电话交换技术及我国电话网的发展

通信原理和通信网络中国电话交换技术与电话网络结构的发展课程：通信原理和通信网络研究所：电子通信物理大学专业化：电子通信工程2015年1月11日摘要：电话网将世界上现有的数亿多部电话相互连接，构成了现代最大的通信系统。目前，各国通信部门可以广泛利用数字程控交换技术和数字传输技术改造模拟电话网，不断增加新的附加业务，提高通话质量，进一步降低设备和网络运营管理成本。本文介绍了电话交换技术，分析了程控交换机的优点和发展趋势，并简要概述了我国电话结构的发展。关键字：通信网络、电话网络、交换技术、程序控制开关1876年，美国人贝尔发明了电话。从此，人类的信息传递方式进入了电话时代。如果使用电话的用户越来越多，那么很多用户中的任何一个都可以与其他用户通话，如果不希望其他用户介入，那么需要将该用户的线路一起带到同一个地方，安装执行电话连接功能的设备。这个设备是电话开关。一、电话交换机开发概述1.1 .手动交换随着1878年第一个磁开关的出现，两个电话之间的连接通过开关，大大节约了线路投资。但是此时，磁性电话不仅装有听筒发电机，可以用电池通话，而且磁铁电话开关容量小，接线员操作和用户使用都很不方便。之后，发明了公用电话开关。电子非座位式的主要优点是消除了用户电话用电池，所有电话的通话电流集中在局内的电池上。电话方式也变了，手动发电机也省了。磁开关和空转开关统称为人工开关，因为每次电话连接完成时操作员都会手动操作。人工开关有布线缓慢、劳动强度高、出错和效率低等缺陷。1.2机电交换1891年，美国Strowger发明了自动电话。用户可以通过电话的拨号控制电话局中交换机的电磁继电器动作，完成电话的自动连接。结果，电话交换是沿着自动化的方向进行的。不久，德军基于示巴早餐自动电话交换机，改善了自己的配线机结构和电路性能，诞生了西门子自动电话交换机。这两种交换机的共同特点是用户电话通过拨号直接控制交换机接线机的行为，逐步升高和旋转电缆，称为步进开关，是直接控制方式。后来出现了使用旋转控制方法的附加旋转自动开关。用户的拨号脉冲不是直接控制交换机的配线机的动作，而是由发报机记录，然后传送，选择和继续。无论是直接控制方式还是间接控制方式，布线都要上升或旋转，噪音大、磨损容易、维护工作量大等缺陷。1919年，瑞典首次开发并启动了小型纵横制开关。横木自动电话登场，取得了理想的接线机和高效的公共控制方式。到20世纪50年代，纵横制交换系统的开发和发展达到了比较成熟的阶段。在机电开关中，垂直和水平系统是最先进的类型。与其他机电开关相比，有两个主要特征。一种是使用贵金属触点的垂直和水平接线器作为电话连接元素。第二种是公共控制。也就是说，控制功能独立于马匹，由发射器和徽标器集中。发射器和标志成为公共控制装置，纵横制交换机的灵活性很高。纵横制交换机还具有噪音小、通话质量好、机器钥匙磨损不好、寿命长、故障少、维护工作少等优点。1.3 .电子交换半导体的发明和随之而来的微电子技术的迅速发展影响了几十年来进展缓慢的电子机械电话交换机的结构，使其电子化。20世纪50年代前后，人们开始把电子元件应用到称为自动电话开关的电子设备上。但是没有得到广泛的普及。电子计算机飞速发展后，电话交换技术才进入了程控电子交换机的时代。二、程控电话交换机电子计算机技术应用于自动电话交换机，预先编程的程序，由控制交换机连续行为的电子计算机控制的自动电话交换机出现，称为“存储程序控制电话交换机”。1965年5月，美国贝尔系统的1号电子开关正式开通，成为世界上第一个启动的程序控制电话开关。从此开启了电话交换的新时代。2.1程序控制开关分类程序控制电话开关也是间接控制方式，分为通话连接和公共控制两部分。从字面上可以分为空气分离制和分时制。(1)空分程序控制开关空气分离是空间分割。在拨号网络中，这意味着每个用户占用一定的空间。两个用户通话时，必须在交换网上取得专用通话路径，才能结束通话。空分程序控制开关通常称为模拟程序控制开关。(2)分时程控交换机时间，时间分割。在拨号网络中，多名用户的通话电路意味着共享一条随时间推移的公用路径。但是，每对用户在通话时不是连续的，而是瞬间相通和暂停的。理论和实际上都证明，这样的结汇速度比通话频率快两倍以上的一位通话者感觉不到通话时的断线持续，听到完整的说话声。分时程控交换机应用现代数字技术，称为数字程控交换机。2.2程序控制开关的优点(1)技术方面A.程序控制交换机可以提供很多新的用户服务功能。缩短拨号、热线服务、呼叫限制、闹钟服务、呼叫等待、呼叫转移、呼叫中呼叫、服务中断预防、缺勤用户服务、三方呼叫、恶意呼叫跟踪等。程序控制开关可以通过软件实现。用户向电话局申请注册，就可以使用多种服务。B.程序控制开关可以通过故障诊断程序检测和定位错误，从而使维护更容易。C.程序控制交换机可以自动收集有关服务的各种数据，并高效运行。D.程序控制开关可以通过对软件进行更改来满足不同外部条件的要求。例如：提高了电话号码、更改了计费方法、路由选项等灵活性：E.程序控制开关由微处理器快速处理和写入信号，因此易于采用公共信道信号系统，信号容量大，传输速度快。F.程控交换机易于利用电子技术的最新结果，具有技术进步性。(2)经济方面A.程控交换机主要采用电子设备，有助于节约金属和生产成本，降低成本。B.体积小、重量轻、占用空间大、基础设施要求低、机房成本低；C.自动化错误检测和诊断，减少维护负担和维护成本。(3)数字程控交换机的突出优点A.不仅是控制设备，交换网络中也使用了大规模集成电路，导致了交换技术和计算机技术的直接合并；B.进一步减少交换机的卷。C.可以使用脉冲编码(PCM)进行数字传输，从而提高传输质量。D.模块化技术易于实施，初始安装容量小，最终安装容量大的交换输出。E.非阻塞交换网络，非衰减交换，语音保密易于实现；F.帮助将通信网络发展到高质量、高速、多服务、高度自动化的集成业务数字网络(ISDN)方向。三、程控交换技术的发展趋势电话交换机应用程序控制技术以来，发展很快。初始空分程序控制。1970年法国开通了世界上第一台E10英寸数字程序控制交换机，切换技术进入了新的阶段。虽然目前认为交换机使用存储程序控制是最好的方法，但话说回来，他们倾向于采用数字交换方式。在世界上很多国家/地区的数字交换机开发初期，首次引入没有用户电路的数字交换机(电话交换机或远距离交换机)，年末数字交换机仅在组级别实施分时数字交换，用户级别通常使用空分、集中后模拟-数字转换、从PCM到组级别的连接。随着微电子技术的发展和大规模集成电路价格的降低，包括雪纺系统在内的所有数字交换机陆续出现。程序控制切换技术的发展可以概括为以下几个方面：A.软件和硬件设计使用模块化。软件广泛采用国际电话咨询委员会(CCITT)推荐的高级语言。B.提高控制的分散度，逐步走向完全分散控制方式。C.减少用户电路的体积，降低成本，进一步改进用户电路的集成；D.交换网络大多使用TST网络结构。内存访问速度可满足交换速度，从最多1024个插槽到最多4096个插槽，交换机网络成本低、尺寸小、布线少、控制简单。E.应用微处理器采用16位，甚至32位系统的大规模集成电路。F.扩大开发支持系统，进一步提高程控交换机硬件、软件开发自动化水平；G.逐渐使用光纤技术。不是在交换机之间使用光纤技术，而是将光纤交换技术应用于交换机本身。四、中国电话网络结构的发展我国电话网长期采用5级交换等级结构(4级远程交换中心和CS侧局)，这是适应我国网络发展初级阶段的。这个结构对电话网从人工自动，从模拟转换到数字起到了很好的作用。但是，随着通信业务的持续快速发展，随着网络规模的扩大和数字化水平的提高，新技术、新业务陆续出现，多级交换结构无法满足传输段数、慢连接、长延迟、传输功耗、低连接速度、低可靠性、大容量的开发等新技术的新业务开发。4.1长途电话网络的演变我国的长途电话网结构从4级转换为2级，这就是原来的C1，C2合并，C3，C4合并。本国款待(包括终端)将长途线路的交换中心设置为一级(标记为DC1)，将一级(标记为DC2)设置为一级(标记为DC2)。DCl交换中心之间和DC2交换中心之间的多手段、多路径传输电路通过主路径连接。也就是说，DCl通过基本路由网格连接，主内DCl通过网格或不完整网格连接，并通过一定数量的交叉区域有效路由连接到非本地交换中心。DC2及其姓氏所属的DCl通过默认路径连接。DCl安装在首都，在本地网络上安装一个或多个DC2功能，并可以在长途通信量大的首都另外设置DC2 o DC2。一般而言，本地网络中可以单独安装远程交换中心，您也可以设置远程交换中心以及与本地区域网络相邻的区域网络。如果有足够的长途通信，您可以在本地网络上安装多个DC2远程交换中心。长距离二次网络实现了“固定非水平”选择原则，在高平面网格的地方交换中心DCl和地方DC2之间引入了固定非水平选择。“固定”表示路由计划是固定的，路由时选择路径保持不变，并按照预定的路由和顺序进行。“固体“设置”是“动态”，这意味着路由选择计划可以变更路由选择序列，并且可以分为与时间相关的选择、与状态相关的选择和与事件相关的选择等。”“无级别”表示在同一平面的调用中移动循环时，每个交换中心路由的结构(无论排名如何)。与无线网络不是概念，无级网络意味着网络中的所有节点都是一个级别。中国的长途电话网络最终将演变为动态的未授权网络。4.2区域电话网络结构的演变近年来，我国电话网结构的变化基本形成了以当前城市理想为中心的扩大区域电话网。也就是说，地方市和索哈尔县的行政x分界形成了地方网，采用了相同的长途区号。但是近年来，区域电话网的规模和容量迅速增加，区域电话网的大部分扩大了ASU和CDMU都需要这些时钟。用于在多个ASU和CDMU之间传输数据的单元数据总线是16位通用总线。通信元总线的数据格式包括53个8位组ATM单元和单个ASU的路由标识符。控制总线是在ASU和CDMU之间传输IPC信息的VME总线。五、电话网络前景随着通信技术的快速发展，电话网也将迎来新的技术发展。最传统、最基本的通信事业有线电话对我推动经济发展起到了很大的作用。随着人们对技术的发展和信息量的要求越来越大，宽带数据、网络服务也将成为通信的主流。但是不能否认，传统的电话业务仍将是通信的基本要求。从发达国家的通信发展过程来看，电话普及率达到一定水平时，在满足了人们基本的呼叫需求后，对新业务种类的需求才会更高，我国云南省发展得比较晚，在快速