1、綜述報告一、程控交換機(jī)的發(fā)展史一一從人工交換到自動交換“交換機(jī)”是一個舶來詞，源自英文“Switch,原意是“開關(guān)”，我國技術(shù)界在引 入這個詞匯時，翻譯為“交換”。第一個研究發(fā)明自動電話的人是一個名叫阿爾蒙.B.史端喬的美國人，他是 美國堪薩斯城一家殯儀館的老板。他發(fā)覺，電話局的話務(wù)員不知是有意還是無意， 常常把他的生意電話接到他的競爭者那里，使他的多筆生意因此丟掉。為此他大 力惱火，發(fā)誓要發(fā)明一種不要話務(wù)員接線的自動接線設(shè)備。從1889年到1891 年，他潛心研究一種能自動接線的交換機(jī)，結(jié)果他成功了。1891年3月10日， 他獲得了發(fā)明“步進(jìn)制自動電話接線器”的專利權(quán)。1892年11月3日，

2、用史端 喬發(fā)明的接線器制成的“步進(jìn)制自動電話交換機(jī)”在美國印第安納州的拉波特城 投入使用，這便是世界上第一個自動電話局。從此，電話通信跨入了一個新時代。 但是自動電話的大踏步發(fā)展是在20世紀(jì)。到20世紀(jì)20年代，世界上還只有15% 的電話是自動電話。隨著自動電話技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，到20世紀(jì)50年代，世界 上已有77%的電話是自動電話了。史端喬發(fā)明的自動電話交換機(jī)的制式，為什么叫做“步進(jìn)制” ？這是因?yàn)樗?是靠電話用戶撥號脈沖直接控制交換機(jī)的機(jī)械作一步一步動作的。例如，用戶撥 號“ 1”，發(fā)出一個脈沖，這個脈沖使接線器中的電磁鐵吸動一次，接線器就向 前動作一步。用戶撥號碼“2”，就發(fā)出兩個脈沖，

3、使電磁鐵吸動兩次，接線器 就向前動作兩步，余類推。所以，這種交換機(jī)就叫做“步進(jìn)制自動電話交換機(jī)”。1919年，瑞典的電話工程師帕爾姆格倫和貝塔蘭德發(fā)明了一種自動接線器， 叫做“縱橫制接線器”，并申請了專利。1929年，瑞典松茲瓦爾市建成了世界 上第一個大型縱橫制電話局，擁有3500個用戶。“縱橫制”的名稱來自縱橫接線器的構(gòu)造，它由一些縱棒、橫棒和電磁裝置 構(gòu)成，控制通過電磁裝置的電流可吸動相關(guān)的縱棒和橫棒動作，使得縱棒和橫棒 在某個交叉點(diǎn)接觸，從而實(shí)現(xiàn)接線的工作。電信通信按傳送信號的方式不同，可分為模擬通信和數(shù)字通信兩大類。電話 是模擬通信，因?yàn)閭魉驼f話聲音的電信號是“模仿”說話人的聲音變化的

4、；而電 報是數(shù)字通信，因?yàn)樗鼈魉偷氖侵挥小坝小焙汀盁o”兩種狀態(tài)的脈沖組合信號。 常見的模擬通信有電話、電視等，常見的數(shù)字通信有電報、數(shù)據(jù)通信（計(jì)算機(jī)通 信）等。過去，數(shù)字通信在整個通信中只占很小的比重。近年來，隨著電子計(jì)算 機(jī)的日益廣泛應(yīng)用，數(shù)字通信的需求急劇增長。同時由于大規(guī)模和超大規(guī)模集成 電路的迅速發(fā)展以及計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)的日益發(fā)展，電話通信技術(shù) 也在一步步向數(shù)字化的方向發(fā)展。所謂電話的數(shù)字化就是在電話傳送時先把模擬 的電話信號變換成數(shù)字信號，在接收時再把數(shù)字信號恢復(fù)成模擬信號。這樣做看 起來是增加了變換的過程，但是在現(xiàn)代技術(shù)條件下，這樣做能提高電話通信的質(zhì) 量和效率，而且還

5、更為經(jīng)濟(jì)。實(shí)現(xiàn)電話通信數(shù)字化的技術(shù)叫做“脈沖編碼調(diào)制” 技術(shù)。脈碼調(diào)制技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)在已經(jīng)遍及全世界，到1990年已經(jīng)出現(xiàn)了在一對 線上能傳送30240路電話的脈碼調(diào)制系統(tǒng)。脈碼調(diào)制技術(shù)使電話通信得以向高 速、大容量、長距離的方向發(fā)展，它正在逐步取代模擬通信。電話通信數(shù)字化后，使電話網(wǎng)不僅可以通電話，而且可以在數(shù)字化的電話網(wǎng) 中傳送各種通信，使電話網(wǎng)成為所謂的“綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)”（簡稱ISDN）。這 又是20世紀(jì)電信的一大成就。二、程控交換技術(shù)自動電話交換由“機(jī)電”方式向“程控”方式演變，是20世紀(jì)電話通信的 又一次重大變革。程控電話交換機(jī)就是電子計(jì)算機(jī)控制的電話交換機(jī)。它是利用 電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，

6、用預(yù)先編好的程序來控制電話的接續(xù)工作。1965年5月，美 國貝爾系統(tǒng)的1號電子交換機(jī)問世，它是世界上第一部開通使用的程控電話交換 機(jī)。但這還不是時分?jǐn)?shù)字式的，而是所謂“空分”的。空分就是用戶在打電話時 要占用一對線路，也就是要占用一個空間位置，一直到打完電話為止。過去機(jī)電 式的交換機(jī)都是空分方式的。從1965年到1975年這10年間，絕大部分程控交 換機(jī)都是空分的、模擬的。1970年，法國開通了世界上第一部程控?cái)?shù)字交換機(jī)，采用時分復(fù)用技術(shù)和 大規(guī)模集成電路。隨后世界各國都大力開發(fā)。進(jìn)入80年代，程控?cái)?shù)字電話交換 機(jī)開始在世界上普及。程控?cái)?shù)字交換與數(shù)字傳輸相結(jié)合，可以構(gòu)成綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)，不僅實(shí)現(xiàn)

7、電話 交換，還能實(shí)現(xiàn)傳真、數(shù)據(jù)、圖像通信等的交換。程控?cái)?shù)字交換機(jī)處理速度快， 體積小、容量大，靈活性強(qiáng)，服務(wù)功能多，便于改變交換機(jī)功能，便于建設(shè)智能 網(wǎng)，向用戶提供更多、更方便的電話服務(wù)。因此，它已成為當(dāng)代電話交換的主要 制式。三、程控的現(xiàn)狀無線電話是20世紀(jì)的重大發(fā)明。無線電通信雖是1895年發(fā)明的，但無線電 話卻是在20世紀(jì)初發(fā)明了真空三極管之后才出現(xiàn)的。1915年首次成功地實(shí)現(xiàn)了 跨越大西洋的無線電話通信；1927年在美國和英國之間開通了商用無線電話。 當(dāng)時的越洋無線電話通信是利用短波無線電波能從電離層折射返回地面這一特 性。30年代發(fā)現(xiàn)了超短波，40年代發(fā)現(xiàn)了微波。超短波和微波都不能從

8、電離層 反射，具有直線傳播的特性，能穿過電離層；它們在地面上只能以視線距離傳播。 人們利用這種特性開發(fā)了多路無線接力通信。超短波接力通信可以傳送30路以 下的電話；微波接力通信可以傳送幾千路電話，還可以用來傳送彩色電視。衛(wèi)星通信是利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站或衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的微波通信。衛(wèi)星通 信可以在大面積范圍內(nèi)進(jìn)行高質(zhì)量的通信，已經(jīng)成為全球遠(yuǎn)距離和洲際通信的重 要手段之一。70年代后期出現(xiàn)的蜂窩式移動電話系統(tǒng)，是無線電話的重大發(fā)展，迅速在 世界各國投入使用。90年代人們提出了覆蓋整個地球的低地球軌道衛(wèi)星移動電 話系統(tǒng)，把移動電話系統(tǒng)的基站設(shè)在衛(wèi)星上，可覆蓋整個地球，使用戶能在任何 時間、任何地點(diǎn)與

9、任何人進(jìn)行通信的“個人通信”成為可能。不論是人工交換還是程控交換，都是為了傳輸語音信號，是需要獨(dú)占線路的 “電路交換”。而以太網(wǎng)是一種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，需要傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)，因此采用的是“包 交換”。但無論采取哪種交換方式，交換機(jī)為兩點(diǎn)間提供“獨(dú)享通路”的特性不會 改變。就以太網(wǎng)設(shè)備而言，交換機(jī)和集線器的本質(zhì)區(qū)別就在于：當(dāng)A發(fā)信息給B 時，如果通過集線器，則接入集線器的所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都會收到這條信息（也就是 以廣播形式發(fā)送），只是網(wǎng)卡在硬件層面就會過濾掉不是發(fā)給本機(jī)的信息；而如 果通過交換機(jī)，除非A通知交換機(jī)廣播，否則發(fā)給B的信息C絕不會收到（獲 取交換機(jī)控制權(quán)限從而監(jiān)聽的情況除外）。目前，以太網(wǎng)交換機(jī)廠

10、商根據(jù)市場需求，推出了三層甚至四層交換機(jī)。但無 論如何，其核心功能仍是二層的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包交換，只是帶有了一定的處理IP 層甚至更高層數(shù)據(jù)包的能力。四、程控交換的發(fā)展前景對于通訊設(shè)備行業(yè)，目前行業(yè)景氣支撐點(diǎn)主要有兩個，一是電子信息產(chǎn)業(yè)振 興規(guī)劃帶來的投資機(jī)會。從產(chǎn)業(yè)的角度來看，電子信息產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃將有利于通 訊業(yè)的升級，有利于通信業(yè)通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整把握住行業(yè)的發(fā)展機(jī)會，從而牽引 著通信設(shè)備行業(yè)的盈利能力得到增強(qiáng)。二是電信業(yè)重組和3G牌照的發(fā)放將加大 運(yùn)營商對通信設(shè)備的采購量。隨著國內(nèi)電信重組及3G牌照發(fā)放，國內(nèi)電信投資 開始加速。這些都會加速程控交換的發(fā)展。光交換光交換是人們正在研制的下一代交換技術(shù)。目前所有的交換技術(shù)都是 基