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電話交換機(jī)的發(fā)展史與技術(shù)動(dòng)向 |
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[ 通信界 / 民航西北空管局 艾雙祥 / m.k-94.cn / 2005/11/21 21:45:39 ] |
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一、 交換機(jī)的發(fā)展過(guò)程與分類
自1876年美國(guó)貝爾發(fā)明電話以來(lái)，隨著社會(huì)需求的日益增長(zhǎng)和科技水平的不斷提高，電話交換技術(shù)處于迅速的變革和發(fā)展之中。其歷程可分為三個(gè)階段：人工交換、機(jī)電交換、電子交換。
早在1878年就出現(xiàn)了人工供電制交換機(jī)，它是借助話務(wù)員進(jìn)行話務(wù)接續(xù)，顯然其效率是很低的。15年后步進(jìn)制的交換機(jī)問(wèn)世，它標(biāo)志著交換技術(shù)從人工時(shí)代邁入機(jī)電交換時(shí)代。這種交換機(jī)屬于“直接控制”方式，即用戶可以通過(guò)話機(jī)撥號(hào)脈沖直接控制步進(jìn)接續(xù)器做升降和旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。從而自動(dòng)完成用戶間的接續(xù)。這種交換機(jī)雖然實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)接續(xù)，但存在著速度慢、效率低、雜音大與機(jī)械磨損嚴(yán)重等特點(diǎn)。
直到1938年發(fā)明了縱橫制交換機(jī)才部分解決了上述問(wèn)題，相對(duì)于步進(jìn)制交換機(jī)，它有兩個(gè)方面的重要改進(jìn)：
1、利用由繼電器控制的縱橫接線陣列代替大幅度動(dòng)作的步進(jìn)接線器，從而減少了磨損和雜音，提高了可靠性和接續(xù)速度；
2、由直接控制過(guò)渡到間接控制方式，用戶的撥號(hào)脈沖不再直接控制接線器動(dòng)作，而先由記發(fā)器接收、存儲(chǔ)，然后通過(guò)標(biāo)志器驅(qū)動(dòng)接線器，以完成用戶間接續(xù)。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(jī)具有一系列優(yōu)點(diǎn)，因而它在電話交換發(fā)展上占有重要的地位，得到了廣泛的應(yīng)用，直到20世紀(jì)90年代，世界上還有相當(dāng)多的國(guó)家和我國(guó)少數(shù)地區(qū)的公用電話通信網(wǎng)仍主要使用縱橫制交換機(jī)。
隨著半導(dǎo)體器件和計(jì)算機(jī)技術(shù)的誕生與迅速發(fā)展，猛烈地沖擊著傳統(tǒng)的機(jī)電式交換結(jié)構(gòu)，使之走向電子化。美國(guó)貝爾系統(tǒng)經(jīng)過(guò)艱苦努力于1965年生產(chǎn)了世界上第一臺(tái)商用存儲(chǔ)程序控制的電子交換機(jī)(No.1 ESS)，這一成果標(biāo)志著電話交換機(jī)從機(jī)電時(shí)代躍入電子時(shí)代，使交換技術(shù)發(fā)生時(shí)代的變革。由于電子交換機(jī)體積小，速度快，便于提供有效而可靠的服務(wù)等優(yōu)點(diǎn)，引起世界各國(guó)的極大興趣。在發(fā)展過(guò)程中相繼研制出各種類型的電子交換機(jī)。 就控制方式而論，主要分兩大類：
1、布線邏輯控制：它是通過(guò)布線方式實(shí)現(xiàn)交換機(jī)的邏輯控制功能。通常這種交換機(jī)仍使用機(jī)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(jī)，這種交換機(jī)相對(duì)于機(jī)電交換機(jī)來(lái)說(shuō)，雖然在器件與技術(shù)上向電子化邁進(jìn)了一大步，但它基本上繼承與保留了縱橫制交換機(jī)布控方式的弊端，體積大，業(yè)務(wù)與維護(hù)功能低，缺乏靈活性，因此它只是機(jī)電式向電子式演變歷程中的過(guò)度性產(chǎn)物。
2、存儲(chǔ)程序控制(SPC，Stored Program Control)：它是將用戶的信息和交換機(jī)的控制、維護(hù)管理等功能預(yù)先編成程序，存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器內(nèi)。當(dāng)交換機(jī)工作時(shí)，控制部分自動(dòng)監(jiān)測(cè)用戶的狀態(tài)變化和所撥號(hào)碼，并根據(jù)要求執(zhí)行程序，從而完成各種交換功能。通常這種交換機(jī)屬于全電子型，采用程序控制方式，因此稱為存儲(chǔ)程序控制交換機(jī)，或簡(jiǎn)稱為程控交換機(jī)。目前我公司使用的MD110和C&C08交換機(jī)就是全電子程控交換機(jī)。
程控時(shí)分交換機(jī)一般在話路部分中傳送和交換的是數(shù)字話音信號(hào)，因而習(xí)慣稱之為程控?cái)?shù)字交換機(jī)，隨著數(shù)字通信與脈沖編碼調(diào)制(PCM)技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，世界各先進(jìn)國(guó)家自60年代開始以極大的熱情競(jìng)相研制數(shù)字程控交換機(jī)，經(jīng)過(guò)艱苦的努力，法國(guó)首先于1970年在拉尼翁(Lanion)成功開通了世界上第一個(gè)程控?cái)?shù)字交換系統(tǒng)E10，它標(biāo)志著交換技術(shù)從傳統(tǒng)的模擬交換進(jìn)入數(shù)字交換時(shí)代。由于程控?cái)?shù)字交換技術(shù)的先進(jìn)性和設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性，使電話交換跨上了一個(gè)新的臺(tái)階，而且對(duì)開通非話業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換奠定了基礎(chǔ)，因而成為交換技術(shù)的主要發(fā)展方向，隨著微處理器技術(shù)和專用集成電路的飛躍發(fā)展，程控?cái)?shù)字交換的優(yōu)越性愈加明顯的展現(xiàn)出來(lái)。
交換機(jī)各發(fā)展時(shí)期類型及其主要特點(diǎn)如下表：
| 交換機(jī)類型
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接續(xù)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(jī)
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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(yè)務(wù)
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| 供電制交換機(jī)
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人工
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環(huán)路電流
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塞繩
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模擬話音業(yè)務(wù)
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| 步進(jìn)制交換機(jī)
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自動(dòng)
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撥號(hào)脈沖
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升降和旋轉(zhuǎn)部件
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模擬話音業(yè)務(wù)
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| 縱橫制交換機(jī)
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自動(dòng)
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布線邏輯
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機(jī)電縱橫接線器
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模擬話音業(yè)務(wù)
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| 模擬程控交換機(jī)
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自動(dòng)
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存儲(chǔ)程序
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空分電子接線器
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模擬話音業(yè)務(wù)
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| 數(shù)字程控交換機(jī)
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自動(dòng)
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存儲(chǔ)程序
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時(shí)分電子接線器
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數(shù)字話音、非話音數(shù)據(jù)圖文傳真等
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二、程控交換機(jī)的特點(diǎn)
程控?cái)?shù)字交換機(jī)是現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與大規(guī)模集成電路(LSI)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。先進(jìn)的硬件與日臻完美的軟件綜合于一體，賦予程控交換機(jī)以眾多的功能和特點(diǎn)，它與機(jī)電交換機(jī)相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、體積小，重量輕，功耗低，它一般只有縱橫制交換機(jī)體積的1/8-1/4，大大壓縮了機(jī)房占用面積，節(jié)省了費(fèi)用。
2、能靈活的向用戶提供眾多的新服務(wù)功能。由于采用SPC技術(shù)，因而可以通過(guò)軟件方便的增加或修改交換機(jī)功能，向用戶提供新型服務(wù)，如縮位撥號(hào)、呼叫等待、呼叫傳遞、呼叫轉(zhuǎn)移、遇忙回叫、熱線電話、會(huì)議電話，給用戶帶來(lái)很大的方便。
3、工作穩(wěn)定可靠，維護(hù)方便，由于程控交換機(jī)一般采用大規(guī)模集成電路(LSI)電路或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)，因而有很高的可靠性。它通常采用冗余技術(shù)或故障自動(dòng)診斷措施，以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。此外，程控交換機(jī)借助故障診斷程序?qū)收献詣?dòng)進(jìn)行檢測(cè)和定位，以及時(shí)地發(fā)現(xiàn)與排除故障，從而大大減少了維護(hù)工作量。
4、便于采用新型共路信號(hào)方式(CCS，Common Channel Signalling) 。由于程控?cái)?shù)字交換機(jī)與數(shù)字傳輸設(shè)備可以直接進(jìn)行數(shù)字連接，提供高速公共信號(hào)信道，適于采用先進(jìn)的CCITT 7號(hào)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(yīng)未來(lái)新業(yè)務(wù)與交換網(wǎng)控制的特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)(ISDN，Integrated Services Digital Network)創(chuàng)造必要的條件。
5、易于與數(shù)字終端，數(shù)字傳輸系統(tǒng)聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)數(shù)字終端，傳輸與交換的綜合與統(tǒng)一�？梢詳U(kuò)大通信容量，改善通話質(zhì)量，降低通信系統(tǒng)投資，并為發(fā)展綜合數(shù)字網(wǎng)(IDN)和綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)奠定基礎(chǔ)。
三、當(dāng)前程控交換技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和趨勢(shì)為：
1、研制新型專用大規(guī)模集成電路，提高硬件集成度和模塊化水平，以進(jìn)一步減少體積，降低成本，增強(qiáng)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(jí)語(yǔ)言(如CHILL、SDL、MML)，提高軟件水平和模塊化速度。加強(qiáng)支援系統(tǒng)的開發(fā)，建立強(qiáng)大的軟件生成系統(tǒng)。
4、積極推行共路信號(hào)系統(tǒng)。
5、逐步引入非話業(yè)務(wù)，如數(shù)據(jù)、圖文傳真、用戶電報(bào)(Telex)與智能用戶電報(bào)(Teletax)、可視數(shù)據(jù)(Videotex)、圖文傳視(Teletext)及電子郵件(Electronic Mail)、圖象信息等。構(gòu)成綜合信息交換系統(tǒng)。
6、增強(qiáng)程控交換系統(tǒng)與其它類型通信網(wǎng)(如傳真網(wǎng)，分組交換網(wǎng)或公用數(shù)據(jù)網(wǎng)，計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)等)的接口聯(lián)接與組網(wǎng)能力。
7、為適應(yīng)高速信息業(yè)務(wù)日益增長(zhǎng)的需求和光纖通信的發(fā)展，開展寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(B-ISDN)環(huán)境下交換技術(shù)的研究，目前研究的重點(diǎn)之一為異步傳輸模式ATM，并且也成功應(yīng)用。 |
作者：民航西北空管局 艾雙祥 合作媒體：本站原創(chuàng) 編輯：顧北 |
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