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電話交換機的發展史與技術動向 |
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[ 通信界 / 民航西北空管局 艾雙祥 / www.6611o.com / 2005/11/21 21:45:39 ] |
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一、 交換機的發展過程與分類
自1876年美國貝爾發明電話以來，隨著社會需求的日益增長和科技水平的不斷提高，電話交換技術處于迅速的變革和發展之中。其歷程可分為三個階段：人工交換、機電交換、電子交換。
早在1878年就出現了人工供電制交換機，它是借助話務員進行話務接續，顯然其效率是很低的。15年后步進制的交換機問世，它標志著交換技術從人工時代邁入機電交換時代。這種交換機屬于“直接控制”方式，即用戶可以通過話機撥號脈沖直接控制步進接續器做升降和旋轉動作。從而自動完成用戶間的接續。這種交換機雖然實現了自動接續，但存在著速度慢、效率低、雜音大與機械磨損嚴重等特點。
直到1938年發明了縱橫制交換機才部分解決了上述問題，相對于步進制交換機，它有兩個方面的重要改進：
1、利用由繼電器控制的縱橫接線陣列代替大幅度動作的步進接線器，從而減少了磨損和雜音，提高了可靠性和接續速度；
2、由直接控制過渡到間接控制方式，用戶的撥號脈沖不再直接控制接線器動作，而先由記發器接收、存儲，然后通過標志器驅動接線器，以完成用戶間接續。這種間接控制方式將控制部分與話路部分分開，提高了靈活性和控制效率，加快了速度。由于縱橫制交換機具有一系列優點，因而它在電話交換發展上占有重要的地位，得到了廣泛的應用，直到20世紀90年代，世界上還有相當多的國家和我國少數地區的公用電話通信網仍主要使用縱橫制交換機。
隨著半導體器件和計算機技術的誕生與迅速發展，猛烈地沖擊著傳統的機電式交換結構，使之走向電子化。美國貝爾系統經過艱苦努力于1965年生產了世界上第一臺商用存儲程序控制的電子交換機(No.1 ESS)，這一成果標志著電話交換機從機電時代躍入電子時代，使交換技術發生時代的變革。由于電子交換機體積小，速度快，便于提供有效而可靠的服務等優點，引起世界各國的極大興趣。在發展過程中相繼研制出各種類型的電子交換機。 就控制方式而論，主要分兩大類：
1、布線邏輯控制：它是通過布線方式實現交換機的邏輯控制功能。通常這種交換機仍使用機電接線器而將控制部分更新成電子器件，因此稱它為布控半電子式交換機，這種交換機相對于機電交換機來說，雖然在器件與技術上向電子化邁進了一大步，但它基本上繼承與保留了縱橫制交換機布控方式的弊端，體積大，業務與維護功能低，缺乏靈活性，因此它只是機電式向電子式演變歷程中的過度性產物。
2、存儲程序控制(SPC，Stored Program Control)：它是將用戶的信息和交換機的控制、維護管理等功能預先編成程序，存儲到計算機的存儲器內。當交換機工作時，控制部分自動監測用戶的狀態變化和所撥號碼，并根據要求執行程序，從而完成各種交換功能。通常這種交換機屬于全電子型，采用程序控制方式，因此稱為存儲程序控制交換機，或簡稱為程控交換機。目前我公司使用的MD110和C&C08交換機就是全電子程控交換機。
程控時分交換機一般在話路部分中傳送和交換的是數字話音信號，因而習慣稱之為程控數字交換機，隨著數字通信與脈沖編碼調制(PCM)技術的迅速發展和廣泛應用，世界各先進國家自60年代開始以極大的熱情競相研制數字程控交換機，經過艱苦的努力，法國首先于1970年在拉尼翁(Lanion)成功開通了世界上第一個程控數字交換系統E10，它標志著交換技術從傳統的模擬交換進入數字交換時代。由于程控數字交換技術的先進性和設備的經濟性，使電話交換跨上了一個新的臺階，而且對開通非話業務，實現綜合業務數字交換奠定了基礎，因而成為交換技術的主要發展方向，隨著微處理器技術和專用集成電路的飛躍發展，程控數字交換的優越性愈加明顯的展現出來。
交換機各發展時期類型及其主要特點如下表：
| 交換機類型
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接續方式
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控制方式
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接線器
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交換信息
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| 磁石交換機
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人工
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鈴流
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塞繩
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模擬話音業務
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| 供電制交換機
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人工
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環路電流
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塞繩
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模擬話音業務
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| 步進制交換機
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自動
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撥號脈沖
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升降和旋轉部件
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模擬話音業務
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| 縱橫制交換機
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自動
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布線邏輯
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機電縱橫接線器
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模擬話音業務
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| 模擬程控交換機
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自動
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存儲程序
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空分電子接線器
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模擬話音業務
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| 數字程控交換機
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自動
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存儲程序
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時分電子接線器
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數字話音、非話音數據圖文傳真等
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二、程控交換機的特點
程控數字交換機是現代數字通信技術、計算機技術與大規模集成電路(LSI)有機結合的產物。先進的硬件與日臻完美的軟件綜合于一體，賦予程控交換機以眾多的功能和特點，它與機電交換機相比，有以下優點：
1、體積小，重量輕，功耗低，它一般只有縱橫制交換機體積的1/8-1/4，大大壓縮了機房占用面積，節省了費用。
2、能靈活的向用戶提供眾多的新服務功能。由于采用SPC技術，因而可以通過軟件方便的增加或修改交換機功能，向用戶提供新型服務，如縮位撥號、呼叫等待、呼叫傳遞、呼叫轉移、遇忙回叫、熱線電話、會議電話，給用戶帶來很大的方便。
3、工作穩定可靠，維護方便，由于程控交換機一般采用大規模集成電路(LSI)電路或專用集成電路(ASIC)，因而有很高的可靠性。它通常采用冗余技術或故障自動診斷措施，以進一步提高系統的可靠性。此外，程控交換機借助故障診斷程序對故障自動進行檢測和定位，以及時地發現與排除故障，從而大大減少了維護工作量。
4、便于采用新型共路信號方式(CCS，Common Channel Signalling) 。由于程控數字交換機與數字傳輸設備可以直接進行數字連接，提供高速公共信號信道，適于采用先進的CCITT 7號信令方式，從而使得信令傳送速度快、容量大、效率高，并能適應未來新業務與交換網控制的特點，為實現綜合業務網(ISDN，Integrated Services Digital Network)創造必要的條件。
5、易于與數字終端，數字傳輸系統聯接，實現數字終端，傳輸與交換的綜合與統一。可以擴大通信容量，改善通話質量，降低通信系統投資，并為發展綜合數字網(IDN)和綜合業務數字網(ISDN)奠定基礎。
三、當前程控交換技術的發展動向和趨勢為：
1、研制新型專用大規模集成電路，提高硬件集成度和模塊化水平，以進一步減少體積，降低成本，增強功能及提高可靠性。
2、提高控制的分散，靈活程度和可靠性，逐步采用全分散方式。
3、采用CCITT(ITU)建議的高級語言(如CHILL、SDL、MML)，提高軟件水平和模塊化速度。加強支援系統的開發，建立強大的軟件生成系統。
4、積極推行共路信號系統。
5、逐步引入非話業務，如數據、圖文傳真、用戶電報(Telex)與智能用戶電報(Teletax)、可視數據(Videotex)、圖文傳視(Teletext)及電子郵件(Electronic Mail)、圖象信息等。構成綜合信息交換系統。
6、增強程控交換系統與其它類型通信網(如傳真網，分組交換網或公用數據網，計算機局域網等)的接口聯接與組網能力。
7、為適應高速信息業務日益增長的需求和光纖通信的發展，開展寬帶綜合業務數字網(B-ISDN)環境下交換技術的研究，目前研究的重點之一為異步傳輸模式ATM，并且也成功應用。 |
作者：民航西北空管局 艾雙祥 合作媒體：本站原創 編輯：顧北 |
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