus petites et moins complexes, la console de l'opératrice serait remplacée par un téléphone à touches multiples. Une console plus récente, le système des locaux du client SOA, comportait des sélections directes de station (DSS) et un champ de ligne occupée (BLF). La SOA a été mise en service pour la première fois en 1973 et offre, pour les petits groupes Centrex, une autre alternative à la console contrôlée par liaison de données.

Centrex ESS n°1
Centrex-1 Générique :Programme : Fonctionnalités de la console pour le fonctionnement de l'opératrice Composition directe à l'arrivée Composition automatique à l'extérieur identifiée Dispositions de recherche de station Restriction de l'appel sur les appels sortants Capacité de l'individu/de l'opératrice à transférer des appels vers une autre ligne ajouter un tiers à la connexion Capacités de dictée automatique contrôlées par numérotation Capacité d'accéder aux lignes de change, aux lignes de liaison, aux lignes W A TS ou à des parties du réseau public agissant comme un réseau privé d'entreprise Capacité d'acheminer les appels entrants CE!rtain vers le premier inactif d'une liste de postes désignés Recherche de personnes Acheminement des appels en dehors des heures d'ouverture vers un emplacement fixe, généralement le poste de l'opérateur réseau Programme générique Centrex-4 : Fonctionnement de la ligne de liaison en tandem Appel TOUCH-TONE® sur les appels entrants Programme générique Centrex-5 : Renvoi d'appel et appel en attente Capacités supplémentaires d'appel et de test du standard Programme générique Centrex-6 : Capacité de distribution automatique des appels Poste supplémentaire -capacités de recherche Utilisateur de poste capable d'établir des conférences téléphoniques Affectation variable de la connexion des appels en dehors des heures d'ouverture Programme générique Centrex-7 : capacités supplémentaires pour la distribution automatique des appels Fonctionnalités pour l'utilisation du Centrex dans un hôtel/motel ou un hôpital .
Le n° 1 ESS Arranged for Data Features (ADF) est un système de commutation de données de stockage et de transfert conçu pour gérer les messages entre les téléscripteurs à faible vitesse et les ports d'ordinateur. C'était le premier système électronique à gérer le trafic TWX dans le système Bell, et au moment de son premier service pour le département Long Lines d'AT&T en février 1969, il était unique dans sa capacité de traitement du trafic et les débuts des services d'exploitation de commutation électronique. et fonctionnalités. Il dessert plus de 1 250 téléscripteurs à quatre rangées (ASCII) et ports informatiques à faible vitesse. Le N° 1 ESS ADF hiérarchise, met en file d'attente, reçoit et délivre jusqu'à 100 000 messages avec plus de 120 millions de caractères par jour à des téléscripteurs ayant différentes vitesses de fonctionnement et différents jeux de caractères (Baudot ou ASCII). Il permet la livraison de plusieurs messages sur la base d'un seul message d'origine, ordonne la livraison des messages selon un code de priorité à quatre niveaux désigné dans le message d'origine et stocke les messages livrés sur un fichier de bande magnétique pour une récupération ultérieure. Ces fonctionnalités et bien d'autres sont utilisées quotidiennement dans l'installation unique de New York, qui gère tous les messages administratifs de Long Lines, les commandes de services commerciaux, les commandes de services de trafic, les résultats de service, la paie, les commandes de circuits d'usine, les rapports d'analyse des dépenses.
En basant la conception ADF sur la technologie ESS n ° 1, les efforts de développement et de fabrication ont été minimisés et la haute fiabilité des systèmes de commutation téléphonique a été atteinte. Soixante pour cent du matériel ADF et 25 % des 250 000 mots du programme sont des conceptions ESS standard n° 1 déjà utilisées.
Le schéma fonctionnel de la Fig. 9-57 indique le nouvel équipement conçu pour l'ADF ESS n° 1. La mémoire de messages est une mémoire à disque magnétique à grande vitesse qui a ensuite été adaptée pour être utilisée dans le système d'interception automatique (voir chapitre 10, section III)

Figure 9-57. Nouvel équipement conçu pour le N°1 ESS ADF (Arranged for Data Features). Les débuts de la commutation électronique .

Fig. 9-58 shows the connection of terminals to the system. As indicated, a number of teletypewriters may share the same narrow band line. In this instance, ADF recognizes the "party line," polls individual stations in turn for incoming messages, and queues out going messages for sequential delivery.

Figure 9-58. Raccordement des terminaux au N°1 ESS ADF

La fiabilité de l'installation initiale a été surveillée et signalée comme étant de loin supérieure à celle des systèmes de commutation de données électromécaniques antérieurs. Après la première semaine de service, ADF a livré plus de dix millions de messages au cours des dix-sept mois suivants sans perte ni erreur d'acheminement. Au moment du déploiement de l'installation ADF, AT&T avait accepté de vendre son réseau de téléscripteurs commutés (TWX) à Western Union (voir chapitre 13, section 5.4). Cela a évité le besoin d'installations supplémentaires et le déploiement futur a cessé.

6.4 Stockage d'appels 32K
La mémoire temporaire initialement fournie avec l'ESS n°1 était la feuille de ferrite, qui utilisait des réseaux de 256 noyaux magnétiques fabriqués en série ainsi que des techniques de câblage simplifiées (voir ce chapitre, section 4.7.1). Les ingénieurs de circuits des laboratoires Bell dans les domaines de la recherche et du développement ont continué à rechercher des mémoires temporaires plus petites et plus rapides en étudiant de nouveaux matériaux, circuits et techniques d'assemblage. Dans le cadre de cet effort continu, des matrices de mémoire à noyau magnétique individuelles ont été étudiées et un certain nombre de modules ont été achetés pour être utilisés dans l'un des laboratoires des systèmes d'Indian Hill à la fin des années 1960.
Un câblage plus simple des matrices de noyau (bidimensionnel au lieu de trois dimensions), des techniques automatiques d'assemblage et de câblage des tapis de noyau et la possibilité de fabriquer des noyaux de ferrite frittés plus petits et plus rapides ont été développés par l'industrie de la mémoire informatique.
À ces contributions, les Bell Labs ont ajouté de nouvelles façons de tester les cœurs pour assurer la minimisation du bruit de navette du cœur et de nouveaux circuits d'accès qui permettaient des tailles de mémoire plus pratiques pour l'application ESS et des vitesses de fonctionnement plus rapides que celles obtenues auparavant à partir de mémoires de cœur de matrice bidimensionnelle. 74 Le résultat a été une nouvelle mémoire temporaire à utiliser dans l'ESS n° 1.
La figure 9-59 montre l'amélioration spectaculaire des trames de mémoire utilisées dans les plus grandes installations ESS
Le module mémoire est de 32 000 mots (d'où le nom 32K) de 24 bits chacun, soit quatre fois le nombre de mots de son prédécesseur .

Figure 9-59. Amélioration de la taille et de la puissance des trames de mémoire ESS n°1 obtenues avec les mémoires d'appels 32K. (Symposium Record, International Switching Symposium, Kyoto, Japon, octobre 1976.)

La Fig. 9-60 montre l'analyse économique qui a conduit à la sélection de la nouvelle taille de module.

Figure 9-60. Analyse économique conduisant à une taille optimale de la mémoire temporaire n° 1 ESS. Les bits par ligne multipliés par le coût par bit impliquaient un module de l'ordre d'un million de bits. (Actes, Conférence de l'IEE sur les techniques de commutation pour les réseaux de télécommunications, avril 1969.)

Les premières mémoires 32K ont été mises en service dans une installation ESS n ° 1 à Alton, Illinois en 1971. En 1972, tous les nouveaux systèmes ESS n ° 1 expédiés par Western Electric utilisaient exclusivement la mémoire temporaire 32K.
La mémoire 32K est moins chère à acheter et à entretenir pour les compagnies de téléphone en exploitation. Grâce à l'utilisation de techniques de circuits intégrés dans les circuits d'accès à la mémoire et de commande, beaucoup moins de blocs de circuits enfichables sont nécessaires. Cela permet une résolution diagnostique améliorée des défauts de circuit. De plus, le module de mémoire centrale peut fonctionner, avec différents circuits d'accès, à quatre fois la vitesse requise pour l'ESS n°1.
Ce fait a permis un module commun à l'ESS n°1 et à un autre projet décrit ci-dessous dans la section 6. 9 de ce chapitre.

6.5 Programmes génériques et ajouts de fonctionnalités
Comme indiqué précédemment, l'ensemble complet des programmes de traitement, d'exploitation, d'administration et de maintenance des appels est relativement volumineux et complexe - plus de 200 programmes fonctionnels totalisant de 150 000 à plus de 300 000 mots pour l'ESS n° 1. La décision a été prise relativement tôt de concevoir un programme unique qui couvrirait toutes les applications ou les principaux segments d'applications, d'où le terme "programme générique" pour ESS. Il a été reconnu que de tels programmes nécessiteraient plus de mémoire et prendraient plus de temps à s'exécuter (et donc réduiraient la capacité de traitement des appels du processeur) que des programmes adaptés à chaque installation. Le résultat a été un effort de développement réduit et de meilleurs programmes débogués pour toutes les installations (Ces facteurs ont réduit le coût des programmes pour les sociétés d'exploitation, compensant ainsi la mémoire supplémentaire et le traitement en temps réel requis.) L'utilisation du programme générique avec une table .des paramètres de bureau par opposition aux programmes sur mesure est illustré à la Fig. 9-61

Figure 9-61. Programmes génériques versus programmes sur mesure pour le n°1

L'un des avantages significatifs de l'approche de programme stocké est la facilité relative d'ajouter des fonctionnalités et des services. Presque chaque année, le programme générique a été mis à jour pour fournir un flux constant d'améliorations au SSE n° 1. La fréquence et la taille de ces évolutions sont régulées par le travail nécessaire pour définir et documenter (avec AT&T) les fonctionnalités et services, écrire les programmes, les déboguer d'abord en laboratoire, puis dans un système de "première application" sur le terrain. , et avec Western Electric, rendre la nouvelle édition du programme générique généralement disponible sur le terrain. Il y a toujours plus de candidats pour des fonctionnalités et des services supplémentaires qu'il n'est possible de développer dans une seule mise à jour du programme. Une priorité ou soi-disant "liste d'épicerie" est établie, et des décisions doivent être prises quant aux éléments à inclure dans chaque nouveau développement de programme générique.
Les ingénieurs système des Bell Labs estiment les économies ou les revenus générés par diverses améliorations, les équipes de développement évaluent la quantité d'efforts et le nombre de mots de programme requis, et AT&T prépare une liste de priorités pour chaque nouveau numéro d'un programme générique pour ESS.
La Fig. 9-62 montre la répartition des fonctionnalités et la mémoire de programmes requises pour l'ESS n° 1. 77 L'ensemble croissant de fonctionnalités pour les clients Centrex, qui ne représente qu'une partie de la croissance du programme générique, a été détaillé ci-dessus dans la section 6.2.

Figure 9-62. N ° 1 ESS-Distribution des fonctionnalités et des exigences de stockage du programme. (Symposium Record, International Switching Symposium, Paris, avril 1979.)

La figure 9-63 montre les variétés de programmes génériques et la croissance de la mémoire requise.

Figure 9-63. Variétés de programmes de gemmes et croissance des besoins en mémoire. Les non-Centrex. les programmes génériques n'ont pas été poursuivis au-delà du numéro 3. (Symposium Record, International Switching Symposium, Paris, avril 1979.)

Puisqu'il était nécessaire que la plupart des installations du SSE no 1 fournissent le service Centrex, les programmes génériques autres que Centrex n'ont pas été poursuivis au-delà du numéro 3. Plus tard, le concept de programme générique a été réexaminé à la lumière d'importants ajouts au programme à utiliser dans applications plus limitées. En 1976, les programmes génériques ont été séparés en un programme de base, avec des fonctionnalités utilisées dans presque toutes les applications, et des packages de fonctionnalités, qui pouvaient éventuellement être sélectionnés et chargés dans des installations individuelles selon les besoins. Les grands programmes (par exemple, ESS-ACD et service de téléphonie mobile ou AMPS) sont fournis au besoin. Cette limitation de la taille du programme a soulagé les sociétés d'exploitation de l'achat de stockage inutile de programmes inutilisés. À cette époque, les techniques de débogage et d'intégration de nouveaux logiciels avaient suffisamment progressé pour rendre cette approche plus pratique.

6.6 Réseau Remeded (remendur)
Lorsque le ferreed a été proposé pour la première fois à la fin des années 1950, l'idée d'utiliser les anches elles-mêmes comme structure magnétique de verrouillage a été proposée par RL Peek. À l'époque, cependant, l'interrupteur à lames ne pouvait pas être fabriqué de manière cohérente avec les propriétés magnétiques nécessaires. Ce problème a été surmonté en 1970, lorsqu'on s'est rendu compte que l'emboutissage des anches à partir de remendur recuit assurait le travail à froid nécessaire du métal. En fabriquant les lames métalliques de l'interrupteur reed de remendur (d'où le nom remreed), l'ensemble de la structure de l'interrupteur peut être réduit en volume à un quart de la taille de l'interrupteur ferré correspondant.
Les ferrods du scanner ont également été réduits en taille et les relais d'accès à ressort filaire ont été remplacés par des transistors pnpn et des diodes d'accès.
Ces composants sont directement montés dans un boîtier de deux commutateurs huit par huit. Des circuits intégrés ont également été introduits dans les contrôleurs de réseau. Lors de son introduction, l'intégration à petite échelle (SSI) était réalisable.
La figure 9-64 montre les réductions de taille initiales et la réduction supplémentaire des composants et des interconnexions avec l'utilisation de l'intégration à grande échelle.

Figure 9-64. Réduction de la taille du commutateur remreed par rapport aux deux commutateurs ferreed équivalents (a) et réduction correspondante des circuits de commande et de leurs interconnexions câblées et liées (b). (Symposium Record, International Switching Symposium, Kyoto, Japon, octobre 1976.)

Comme le montre la Fig. 9-65, la réduction de la taille des composants a entraîné une réduction de la taille de la trame du réseau ESS n° 1 à un tiers ou un quart, selon le type de réseau.

Figure 9-65. Réduction spectaculaire de la taille des composants du réseau de liaison interurbaine du SSE n° 1 rendue possible par le commutateur remreed et les circuits intégrés. (Sy111posium Record, International Switching Symposium, Kyoto, Japon, octobre 1976.)

Cela a permis à un réseau de liaisons interurbaines (TLN) complet desservant 1 000 lignes réseau de s'intégrer dans un seul cadre d'équipement de 6 pieds 6 pouces. Le TLN est entièrement assemblé et testé en usine, puis expédié comme une seule unité sur le site d'installation. Le TLN ferré se composait de huit cadres et nécessitait beaucoup plus de câblage d'installation pour interconnecter ces cadres. Cela nécessitait également plus de tests de l'unité fonctionnelle assemblée, car les tests en usine des cadres séparés étaient plus limités
Figure 9-64. Réduction de la taille du commutateur remreed par rapport aux deux commutateurs ferreed équivalents (a) et réduction correspondante des circuits de commande et de leurs interconnexions câblées et liées (b).

6. 7 Maintenance centralisée
L'interface entre l'ESS n° 1 et les techniciens de maintenance se fait au pupitre de commande principal (MCC). À cet emplacement se trouve une machine à écrire de maintenance sur laquelle les messages de panne sont imprimés et les messages d'interrogation et correctifs sont saisis. Tant que le SSE est suffisamment opérationnel pour communiquer sur cette liaison, il peut être considéré comme le principal canal de communication de maintenance. En tant que sauvegarde au cas où le système deviendrait inutilisable, le panneau d'affichage et de commande fonctionne indépendamment de l'ESS pour surveiller l'état des principales unités fonctionnelles et pour permettre la reconfiguration manuelle des unités en double. Avec ces commandes, l'artisan peut essayer de construire un système opérationnel lorsque l'ESS ne peut pas le faire automatiquement.
L'expérience des premières installations ESS a montré que les problèmes étaient suffisamment rares pour que la présence continue des artisans les plus qualifiés n'était pas nécessaire, et qu'un dépannage adéquat allait souvent au-delà de la formation des artisans moins qualifiés. Cela a conduit à la centralisation et à la concentration des compétences au sein du centre d'assistance technique (CAT)

6.7.1 Centre d'assistance technique (CAT)
Le téléimprimeur de maintenance peut être commandé à distance via une liaison de données sur une boucle dédiée ou commutée pour un fonctionnement sans surveillance, et diverses alarmes peuvent être actionnées en conjonction avec le téléimprimeur pour déclencher l'alerte en cas de problème mineur ou difficultés majeures.
Lorsque le nombre d'installations ESS dans une compagnie de téléphone en activité augmentait, ces connexions à distance pouvaient être placées à un seul endroit, connu sous le nom de TAC. Le TAC serait doté d'artisans hautement qualifiés qui seraient alors beaucoup plus fréquemment exposés aux problèmes et deviendraient aptes à relier les problèmes aux expériences antérieures et à les corriger rapidement. Les artisans guidaient par téléphone la personne la moins expérimentée quant aux actions de dépannage et de réparation à entreprendre, ou envoyaient un réparateur si le bureau n'était pas surveillé. Cette amélioration a réussi à réduire le nombre et l'étendue des difficultés de bureau qui nécessitaient les efforts encore plus qualifiés des ingénieurs de contrôle de l'ingénierie des produits de Western Electric ou des ingénieurs de développement des Bell Labs.
Cependant, il existait toujours des situations qui nécessitaient l'accès au panneau de commande et d'affichage de la maintenance ; si une difficulté survenait et ne pouvait pas être résolue par la liaison téléimprimeur, l'envoi d'un artisan pourrait prolonger une panne totale du bureau pendant plusieurs heures.
Cela a conduit naturellement à l'étape suivante : la possibilité d'observer et d'utiliser à distance le panneau de commande et d'affichage via une liaison de données de qualité vocale.

6.7.2 Switching Control Center (SCC)
Des expériences à Chicago en 1972 utilisant la télécommande et l'affichage ont conduit au Switching Control Center (SCC), qui a remplacé le TAC et a stimulé la planification d'outils analytiques supplémentaires.
L'étape suivante a été l'ajout d'un mini-ordinateur pour aider le personnel d'artisanat du SCC. Le mini-ordinateur surveillerait les messages entrants, les enregistrerait sur une bande magnétique pour une récupération ultérieure, et détecterait et mettrait en évidence les messages qui nécessitaient l'attention du personnel de sécurité. Il a également permis aux artisans de parcourir les messages sur un écran à tube cathodique en faisant défiler les commandes et de trier et filtrer chronologiquement les messages pour aider à détecter des modèles parmi de longues séquences d'impressions de problèmes. De brefs messages de téléimprimeur peuvent être complétés par des messages plus explicites comme une aide supplémentaire pour l'artisan, et des programmes d'analyse spécifiques déterminent automatiquement les modèles dans les messages de panne de réseau. En incorporant un mini-ordinateur dans le sec, il est devenu possible de desservir de nombreux autres types de systèmes de contrôle à programme enregistré, tels que TSPS, n ° 2 et 3 ESS, système d'interception automatique (AIS), n ° 101 ESS, etc. Le premier sec avec le système de mini-ordinateur a commencé à fonctionner à Miami, en Floride, en juin 1974.
L'introduction du contrôle par programme enregistré dans le bureau central a fourni une détection automatique des problèmes et une localisation par défaut supérieures à celles obtenues pour les systèmes de commutation non SPC. L'ESS obtient un avantage substantiel en termes de dépenses de maintenance par rapport à la barre transversale n ° 5 et aux systèmes électromécaniques antérieurs. La concentration d'artisans qualifiés et l'automatisation supplémentaire des tests et de l'analyse des tests fournis avec le sec réduisent encore les dépenses de maintenance, améliorent la localisation des problèmes et fournissent une assistance plus experte pour récupérer les pannes du bureau central.
Au chapitre 11, section 3.3.4, une description d'un SCC pour la barre transversale n ° 5 est donnée, mais les améliorations de son efficacité de maintenance sont limitées par l'accès de test intégré à la barre transversale n ° 5 .

6.8 Circuits interurbains améliorés pour l'ESS n° 1
Même si de nombreuses fonctions de circuits interurbains avaient été placées dans le logiciel pour l'ESS n° 1, de nouveaux relais, bobines et transformateurs miniaturisés, ainsi que de meilleurs dispositifs à semi-conducteurs, ont permis d'autres améliorations spectaculaires de la taille et du coût des les circuits interurbains du SSE n° 1. Les circuits de distribution et de balayage associés ont également été améliorés pour obtenir une réduction de taille de trois à sept fois et une réduction des coûts et de l'intervalle d'installation. Ces améliorations ont été introduites sur le terrain à partir du printemps 1976 à Salt Lake City, UtahLa Fig. 9-66 montre le châssis de circuit Universal Trunk (UT) amélioré.
Les cadres UT ont réduit de 25 % l'espace au sol requis pour un ESS

6.8.1 Circuits de ligne réseau HiLo
Bien que 4 fils ! des réseaux ferrés ont été conçus et sont utilisés dans le réseau n ° 1 ESS AUTOVON pour la transmission à péage, ils sont relativement importants et la production a été limitée à cette application. Pour répondre au besoin d'un service à 4 fils, une alternative innovante a été proposée pour une utilisation avec le réseau remreed. Le réseau remreed, étant moins d'un quart de la taille du réseau ferreed, a considérablement réduit le couplage capacitif et magnétique inhérent entre la pointe et l'anneau et entre les paires dans les voies vocales du réseau.
Le nouveau circuit interurbain (voir Fig. 9-67) séparait la paire en voies unidirectionnelles distinctes. En utilisant une impédance élevée à l'extrémité de transmission, la diaphonie inductive est inhibée ; un récepteur à faible impédance inhibe la diaphonie à couplage capacitif, d'où le nom HiLa. Cette technique réduit la diaphonie due à la transmission déséquilibrée à un niveau comparable à celui obtenu avec une transmission équilibrée à 4 fils. L'approche HiLa a introduit la commutation à 4 fils pour les applications en tandem et à péage dans l'ESS n ° 1, à partir d'avril 1977 à Sioux Falls, Dakota du Sud

6. 9 Le processeur 1A
À la fin des années 1960 et au début des années 1970, plusieurs efforts ont été lancés pour augmenter la capacité de transport d'appels de l'ESS n° 1.
Une approche consistait à réécrire les parties du programme qui étaient de grands utilisateurs du temps réel du processeur. Un autre était d'augmenter l'efficacité de l'interconnexion du réseau avec le réseau de liaison de service (voir la section 6.1 de ce chapitre). Le troisième était d'explorer la possibilité de fournir un nouveau processeur pour l'ESS n° 1 en utilisant des technologies plus récentes - un contrôle central plus rapide et des schémas d'accès à la mémoire plus rapides. Au cours de cette étude, il a également été reconnu qu'un puissant .

Figure 9-66. Cadres de coffre universels pour ESS n ° 1.

Les innovations technologiques ont abouti à une unité plus petite (à gauche) remplaçant son prédécesseur (à droite) pour réduire l'espace au sol requis de 25 %. (Symposium Record, International Switching Symposium, Kyoto, Japon, octobre 1976.) suffisamment de processeurs pourraient desservir le SSE interurbain proposé, et éviter ainsi la nécessité d'un réseau complexe de multitraitement de processeurs du SSE n° 1 (voir le chapitre 12). Plusieurs architectures de processeur ont été envisagées, y compris des variantes de technologies de mémoire. Le développement de ce processeur pour plusieurs applications a été autorisé par Western Electric en 1970

Un schéma fonctionnel du processeur 1A est illustré à la Fig. 9-68

Figure 9-68. Schéma fonctionnel du processeur lA, qui exécute les instructions quatre à huit fois plus rapidement que l'ancien contrôle central ESS n ° 1

Bien que cela ne soit pas représenté sur la figure, la redondance est fournie pour toutes les principales unités de sous-système et les bus d'interconnexion. Une paire de commandes centrales est microsynchronisée et l'exécution de chaque instruction est adaptée. Chaque commande centrale est composée de 50 000 portes de circuit intégrées et peut exécuter des instructions quatre à huit fois plus rapidement que son prédécesseur, la commande centrale n° 1. La mémoire principale se compose de deux matrices de modules de mémoire à noyau magnétique de 32 000 mots décrits précédemment pour la mémoire de programmes et la mémoire d'appels.
Les mémoires de mémoire de base fonctionnent selon un cycle système de 1,4 microsecondes et la sauvegarde est fournie avec une ou deux pièces de rechange itinérantes (à l'exception de certaines informations critiques où la duplication complète est conservée). Le schéma de rechange itinérant plus flexible est intrinsèquement plus fiable que le schéma de duplication complète fixe. Étant donné que les modules de mémoire de base ne conservent pas leurs informations lorsque l'alimentation est coupée et que les programmes peuvent être écrasés, la sauvegarde du programme est assurée sur des mémoires à disque à tête fixe à grande vitesse.

Figure 9-67. Le circuit de jonction HiLo, introduit en 1976, permettait la commutation à 4 fils dans les applications tandem et péage ESS n ° 1. (Symposium Record, International Switching Symposium, Kyoto, Japon, octobre 1976.) .

Le processeur 1A avec mémoires à noyau magnétique n'occupe que 40 % de l'espace au sol de son prédécesseur. Sa taille compacte et son câblage interconnecté entre unités permettent un assemblage et un test complets du processeur en usine, et un plan d'étage fixe simplifie l'ingénierie de bureau.
Le processeur 1A a été conçu pour deux applications : en tant que successeur du processeur central de commande et de signal de l'ESS n° 1 dans ses applications locales et en tandem, et en tant que processeur pour le très grand nouveau bureau de péage, l'ESS n° 4. La structure de commande du processeur 1A est conçue pour fonctionner directement avec le programme périphérique ESS n ° 1 via un processus de conversion logicielle. Cela permet la réutilisation étendue du logiciel ESS n ° 1 avec un minimum d'écriture, de débogage et de documentation supplémentaires. Un nouveau programme de processeur commun est requis, mais ce logiciel est utilisé à la fois dans l'ESS n° 1A et l'ESS n° 4. L'ESS n ° 4 est entré en service pour la première fois en janvier 1976 et le premier ESS n ° 1A en octobre 1976, tous deux à Chicago, Illinois. Dans cette dernière application, le processeur 1A a une capacité de transport d'appels maximale de 240 000 appels par heure, soit plus du double de celle de l'ESS n°1.
Étant donné que le processeur 1A est directement compatible avec le système périphérique ESS n°1, le processeur 1A peut être installé ultérieurement dans les installations ESS n°1 existantes. Étant donné que le processeur 1A peut gérer plus de deux fois plus d'appels par heure chargée que son prédécesseur, un processeur 1A d'une modernisation peut étendre les grands bureaux ESS n° 1 beaucoup plus loin avant qu'une deuxième entité ne soit nécessaire.
On estime que la grande capacité de l'ESS n° 1A réduira le nombre total de grands ESS requis d'ici 1990 de 1 600 à 1 300. Un grand ESS n° 1A peut remplacer plusieurs systèmes plus anciens, économisant ainsi jusqu'à 25 % de la jonction.
Les travaux sur ce projet ont commencé en 1973 et la première rénovation a été effectuée dans le bureau de San Francisco Folsom Street le 20 janvier 1978. Les processeurs remplacés sont ensuite réutilisés dans le cadre des nouveaux bureaux ESS n° 1 à d'autres endroits.
Pour correspondre à la capacité accrue du processeur, les réseaux de liaison de ligne et de liaison interurbaine ont été augmentés dans leur nombre et leur taille maximum. 9-69 montre la relation entre le processeur et le réseau en fonction de la durée d'attente de l'appel à l'heure chargée.


Figure 9-69. Les réseaux line link et trunk link ont été étendus pour gérer un trafic téléphonique supplémentaire (courbe du haut), correspondant ainsi à la plus grande capacité du processeur lA ]. (Symposium Record, International Switching Symposium, Kyoto, Japon, octobre 1976.)

Le processeur et le réseau sont jumelés pour des appels de trois minutes, ce qui correspond à la moyenne des appels locaux dans le système Bell. 86 Les SSE n° 1 et n° 1A utilisent le réseau remreed avec les circuits interurbains HiLo pour fournir des interconnexions spatiales à 4 fils. En conséquence, les ESS n° 1 et n° 1A sont conçus pour fournir des combinaisons de service local/tandem/péage dans les zones où un bureau central moderne est nécessaire et pour lesquelles l'ESS n° 4 est trop grand pour être économique.

6.10 Systèmes de mémoire améliorés
Comme indiqué ci-dessus dans la section 6.4, une mémoire à noyau magnétique de 32 000 mots a été introduite en 1971 pour réduire le coût de la mémoire d'appels n° 1 du SSE. Lorsqu'elle est connectée à des circuits d'accès plus rapides, cette même mémoire a servi, à partir de 1976, à la fois de module de stockage de programmes et de module de stockage d'appels pour le processeur 1A. La mémoire centrale a réalisé des réductions substantielles de taille, de puissance et de coût par rapport au prédécesseur de la feuille de ferrite. La technologie avait progressé au début des années 1970 au point où une mémoire centrale beaucoup plus petite semblait capable de réaliser une autre réduction de taille et de coût. Cependant, les mémoires à semi-conducteurs devenaient également plus attrayantes (un tiers de l'espace et un cinquième de la puissance du cœur 32K) et ont remporté le concours pour être la prochaine génération de mémoire principale pour ESS.
La mémoire semi-conductrice a été utilisée pour la première fois dans un ESS n° 1A en juillet 1977, dans le bureau de Wilmington, Delaware.
Les mémoires à bulles magnétiques ont également été étudiées comme un remplacement possible des mémoires à disque dans le processeur 1A au début des années 1970, mais à cette époque, elles n'avaient pas d'avantage économique.
L'intérêt demeure de trouver une mémoire de masse à semi-conducteur économique pour rivaliser en termes de coût avec les mémoires à disque rotatif. La fiabilité inhérente plus élevée des dispositifs qui n'ont pas de pièces mobiles est un facteur de motivation.
L'utilisation de faisceaux laser dans une très grande mémoire holographique a également été explorée - essentiellement une mémoire photographique avec le potentiel d'un très grand stockage et d'un accès aléatoire à grande vitesse. Ce travail a commencé au début des années 1970, mais n'a pas atteint le stade de compétitivité économique.

6.10.1 Le rôle du SPC dans le service de téléphonie mobile
L'utilisation importante des systèmes radio mobiles privés remonte à 1921, à commencer par le service de police de Detroit. Au fil des ans, la Federal Communications Commission a accordé des spectres radio supplémentaires pour augmenter les licences privées à plus de huit millions d'utilisateurs (et huit autres millions sur CB). Ces systèmes ne se connectent pour la plupart pas au réseau téléphonique. À partir de 1946, le Bell System a inauguré un système à trois canaux à Saint-Louis. Au cours des années suivantes, des fréquences supplémentaires ont été attribuées, des améliorations ont été apportées au passage du service manuel à l'automatique, et des liaisons ont été ajoutées entre les unités mobiles et les canaux disponibles. Cependant, seulement 143 000 clients sont desservis par Bell et les transporteurs publics radio (RCC). Il y a des dizaines de milliers de commandes en attente pour les systèmes de téléphonie mobile connectés à l'opérateur, même si le tarif est dix à vingt fois supérieur à celui du service téléphonique résidentiel.
Parce que le temps d'attente est si long, il y en a beaucoup d'autres qui ont besoin de ce type de service mais qui n'ont pas pris la peine de s'ajouter à la liste d'attente.
Depuis 1947, Bell System a exprimé à la Commission fédérale des communications, dans un certain nombre de dossiers d'examen, son intérêt pour un système de téléphonie mobile à grande échelle. Dans le dossier 1926, Bell a présenté en 1971 une nouvelle version du système cellulaire, qui réutilise un groupe de fréquences de base dans des cellules hexagonales non adjacentes.
Lorsque l'unité mobile se déplace de cellule en cellule, sa connexion est déplacée d'un émetteur-récepteur à l'autre sous le contrôle d'un système de commutation de central téléphonique.
L'ESS n° 1 a été choisi comme centre de commutation de téléphonie mobile (MTSO), car elle possède la capacité logicielle d'attribuer des cellules et des fréquences lorsqu'un appel est "transféré" de cellule à cellule.
En outre, le MTSO doit localiser la cellule pour les départs et fournir des commodités supplémentaires aux clients mobiles. Initialement, l'intention était de combiner les services locaux et mobiles dans le même centre de commutation. En 1975, la FCC a donné le feu vert au système Bell pour un essai sur le terrain de développement du système cellulaire, mais le bureau de commutation se limiterait à gérer uniquement les appels vers et depuis les unités mobiles. Un ESS n ° 1, situé à Oakbrook, dans l'Illinois, a été mis en place pour faire fonctionner quelques cellules et unités mobiles. Le succès de l'essai devrait conduire à un test de service plus important et, avec l'approbation de la FCC, à un service commercial.

VII. NON. 2 DÉVELOPPEMENT DU SYSTÈME LOCAL DU SSE

Le développement de l'ESS n ° 2 était une extension évolutive des développements de l'ESS n ° 101 et n ° 1.
En juillet 1961, lors du développement du n ° 101 ESS, la possibilité d'étendre ce système pour fournir des services de bureau central améliorés a été notée. Les premières idées comprenaient une refonte du processeur n ° 101 et une augmentation de la capacité de mémoire pour lui permettre d'avoir une gamme d'applications plus large, y compris la desserte de plus grandes unités de commutation PBX et également de téléphones principaux, via des unités de commutation à distance..

7.1 Le système initial
En réponse aux demandes de l'ingénierie AT&T, une étude a été entreprise en 1963 par A. Feiner, W. Ulrich et FS Vigilante d'un petit système de commutation électronique à utiliser dans des arrangements à 2 fils et comme bureau à 4 fils à utiliser dans CONUS AUTOVON. La conception du processeur comprenait des instructions d'un seul mot et d'un demi-mot pour conserver la mémoire du programme, des instructions spéciales pour imbriquer efficacement les sous-programmes et une unité d'entrée / sortie autonome pour effectuer la numérisation et d'autres opérations répétitives entrelacées sur une base de "cycle-stealing" avec le programme d'appel. La périphérie utilisait un réseau ESS n ° 1 et un appareil de circuit interurbain dans une configuration plus petite et plus économique que celle de l'ESS n ° 1. Par exemple, le nombre de contrôleurs de réseau a été réduit, le réseau a été simplifié en un réseau unilatéral à quatre étages où les lignes et les troncs sont apparus sur une trame de réseau combiné ligne-tronc, et la variété des concentrations de réseau a été réduite, ce qui simplifiait matériel et logiciel . D'autres simplifications ont été proposées avec l'utilisation du magasin de programmes de torsion électriquement inscriptible (PBT) pour éviter le coût d'un graveur de carte magnétique et les dépenses continues associées de l'écriture de carte requise du aimant permanent à torsion (PMT) utilisé dans No 1 ESS. D'autres propositions comprenaient des bus de communication simplifiés, étant donné que la taille physique du bureau serait beaucoup plus petite que l'ESS n° 1 et, en raison d'un nombre total de composants inférieur, des dispositions de reconfiguration simplifiées pour le bus de communication et les unités fonctionnelles. L'ESS n° 2, comme le système a été nommé plus tard, devait fournir un service à utiliser pour 10 000 lignes et 25 000 appels par heure chargée et desservir jusqu'à 2 000 lignes réseau dans l'application AUTOVON. Des études de comparaison de prix ont montré que l'ESS n°2 se comparait favorablement crossbar n°5 à partir de 600 lignes, avec des économies substantielles entre 3 000 et 10 000 lignes. À cette époque, les magasins PBT rencontraient de graves problèmes de conception, et il a finalement été décidé que l'application n°2 ESS AUTOVON ne serait pas économiquement intéressante. Les travaux sur cette partie du projet ont été arrêtés en décembre 1966. La conception du bureau à 2 fils s'est poursuivie, en utilisant le PMT et les mémoires de feuille de ferrite.
En 1968, un modèle de laboratoire de système à 2 fils était en service aux laboratoires d'Indian Hill, dans l'Illinois, et en novembre 1970, le premier bureau a été mis en service à Oswego, dans l'Illinois. Un schéma fonctionnel de la version de production de l'ESS n° 2 est illustré à la Fig. 9-70.
À l'été 1976, 200 installations de l'ESS n ° 2 équipées pour un million de lignes étaient en service. Le processeur ESS n ° 2 a également servi d'unité de contrôle pour une autre application, le système d'interception automatique (AIS), qui est décrit au chapitre 10, section III.

Figure 9-70. Schéma fonctionnel de l'ESS n ° 2 illustrant le réseau unilatéral avec des réseaux de terminaux de réseau communs pour les lignes, les circuits interurbains et les circuits de service.

7.1.1 Version transportable (n° 2A ESS)
Reconnaissant que les coûts de construction augmentaient rapidement, les ingénieurs des Bell Labs ont conçu des modules transportables du n° 2 (désignés n° 2A ESS) pour une installation rapide dans des zones rurales ou suburbaines.
La Fig. 9-71 montre les modules ESS n° 2A en cours de transport de l'usine au site d'installation.

Figure 9-71. Transportable n°2A ESS. Les unités sont assemblées en usine avec des câbles connecteurs. Installé sur une fondation préfabriquée, le système fournit rapidement le service pour 3000 lignes.
Trois de ces modules d'équipement, chacun de 12 pieds de large sur 48 pieds de long, peuvent contenir l'équipement de commutation et les batteries d'un bureau de 3 000 lignes. Des modules supplémentaires offrent une capacité de 15 000 lignes, un service d'alimentation et un centre d'administration en option.
Le système complet est assemblé en usine avec des câbles connecteurs entre les modules. Le module peut être rapidement installé sur une fondation préfabriquée et branché pour une installation rapide et efficace sur le site. Des panneaux de façade peuvent être installés pour offrir un extérieur plus agréable.
Le premier ESS n ° 2A est entré en service à Sun Valley, Nevada en novembre 1972.

7.2 La commande centrale 3A et l'ESS n° 2B
Bien que réussi, l'ESS n° 2 n'était pas économique en dessous de plusieurs milliers de lignes par rapport à la communauté « pas à pas », même si l'ESS n° 2 offrait beaucoup plus de capacités. Le processeur ESS n ° 2, pour respecter ses calendriers de développement, a dû renoncer à la logique de circuit intégré monolithique et à la mémoire PBT.
De plus, le réseau ESS n° 2 pourrait s'étendre au-delà de 10 000 lignes pour atteindre 20 000, mais la capacité de traitement des appels du processeur ESS n° 2 limitait la taille pratique dans presque tous les bureaux à 10 000 lignes ou moins.
Plusieurs efforts de conception exploratoire indépendants ont été entrepris pour fournir le contrôle d'un très petit bureau. Les idées de conception ont été fusionnées en une seule commande microprogrammée qui est devenue le 3A CC (commande centrale), le processeur de l'ESS n ° 3. La capacité de microprogrammation du nouveau processeur, ainsi que les avantages de prix et de taille obtenus grâce à l'utilisation d'une logique de circuit intégré et de mémoires à semi-conducteurs, l'ont rendu attrayant pour plusieurs applications de commutation.
Bien que des contrôles redondants aient été généralement utilisés, ces processeurs disposaient de capacités d'auto-vérification étendues et n'employaient pas de techniques d'appariement pour la détection des erreurs.
Une version de circuit intégré de la logique d'entrée / sortie autonome de l'ESS n ° 2 a été ajoutée au 3ACC, étendant la largeur des mots de données de 16 à 24, et la mémoire du microprogramme a été réglée pour émuler les instructions du processeur n ° 2 ESS . Avec ces changements, l'ESS n ° 2 a été à la fois considérablement réduit en coût et augmenté en capacité.
La nouvelle configuration, l'ESS n ° 2B, a été mise en service pour la première fois à Acworth, en Géorgie, en février 1976.
Le système Acworth était en fait un ESS n ° 2C un agencement transportable du n ° 2B. Le premier ESS n° 2B a été mis en service à Elgin, Illinois en juin 1976. Étant donné que le nouveau processeur émule directement les programmes ESS n° 2, une grande partie de l'investissement logiciel dans l'ESS n° 2 est conservée avec un minimum d'efforts de test supplémentaires. de l'intégrer dans l'ESS n°2B. Le processeur 2B peut être installé ultérieurement dans un ESS n° 2 afin que les ESS n° 2 existants aient la possibilité de doubler leur capacité avant de s'épuiser.
La première mise à niveau d'un processeur 2B a été effectuée à Northbrook, Illinois en avril 1977.
Le processeur 2B a abouti à la classification comme fabrication abandonnée (MD) du processeur ESS n ° 2 en 1977.

Encore une fois, on peut noter le raccourcissement du cycle de vie des processeurs de commutation téléphonique dans ce cas à moins d'une décennie. Le 3ACC a également été employé, à partir de 1976, dans un réseau privé spécial qui gérait les transactions par carte de crédit. Cette application est notée au chapitre 13, section 5.4. Une troisième application concernait le système de traduction électronique n ° 5, qui offrait une capacité de programme stocké pour le crossbar n ° 5. (Voir le chapitre 11, section 1.14.2 pour une description de l'ESS n° 5.)

7.3 Centrex et autres développements de fonctionnalités
Le premier programme générique pour l'ESS n° 2 était le L0-1 bureau local mis en service en 1970 avec 182 fonctions résidentielles, d'affaires, de traitement des appels, d'administration de la maintenance, de trafic et de facturation. Cela se compare favorablement aux 124 fonctionnalités du programme ESS n ° 1 initial.
Le deuxième programme générique, EF-1 (Extended Features-1) est entré en service en février 1974, à Naperville, Illinois. EF-1 a ajouté 128 fonctionnalités, dont la plupart étaient des fonctionnalités d'exploitation et de maintenance Centrex. Le service Centrex de l'ESS n ° 2 a été fourni pour la première fois au centre de recherche AMOCO à Naperville, Illinois en avril 1974.
En raison de la différence d'environnement d'exploitation entre l'ESS n ° 1 et l'ESS n ° 2 (boucles plus longues, plus de développement de porteuse T), plusieurs fonctionnalités sont apparues sur l'ESS n ° 2 qui n'avaient pas été ajoutées à l'ESS n ° 1 à la fin de 1976. Des circuits spéciaux d'amplification d'extension de gamme et d'amplification de batterie ont été placés dans les liaisons du réseau B pour être connectés à de longues boucles. En concentrant les prolongateurs de portée à l'intérieur du réseau, le nombre de prolongateurs a été réduit par rapport à celui requis s'ils étaient attachés à chaque longue boucle. Un prolongateur plus puissant, qui adaptait sa compensation en fonction de l'état de la boucle, a ensuite été ajouté. Ces circuits, plus tard connus sous le nom de CREG (extension de gamme concentrée avec gain), ont été utilisés pour la première fois dans le bureau de North Madison, Connecticut, qui est entré en service en août 1976.
Une deuxième caractéristique est la combinaison des banques de canaux T Carrier D3 et No. 2 circuits principaux ESS en une seule unité fonctionnelle pour éliminer la signalisation, les composants et le câblage redondants. Cette fonctionnalité est entrée en service à Lake Villa, Illinois en novembre 1977.