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El primer sistema de conmutación electrónica a gran escala prominente fue el Number

Update:18,Sep,2020
Summary:En las telecomunicaciones, un sistema de conmutación electrónica (ESS) es un conmutador telefónico que utiliza electrónica digital y control computari...

En las telecomunicaciones, un sistema de conmutación electrónica (ESS) es un conmutador telefónico que utiliza electrónica digital y control computarizado para interconectar circuitos telefónicos con el fin de establecer llamadas telefónicas. Las generaciones de conmutadores telefónicos antes del advenimiento de la conmutación electrónica en la década de 1950 usaban puramente electro -sistemas de relés mecánicos y rutas de voz analógicas. Estas primeras máquinas solían utilizar la técnica paso a paso. La primera generación de sistemas de conmutación electrónica en la década de 1960 no era completamente de naturaleza digital, pero utilizaba caminos metálicos operados por relés de láminas o interruptores de barra transversal operados por sistemas de control de programa almacenado (SPC) .Anunció por primera vez en 1955, la primera instalación de prueba para el cliente de un La oficina central totalmente electrónica comenzó en Morris, Illinois en noviembre de 1960 por Bell Laboratories. [1] El primer sistema de conmutación electrónica a gran escala prominente fue el Sistema de Conmutación Electrónica Número Uno (1ESS) del Bell System en los Estados Unidos, introducido en Succasunna, Nueva Jersey, en mayo de 1965. Los sistemas de conmutación electrónica posteriores implementaron la representación digital de las señales eléctricas de audio en bucles de abonado digitalizando las señales analógicas y procesando los datos resultantes para su transmisión entre oficinas centrales. La tecnología de multiplexación por división de tiempo (TDM) permitió la transmisión simultánea de múltiples llamadas telefónicas en una conexión de un solo cable entre oficinas centrales u otros conmutadores electrónicos, lo que resultó en mejoras dramáticas en la capacidad de la red telefónica. Con los avances de la electrónica digital a partir de la década de 1960, la telefonía los conmutadores empleaban componentes de dispositivos semiconductores en medida creciente. A finales del siglo XX, se eliminaron la mayoría de las centrales telefónicas sin procesamiento TDM y el término sistema de conmutación electrónica se convirtió en gran medida en una distinción histórica para los sistemas SPC más antiguos. Los sistemas de conmutación de paquetes ópticos con búfer de línea de retardo de fibra (FDL) proporcionan un alto rendimiento y velocidad de bits reenvío independiente, energéticamente eficiente y transparente. Sin embargo, el búfer FDL experimenta problemas de escalabilidad y, por lo tanto, no puede acomodar una gran cantidad de tráfico de red. En este artículo, primero investigamos el rendimiento de la red del búfer FDL. Debido a la naturaleza de tiempo discreto del búfer FDL, el rendimiento de las aplicaciones del Protocolo de control de transmisión (TCP) no mejora drásticamente a pesar de la adición de FDL adicionales.

 

Luego, proponemos una arquitectura de búfer combinada óptica y electrónica. El búfer combinado está compuesto por un búfer FDL y un búfer electrónico suplementario que tiene funciones de gestión de energía según su ocupación. El búfer combinado utiliza solo el búfer FDL y mantiene su eficiencia energética cuando el volumen de tráfico es bajo. Al hacerlo, esta arquitectura reduce el consumo de energía al 70% del de un búfer compuesto solo por dispositivos electrónicos con tráfico no pico. A medida que aumenta el volumen de tráfico, el búfer combinado enciende sus dispositivos electrónicos y se adapta al aumento de tráfico. Los resultados de la simulación revelan que la arquitectura de búfer propuesta obtiene un rendimiento 1,5 veces mayor que el del búfer FDL existente frente a un aumento repentino del tráfico. Finalmente, mostramos que los componentes electrónicos suplementarios tienen que estar listos para su uso en menos de 300 ms. Aquí demostramos que podemos controlar de manera racional y fina la funcionalidad de diferentes nanodispositivos y nanointerruptores basados ​​en ADN utilizando entradas electrónicas. Para demostrar la versatilidad de nuestro enfoque, hemos utilizado aquí tres nanoconmutadores basados ​​en ADN de modelos diferentes activados por metales pesados ​​y secuencias de ADN específicas y una ADNzima que responde al cobre. Para lograr el control inducido electrónicamente de estos nanodispositivos basados ​​en ADN, hemos aplicado diferentes potenciales de voltaje en la superficie de un chip de electrodo. El potencial aplicado promueve una reacción de transferencia de electrones que libera de la superficie del electrodo una entrada molecular que finalmente activa el nanodispositivo basado en ADN.

 

4 A pesar de los avances logrados en este campo, la necesidad de tener un mejor control de tales nanodispositivos sigue estando parcialmente insatisfecha. Por tanto, para explotar plenamente estas plataformas sería crucial encontrar nuevas estrategias para desencadenar y activar su función de una manera altamente controlable.Desde los revolucionarios descubrimientos de Volta, Faraday y otros electroquímicos pioneros, 5 la posibilidad de controlar las reacciones redox a través de una entrada electrónica (voltaje aplicado) ha representado uno de los mayores avances en la historia de la química.

 

It is now more than 200 years that electrochemistry has been applied for a wide range of applications from energy production6 to industrial manufacturing7 and sensing.8 Because of the low cost of instrumentation, possible miniaturization and high level of control, electrochemistry might also represent an interesting opportunity for novel bio-technological applications. Redox reactions are in fact routinely used in Nature to activate, regulate and control a wide range of biological pathways and reactions (such as photosynthesis and energy storage/release).9 In a similar way, electrochemistry could thus be applied to modulate bio-inspired tools and devices.10–13 Despite this, the possibility to use electronic inputs to control DNA-based nanodevices has seen very little application to date.14Motivated by the above arguments, here we propose an approach to electronically control a wide range of DNA-based nanodevices. We did so by controlling, through an electronic input, electron transfer across an electrode-solution interface thus promoting redox reactions in a highly controllable fashion. More specifically, as the electronic input we used here a voltage potential applied at the surface of an electrode chip. Such applied potential promotes an electron-transfer reaction at the electrode-solution interphase leading to the release of a molecular input that ultimately triggers a DNA-based nanodevice in solution (Fig. 1). To demonstrate the versatility of our approach we have used here four different model DNA-based nanodevices or nanoswitches that can be activated by different molecular inputs.

 

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