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电话交换机的发展史与技术动向 |
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[ 通信界 / 民航西北空管局 艾双祥 / www.cntxj.net / 2005/11/21 21:45:39 ] |
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一、 交换机的发展过程与分类
自1876年美国贝尔发明电话以来，随着社会需求的日益增长和科技水平的不断提高，电话交换技术处于迅速的变革和发展之中。其历程可分为三个阶段：人工交换、机电交换、电子交换。
早在1878年就出现了人工供电制交换机，它是借助话务员进行话务接续，显然其效率是很低的。15年后步进制的交换机问世，它标志着交换技术从人工时代迈入机电交换时代。这种交换机属于“直接控制”方式，即用户可以通过话机拨号脉冲直接控制步进接续器做升降和旋转动作。从而自动完成用户间的接续。这种交换机虽然实现了自动接续，但存在着速度慢、效率低、杂音大与机械磨损严重等特点。
直到1938年发明了纵横制交换机才部分解决了上述问题，相对于步进制交换机，它有两个方面的重要改进：
1、利用由继电器控制的纵横接线阵列代替大幅度动作的步进接线器，从而减少了磨损和杂音，提高了可靠性和接续速度；
2、由直接控制过渡到间接控制方式，用户的拨号脉冲不再直接控制接线器动作，而先由记发器接收、存储，然后通过标志器驱动接线器，以完成用户间接续。这种间接控制方式将控制部分与话路部分分开，提高了灵活性和控制效率，加快了速度。由于纵横制交换机具有一系列优点，因而它在电话交换发展上占有重要的地位，得到了广泛的应用，直到20世纪90年代，世界上还有相当多的国家和我国少数地区的公用电话通信网仍主要使用纵横制交换机。
随着半导体器件和计算机技术的诞生与迅速发展，猛烈地冲击着传统的机电式交换结构，使之走向电子化。美国贝尔系统经过艰苦努力于1965年生产了世界上第一台商用存储程序控制的电子交换机(No.1 ESS)，这一成果标志着电话交换机从机电时代跃入电子时代，使交换技术发生时代的变革。由于电子交换机体积小，速度快，便于提供有效而可靠的服务等优点，引起世界各国的极大兴趣。在发展过程中相继研制出各种类型的电子交换机。 就控制方式而论，主要分两大类：
1、布线逻辑控制：它是通过布线方式实现交换机的逻辑控制功能。通常这种交换机仍使用机电接线器而将控制部分更新成电子器件，因此称它为布控半电子式交换机，这种交换机相对于机电交换机来说，虽然在器件与技术上向电子化迈进了一大步，但它基本上继承与保留了纵横制交换机布控方式的弊端，体积大，业务与维护功能低，缺乏灵活性，因此它只是机电式向电子式演变历程中的过度性产物。
2、存储程序控制(SPC，Stored Program Control)：它是将用户的信息和交换机的控制、维护管理等功能预先编成程序，存储到计算机的存储器内。当交换机工作时，控制部分自动监测用户的状态变化和所拨号码，并根据要求执行程序，从而完成各种交换功能。通常这种交换机属于全电子型，采用程序控制方式，因此称为存储程序控制交换机，或简称为程控交换机。目前我公司使用的MD110和C&C08交换机就是全电子程控交换机。
程控时分交换机一般在话路部分中传送和交换的是数字话音信号，因而习惯称之为程控数字交换机，随着数字通信与脉冲编码调制(PCM)技术的迅速发展和广泛应用，世界各先进国家自60年代开始以极大的热情竞相研制数字程控交换机，经过艰苦的努力，法国首先于1970年在拉尼翁(Lanion)成功开通了世界上第一个程控数字交换系统E10，它标志着交换技术从传统的模拟交换进入数字交换时代。由于程控数字交换技术的先进性和设备的经济性，使电话交换跨上了一个新的台阶，而且对开通非话业务，实现综合业务数字交换奠定了基础，因而成为交换技术的主要发展方向，随着微处理器技术和专用集成电路的飞跃发展，程控数字交换的优越性愈加明显的展现出来。
交换机各发展时期类型及其主要特点如下表：
| 交换机类型
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接续方式
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控制方式
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接线器
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交换信息
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| 磁石交换机
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人工
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铃流
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塞绳
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模拟话音业务
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| 供电制交换机
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人工
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环路电流
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塞绳
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模拟话音业务
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| 步进制交换机
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自动
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拨号脉冲
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升降和旋转部件
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模拟话音业务
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| 纵横制交换机
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自动
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布线逻辑
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机电纵横接线器
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模拟话音业务
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| 模拟程控交换机
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自动
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存储程序
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空分电子接线器
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模拟话音业务
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| 数字程控交换机
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自动
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存储程序
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时分电子接线器
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数字话音、非话音数据图文传真等
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二、程控交换机的特点
程控数字交换机是现代数字通信技术、计算机技术与大规模集成电路(LSI)有机结合的产物。先进的硬件与日臻完美的软件综合于一体，赋予程控交换机以众多的功能和特点，它与机电交换机相比，有以下优点：
1、体积小，重量轻，功耗低，它一般只有纵横制交换机体积的1/8-1/4，大大压缩了机房占用面积，节省了费用。
2、能灵活的向用户提供众多的新服务功能。由于采用SPC技术，因而可以通过软件方便的增加或修改交换机功能，向用户提供新型服务，如缩位拨号、呼叫等待、呼叫传递、呼叫转移、遇忙回叫、热线电话、会议电话，给用户带来很大的方便。
3、工作稳定可靠，维护方便，由于程控交换机一般采用大规模集成电路(LSI)电路或专用集成电路(ASIC)，因而有很高的可靠性。它通常采用冗余技术或故障自动诊断措施，以进一步提高系统的可靠性。此外，程控交换机借助故障诊断程序对故障自动进行检测和定位，以及时地发现与排除故障，从而大大减少了维护工作量。
4、便于采用新型共路信号方式(CCS，Common Channel Signalling) 。由于程控数字交换机与数字传输设备可以直接进行数字连接，提供高速公共信号信道，适于采用先进的CCITT 7号信令方式，从而使得信令传送速度快、容量大、效率高，并能适应未来新业务与交换网控制的特点，为实现综合业务网(ISDN，Integrated Services Digital Network)创造必要的条件。
5、易于与数字终端，数字传输系统联接，实现数字终端，传输与交换的综合与统一。可以扩大通信容量，改善通话质量，降低通信系统投资，并为发展综合数字网(IDN)和综合业务数字网(ISDN)奠定基础。
三、当前程控交换技术的发展动向和趋势为：
1、研制新型专用大规模集成电路，提高硬件集成度和模块化水平，以进一步减少体积，降低成本，增强功能及提高可靠性。
2、提高控制的分散，灵活程度和可靠性，逐步采用全分散方式。
3、采用CCITT(ITU)建议的高级语言(如CHILL、SDL、MML)，提高软件水平和模块化速度。加强支援系统的开发，建立强大的软件生成系统。
4、积极推行共路信号系统。
5、逐步引入非话业务，如数据、图文传真、用户电报(Telex)与智能用户电报(Teletax)、可视数据(Videotex)、图文传视(Teletext)及电子邮件(Electronic Mail)、图象信息等。构成综合信息交换系统。
6、增强程控交换系统与其它类型通信网(如传真网，分组交换网或公用数据网，计算机局域网等)的接口联接与组网能力。
7、为适应高速信息业务日益增长的需求和光纤通信的发展，开展宽带综合业务数字网(B-ISDN)环境下交换技术的研究，目前研究的重点之一为异步传输模式ATM，并且也成功应用。 |
作者：民航西北空管局 艾双祥 合作媒体：本站原创 编辑：顾北 |
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