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電話交換機的發展變化
人類社會的一切活動都離不開資訊的傳遞——通信。它像人的神經係統一樣重要 。在目前人類的一切通信方式中，電話通信是應用最廣泛的一種。電話通信的目的是 達成人們在任意兩地之間的通話，因此，必須要解决三個問題：第一是語音信號的發 送和接收；第二是語音信號的傳輸；第三是語音信號的交換。第一個問題由使用者的 終端設備——電話機來解决。第二個問題由各種類型的電話傳輸設備——從最簡單的 音頻傳輸綫到多路載波設備，數位微波，衛星通信綫路設備等等來解决。第三個問題 則由各種類型的電話交換設備來解决。這三個部分衹要有係統地結合起來，就能構成 一個完整的電話通信係統。而電話交換設備，是整個電話通信網路中的樞紐，有着相 當重要的作用。
自從一百多年前電話發明以來，電話交換技術的發展大體經歷了三個階段：
第一階段是人工交換階段
電話一發明，由於要求各地電話機之間靈活地交換連接，於是很快發明了交換機。最早采用的是磁石式電話交換機(magneto telephone exchange)，接著出現了共電式電話交換機(common battery telephone exchange)， 這些都是人工交換機，必須由接綫生(operator)來完成使用者電話間的接綫和拆綫， 其特點是設備簡單，容量小，需占用大量人力，話務員工作煩重，速度又慢，因此， 人工交換機逐漸被自動交換機所取代。
第二階段是機電式自動交換階段
自動交換機是靠使用者發送號碼(被叫使用者的位址編號)進行自動選綫的。世界 上第一部自動交換機是1898年由美國人a.b.史端喬(almon b.strowger)發明的，這是 一臺步進式ipm電話交換機(step by step telephone exchange)，1892年，世界上第一個步進式ipm自動電話局在美國 印第安納州拉波特設立，因此，自動電話交換機得到迅速發展，在世界各國裝用， 相繼生産了許多改進的機型。1926年，瑞典研製出了第一臺縱橫電話交換機(crossbar telephone switching system)，並在鬆茲瓦爾(sundsvall)設立了第一個縱橫實驗電話局，擁有 3500個使用者。從三十年代起，美國等國傢也開始大力研製和發展縱橫式交換機，到 五十年代，縱橫式交換機已達到成熟階段。由於縱橫式交換機采用了機械動作輕微的 縱橫接綫器並采用了間接控製技術，使它剋服了步進式交換機的許多缺點。特別是它 能適用於長途自動交換，因此五十年代以後，縱橫式交換機在各國得到了大量的推廣 和應用。
步進製交換機和縱橫式交換機的主要元件都采用具有機械動作的電磁元件構成， 因此，它們都屬於機電式交換機。
第三階段是電子式自動交換階段
隨著近代電子技術的飛速發展，人們開始把電子元件應用到交換機中，逐步取代 速度慢、體積大的電磁元件。於是出現了準電子電話交換機(quasi-electronic telephone switching system)。電腦，大型積體電路的發展及應用，使自動交換機的發展産生 了重大轉變。1960年，美國貝爾係統試用儲存程式控製(以下簡稱程控)交換機(stored program controlled switching)成功，並於1965年5月世界第一部程控電話交換機開 始運作。該機采用電腦作為中央控製設備，由電腦來控製接續工作，該交換機屬於程 控空間分隔電話交換機(store-program control space division telephone exchange)，它意味著電話自動交換控製技術已從機電式式綫控製發展到電子式程式 控製。1970年，法國設立了世界上第一部程控數位電話交換機(store-program control digital telephone switching system)。隨後，美國、加拿大、瑞典、英國等國相繼使用程控數位交換機。程控數 位交換機，達到了交換機的全電子化，同時也達到了由類比空間分隔交換嚮數位分時 交換轉的重大轉變。到了八十年代，程控數位電話交換技術日漸完善，開始走嚮交換 技術發展的主導地位。數位交換與數位傳輸相結合，可以構成整合數位網路(idn)， 還可以開發成整合服務數位網路(isdn)。數位交換係統不僅達到語音交換，還要完成 非語音服務的交換，即要求程控數位交換係統具有電話交換(circuit switching)， 分封交換(packet switching)以及寬頻交換的能力。
程控數位交換機經過20年的推廣應用，其技術已經成熟。具有isdn功能的數位交 換機也紛紛出籠。目前交換技術的發展方向是寬頻交換，包括非同步傳輸模式(asynchronous transfer mode，atm)交換技術和光交換技術。
atm交換是80年代後期發展起來的。國際電報電話咨詢委員會(ccitt)已經確定， atm將作為寬頻整合服務數位網路(b-isdn)的資訊傳輸方式。日本、德國、美國都在 大力研製和開發大型的atm交換機。吞吐量為幾百gbit/s的atm交換機近年內可望問世 ，可以預見到下個世紀開始，atm交換設備將逐步取代現有的程控交換機而成為通信 網路中的主要交換方式。
光交換和atm交換一樣，是寬頻交換的重要成員，衹是光交換目前還停留在實驗 室研究階段。
自動交換機的分類
從自動交換機的産生至今已有一百多年的歷史了，其發展也經歷了好幾代産品。 因此，無論從自動交換機的結構和功能方面來看，還是從自動交換機的特點和用途方 面來看，各種交換機已是千變萬化，各具特色。我們不妨從自動交換機的技術特點等 方面出發，對衆多的自動交換機進行分類，從而瞭解各種自動交換機的共同點及其差 異。
如果從自動交換機內部傳輸資訊的方式來區分，它可為類比(analog) 方式的電 話交換機和數位(digital)方式的電話交換機。類比方式的電話交換機對使用者的類 比信號直接進行交換。如早期的步進製交換機、縱橫式交換機，以及空間分隔電子交 換機，脈幅調變(pam)的分時交換機等數位方式的電話交換機對數位信號進行交換(主 要是指對用戶的類比語音信號已經進行了數位化編碼的數位語音信號)。現在所使用 的各種類型的程控數位交換機都是通過對數位信號進行交換而完成使用者間的接續功能的。
自動交換機如果按其應用的範圍劃分，可以分為公用交換機和專用自動交換機(pabx)。 公用交換機是指用於公衆電話交換網路(pstn)中，用於完成公衆電話網路使用者之間 ，使用者與中繼電路(trunk circuits)，中繼電路與中繼電路之間交換連接的交換機 ，如公衆電話交換網路中的市話端局交換機，匯接局(tandem office)交換機，長途 局(toll office)交換機等，專用交換機是指用於某一特定機構(如某醫院、旅館、學 校、公司等)並與公衆電話網路相連接的交換機，有時亦稱“使用者交換機”。
專用自動交換機主要用於使用者所在機構的內部通信，往往根據該機構使用者的 特殊需要增加一些特別的功能服務。專用交換機適合於使用者比較集中，內部話務量 (traffic volume)比較大的場合，它是公衆電話交換網路的一種重要補充。如美國約 有1000萬條以上的使用者交換機的綫路，這個數目和8000多萬條市話使用者綫相比顯 然是相當小的，但這些使用者交換機所承擔的話務量約是所有市話和長途話務量的百 分之六十，使用者交換機在公衆電話網路中的作用由此可略見一斑。
如果按自動交換機的執行控製方式劃分，則可分為布綫邏輯控製(wired logic control)交 換機和儲存程式控製(stored program controlled)交換機。布綫邏輯控製(簡稱布控)交換機采用硬體邏輯電路來控製交換 機的各個模組完成使用者呼叫接續功能的。布控交換機的控製部件一旦做好，其控製 功能便不易再進行改動。儲存程式控製(簡稱程控)交換機采用電腦(computer)來控製 交換機完成使用者呼叫接續功能。與其他一般電腦相同，程控交換機中的電腦也采用 “儲存程式控製”(spc)的工作方式。即把交換機所需完成的控製功能及其步驟、方 法首先編製成可執行的程式(program)，然後送入電腦的記憶體(memory)中，由微處 理機(micro-processor)執行記憶體中的程式，控製各種外圍元件動作，從而控製交 換機執行，完成各種預定的功能。與布控式的交換機相比，程控交換機引入了電腦控 製技術，因此增加了許多優點。例如能夠提供許多新的使用者服務，維護管理方便， 可靠性高，靈活性適用性大，便於嚮整合服務數位網路(isdn)發展等等。
由於程控數位技術的先進性和設備的經濟性，使電話交換跨入一個新的紀元，而 且對開發非語音服務，達成整合服務數位交換奠定了基礎，因而成為當今交換技術發 展的主要方向。隨著微處理機技術和專用積體電路的飛速發展，程控數位交換的優越 性愈加明顯地展現出來。目前所生産的中、大容量程控交換機全部為數位式的。近十 年來，世界各國研製與生産出衆的各具特色的程控數位交換機，比較有代表性的有：
sopho s 荷蘭 philips 公司
scx-1200，500 英國harris公司
isdx 英國gpt公司
hicom 德國siemens公司
sx-2000 加拿大mitel公司
msl-1 加拿大nt公司
dms-100，200，300 加拿大nt公司
mt-35 法國thomson公司
msx 美國tai公司
harris-20-20 美國harris公司
no.5~7 ess 美國at&t公司
dbx-1200，5000 美國strom berg(arlson公司)
d60，70 日本ntt公司
neax-61 日本nec公司
neax2400 日本nec公司
fetex-150 日本fujitsu公司
hdx-10 日本hitachi公司
e10b，s 法國cit-alcatel公司
itt-1240 比利時itt-btm公司
md-110 瑞典ericsson公司
ewsd 德國siemens公司
aex-10 瑞典ericsson公司
1.3 程控交換機的特點與發展
程控數位交換機是現代通信技術、電腦技術與大型積體(lsi) 電路相結合的産物 。先進的硬體與日臻完善的軟體技術綜合於一體賦予程控交換機以衆多的功能和特點 ，使它與布控交換機相比，有如下優點：
體積小，重量輕，功耗低：程控交換機一般衹有縱橫式交換體積的1/8至1/4， 大大減小了空間占用面積，節省費用；
能靈活地嚮使用者提供衆多的新服務功能，程控交換機由於采用了儲存程式 控製的技術，因而可以透過軟體很方便地增加或修改交換機的功能，嚮使用者提供各 類新型服務，如縮位撥號，呼叫等待、呼叫轉移等等，給使用者帶來很大的方便。
工作穩定可靠，維護方便 由於程控交換機一般采用大型積體電路或專用積 體電路(asic)，因而具有很高的可靠性。它通常采用冗餘技術或故障自動診斷措施， 以進一步提高係統的可靠性。此外，程控交換機利用故障診斷程式對故障自動地進行 檢測和定位，以及時地發現與排除故障，從而大大地減少了維護工作量。程控交換係 統可方便地提供自動計費，話務量統計，服務品質自動監視，超負荷控製，給維護管 理帶來方便。
便於采用新型的共通道信號方式(common channel signalling;ccs)由於程 控數位交換機與數位傳輸設備可以直接進行數位連接，提供高速共信號通道，適於采 用先進的ccitt no.7信號方式，從而使得信號傳送速度快、容量大、效率高，並能適 應未來新服務與交換網路控製的特點，為達成整合服務數位網路創造必要的條件。
易於與數位終端機、數位傳輸係統連接，完成數位終端，傳輸與交換的整合 統一。可以擴大通信容量，改善通信品質，降低通信係統投資，並為發展整合數位網 路和整合服務數位網路奠定基礎。
目前，程控交換機的種類技術都在不斷地更新發展，性能更加優良，技術更加先 進的交換機都在進一步地研製和推出。整體來說，其技術發展的方向和趨勢可歸納為 以下幾點：
研製新型專用大型積體電路，提高硬體整合度與模組化水準，以進一步減小 體積和降低成本、增強功能及提高可靠性；
提高係統控製的分散程度，靈活程度及可靠性，逐步采用全分散控製方式；
采用ccitt建議的高級語言(如chill、sdl、mml)，提高軟體水準和模組化程 度。加強支援係統的開發，建立強大的軟體産生係統。
積極推行共通道信號方式。
逐步引入非語音業務，如數據業務、圖文傳真(fax)、電報(telex)與電傳圖 文(teletex)、電傳視訊(videotex)、圖文電視(teletext)及電子郵件(electronic mail)、 影像資訊等，開發相應的介面，構成整合資訊交換係統。
增加程控交換係統與其它類型通信網路(如傳真網路，分封交換網路或公用 數據網路、電腦區域網路(lan)等的介面、連接與組成網路能力。
為適應高速資訊服務日益增大的需求和光通信(optical communication)的發展，開發寬頻整合服務數位網路(b-isdn)環境下交換理論、體製 與關鍵技術的研究。目前研究的重點是非同步傳輸模式(atm)。 |
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zidong dianhua jiaohuanji
自動電話交換機
automatic telephone switching system
自動接續的電話交換機。電話交換過程中的接綫、拆綫等作業完全由電話交換機自動進行，不用話務員手工操作。自動電話交換機完成一次接綫工作，包括兩種功能：①控製，即接收主叫用戶通過電話機上的撥號盤或按鈕盤送來的電信號；②接綫，即以接收的電信號來控製完成主叫用戶電話與被叫用戶電話的接綫。各種自動電話交換機均需接受用戶的控製，而接綫方式各有不同，按其選擇的接綫部件和接綫原理可分為：步進製電話交換機、縱橫製電話交換機、半電子製電話交換機和存儲程序控製電子交換機。
（時振澤）
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- : automatic telephone exchange, automatic telephone switchboard
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