電話交換

ウィキペディアから、無料の百科事典
ナビゲーションにジャンプ 検索にジャンプ
電話オペレータが手動で電話交換機においてコード対を有する呼を接続します
音声通信とブロードバンドデータ機能を備えた最新のセントラルオフィス

電話交換電話スイッチ、または中央局はれる通信に使用されるシステム公衆交換電話網(PSTN)または大企業です。これは、電話加入者線またはデジタルシステムの仮想回線を相互接続して、加入者間の通話を確立します。

歴史的な観点から、電気通信用語は、時間の経過とともにさまざまなセマンティクスで使用されてきました。電話交換という用語ベルシステムの用語であるセントラルオフィスと同義で使用されることがよくあります。多くの場合、セントラルオフィス、それぞれが特定の地理的領域にサービスを提供する、潜在的に複数の電話交換機の内部プラント機器を収容するために使用される建物として定義されます。このようなエリアは、交換エリアまたは交換エリアとも呼ばれます。北米では、セントラルオフィスの場所は、電話が接続されてダイヤルトーンを取得する施設を指定するワイヤーセンターとして識別される場合もあります[1] ビジネスおよび請求の目的で、電気通信事業者は、距離測定を決定するための指定された地理的位置を定義するために、大都市ではセントラルオフィスのクラスターである可能性があるレートセンターを定義します。

米国とカナダでは、ベルシステムが1940年代に、3桁の中央局コードと3桁の番号計画市外局番(NPAコードまたは市外局番)で中央局を識別する統一された全国的な番号付けシステム確立しました。セントラルオフィスのコードは、各番号計画エリアで一意でした。 NPAコードとセントラルオフィスコードは、加入者の電話番号のプレフィックスとして使用されました。特に直接の顧客ダイヤリングによって推進される国際的および大洋横断の電話トランクの開発に伴い、電話網の体系的な組織化の同様の取り組みが20世紀半ばに多くの国で発生しました。

企業または企業で使用する場合、構内電話交換機は公衆交換電話網に接続されている場合、構内交換機(PBX)と呼ばれることがよくありますPBXは、企業の施設、通常は大規模なオフィススペースの近く、または組織のキャンパス内に設置され、組織の電話や構内交換機にサービスを提供します。小規模なインストールでは、受付係のオフィスにPBXまたは主要な電話システム展開する場合があります

歴史

1877年ボストン取引所の1922年の図
4つのクロスバートーキング回線(水平)とオペレーター(T)を接続するための1つのバーを備えた4つの加入者回線(上)用の1903手動スイッチ。最も低いクロスバーは、アイドル状態のステーションをアースに接続して、信号インジケータ(F)を有効にします。

電信の時代の主な利用者は、郵便局、駅、より重要な政府機関(省庁)、​​証券取引所、全国的に配布された新聞はほとんどなく、国際的に重要な最大の企業、そして裕福な個人でした。[2] 電話交換機が発明される前に電話装置が存在したという事実にもかかわらず、電話交換機が発明される前と同じスキーマと構造では、初期の電話交換機の成功と経済的な運用は不可能でした。電話は、他の1台の電話(個人の自宅から個人の会社までなど)にのみ配線され、通信されていました[3]

電話交換機は、地理的に狭い地域向けの電話システムであり、加入者線間で行われる通話の切り替え(相互接続)を提供します。電話交換機は、ユーザーを各加入者局間の直接回線で接続する小さな電話システムに取って代わりました。交換により、テレフォニーは日常的に使用できる快適なテクノロジーとなり、新しい産業セクターの創出に弾みがつきました。

電話自体の発明と同様に、「最初の電話交換」の名誉には複数の請求者がいます。電話交換を最初に提案したのは、1877年にトーマスエジソンで働いていハンガリーの ティヴァダルプスカスでした。[4] [5] [6] [7] [8]最初の実験的な電話交換機はプスカシュのアイデアに基づいており、1877年ボストンのベル電話会社によって建設されました。[9]世界初の州- 1877年11月12日、ハインリッヒ・フォン・ステファンの指揮の下、ベルリン近郊のフリードリヒスベルクに管理電話交換機が開設されました。[10] ジョージ・W・コイは、1878年1月にコネチカット州ニューヘブンにオープンした最初の商用米国電話交換機を設計および製造しました。配電盤は「キャリッジボルト、ティーポットの蓋のハンドル、および喧騒のワイヤー」で構成され、2つを同時に処理できました。会話。[11] チャールズ・グリデンは、マサチューセッツ州ローウェルに取引所を設立したことでも知られています。1878年には50人の加入者がいます。

ヨーロッパでは、他の初期の電話交換機はロンドンマンチェスターに拠点を置いていました。どちらも1879年にベルの特許に基づいて開設されました。[12]ベルギーは、1年後に最初の国際ベル交換機(アントワープを開設しました

1887年、プスカシュはマルチプレックス 配電盤を発表しました[あいまい][13]

その後、交換は数百に1から成ってプラグボードが常駐配電事業者各オペレーターは、¼インチのチップリングスリーブ(3導体)ジャックのバンクを含む垂直パネルの前に座っていました。各ジャックは、加入者電話回線ローカル終端でしたジャックパネルの前に、2列のパッチコードを含む水平パネルを置きます。各ペアはコード回路に接続されています。

ときに発呼者が受信機を持ち上げた、ローカルループ電流はジャックの近くに信号灯を点灯しました。[14]オペレーターは、加入者のジャックに後部コード(応答コード)を挿入し、ヘッドセットを回線に切り替えて、「番号をお願いしますか?」と尋ねることで応答しました。市内通話の場合、オペレーターはペアのフロントコード(呼び出しコード)を着信側のローカルジャックに挿入し、呼び出しサイクルを開始しました。長距離電話の場合、彼女はトランク回線に接続して、別の銀行のボードまたはリモートのセントラルオフィスにいる別のオペレーターに接続しました。 1918年、長距離電話の接続を完了するまでの平均時間は15分でした。[14]

初期の手動配電盤では、オペレーターがリスニングキーと呼び出しキーを操作する必要がありましたが、1910年代後半から1920年代にかけて、配電盤技術の進歩により、オペレーターが応答コードを挿入するとすぐに自動的に電話に応答できるようになり、呼び出し音が自動的に鳴りました。オペレータが着信側のジャックに呼び出し中のコードを挿入するとすぐに開始します。オペレーターは回線から切断され、発信者が呼び出し音のリングバック信号を聞いている間、別のコールを処理できるようになるため、オペレーターは、回線を呼び出し続けていることを定期的に報告する必要がなくなります。[15]

リングダウン法、元のオペレータは、着信加入者を呼ぶような別の中間のオペレータと呼ばれる、または別の中間のオペレータへのそれを渡されました。[16]この中間オペレーターのチェーンは、すべてのセンター間で同時に中間幹線が利用可能である場合にのみ、通話を完了することができました。軍の通話が優先された1943年、米国のクロスカントリー通話は、有料通話に手動配電盤を使用した都市での要求とスケジュール設定に2時間もかかる場合がありました。

1891年3月10日、ミズーリ州カンザスシティの事業者であるAlmon Brown Strowgerは、電話回線交換の自動化につながる装置であるステッピングスイッチの特許を取得しました。この最初の特許には多くの拡張と適応がありましたが、最もよく知られているのは10のレベルまたはバンクで構成され、それぞれに10の接点が半円状に配置されています。回転式電話ダイヤルと一緒に使用すると、数字の各ペアにより、ステッピングスイッチの中央接点「手」のシャフトが最初の数字のパルスごとに1レベル上に最初のステップ(ラチェット)になり、次に接点で水平にスイングしました。次の桁のパルスごとに1つの小さな回転がある行。

その後、ステッピングスイッチが銀行に配置され、その最初の段階はラインファインダーでした。最大100の加入者回線(後のラインファインダーでは200回線)の1つで受信機が「オフフック」に解除された場合、回線ファインダーは加入者の回線を無料の最初のセレクターに接続し、加入者にダイヤルトーン返しました。ダイヤルされた数字を受信する準備ができました。加入者のダイヤルは毎秒約10パルスでパルスしましたが、速度は特定の電話管理の標準に依存していました。

Strowgerスイッチに基づく交換は、最終的に他の交換タイプによって、そして後にクロスバー技術によって挑戦されました。これらの交換設計は、より高速なスイッチングを約束し、ストローガーの通常の10 pps(通常は約20 pps)よりも高速なスイッチ間パルスを受け入れます。後日、多くの人がDTMF「タッチトーン」または他のトーン信号システムも受け入れました

移行技術(パルスからDTMFへ)には、DTMFをパルスに変換し、古いストローガー、パネル、またはクロスバースイッチに供給するコンバーターがありました。このテクノロジーは、2002年半ばまでに使用されました。

ハンガリー、ミシュコルツの取引所ビル

用語

電気通信技術で使用される多くの用語は、英語を話すさまざまな地域間で意味と使用法が異なります。この記事の目的のために、次の定義が行われます。

  • マニュアルサービスは電話サービスである人間で電話オペレータダイヤルを持っていない電話機を持つ加入者の指示に従ってルートコール。
  • ダイヤルサービスは、交換機が加入者がダイヤルした数字を解釈してコールをルーティングする場合です。
  • 電話交換機は、為替の交換機です。
  • ワイヤセンタは、特定のスイッチまたは中央局によってサービスされる領域です。
  • コンセントレータはトラフィックを集中装置は、遠隔にあるか、スイッチと同じ場所に配置されます。
  • オフフック状態は、電話通話が進行中であるときに、例えば、使用されている回路です。
  • オンフック状態がアイドル回路を表し、すなわち何の電話通話が進行中でありません。

中央オフィスは、もともと地域の他の交換サービスパーツと市内の主要な交換をしました。この用語は、その設備とオペレーターを含むすべての交換システムを意味するようになりました。また、一般的に、スイッチングおよび関連するプラント内機器を収容する建物にも使用されます。米国の電気通信用語では、セントラルオフィス(CO)は、トランクとローカルループが終端されて切り替えられる一般的なキャリア 交換センターの クラス5電話交換機です。[17] 英国では、電話交換機は交換機の建物を意味し、電話交換機の名前でもあります。

手動サービス交換

1924PBX交換機

では、マニュアルサービス、顧客が受話器をオフフックと尋ねるオペレータを要求された番号に電話を接続すること。番号が同じセントラルオフィスにあり、オペレーターの交換機にある場合、オペレーターは、着信した顧客の回線に対応するジャックに呼び出し中のコードを差し込むことによって、通話を接続します。着信側の回線が同じオフィスまたは別のセントラルオフィスの別の交換機にある場合、オペレーターは宛先の交換機またはオフィスのトランクに接続し、応答するオペレーター(「B」オペレーターと呼ばれる)に接続を要求します。呼び出し。

ほとんどの都市の取引所は、共通バッテリーサービスを提供していました。つまり、セントラルオフィスは、送信機の操作と回転式ダイヤルによる自動信号のために、加入者の電話回線に電力を供給していました。一般的なバッテリーシステムでは、加入者の電話から交換機へのワイヤーのペアは、電話会社の端から導体を介して48V(公称)のDC電位を運びます。電話は、オンフックまたはアイドル状態のときに開回路を示します。[18]

加入者の電話がオフフックの場合、回線全体に電気抵抗が発生し、電話とワイヤを介してセントラルオフィスに電流が流れます。手動配電盤では、この電流がリレーコイルを流れ、オペレーターの配電盤のブザーまたはランプを作動させ、オペレーターにサービスを実行するように信号を送りました。[18]

大都市では、すべてのオフィスをパネルスイッチなどの自動機器に変換するのに何年もかかりました。この移行期間中に、番号が 2L-4Nまたは2L-5N形式(2文字の交換名と4桁または5桁のいずれか)に標準化されると、手動交換にある番号にダイヤルして、要求せずに接続することが可能になりましたオペレーター支援。ベルシステムのポリシーでは、大都市の顧客は、手動または自動のオフィスを呼び出すかどうかにかかわらず、オフィスのタイプを気にする必要はないと述べています。

加入者が手動局の番号をダイヤルすると、宛先オフィスのオペレーターがインジケーターの番号を確認して電話に応答し、発信回線にコードを差し込んで宛先局を鳴らして接続しました。たとえば、TAylor 4725から電話をかけているダイヤル顧客が、手動交換機(ADams 1383-Wなど)によって提供される番号をダイヤルした場合、加入者の観点からは、自動交換機でLEnnox5813への電話とまったく同じように電話が完了しました。パーティライン文字W、R、J、およびMは、ジャックパーラインパーティラインとの手動交換でのみ使用されました。

モントリオールの電話交換機( 1895年頃

2つの大文字を使用する自動オフィスのリスト形式MAin1234とは対照的に、Hillside834やEast23などのリストを含む手動オフィスは、2番目の文字を大文字にしない形式で認識できました。

農村地域と最小の町には手動サービスがあり、信号は信号発生器用のクランクを備えた磁気電話で行われました。オペレーターまたは同じ回線上の別の加入者に警告するために、加入者はクランクを回して呼び出し電流を生成しました。配電盤は回路を遮断することで応答し、加入者の回線ジャックの上に金属製のタブを落とし、ブザーを鳴らしました。乾電池の電池、通常は二つの大きなN°。加入者の電話の6つのセルは、送信機に直流を供給しました。このような磁気システムは、メイン州ウッドストックのブライアントポンドの小さな町のように、1983年まで米国で使用されていました

多くの小さな町の磁気システムは、単一の回線を共有する2〜10人以上の加入者のどこでもパーティ回線を特徴としていましたパーティに電話をかけるとき、オペレーターはコードリンギングを使用しました。これは、2つの長いリングの後に1つの短いリングが続くなど、独特のリンギング信号シーケンスです。回線上の誰もが信号を聞くことができ、他の人の会話を拾い上げて監視することができました。

初期の自動交換

オーストラリアの田舎の電話交換ビル

ダイヤルサービスを提供する自動交換機は1888年にAlmon Strowgerによって発明されました。1892年に最初に商業的に使用され、20世紀の最初の10年まで広く使用されることはありませんでした。彼らは、電話に必要な接続を完了した人間の交換手オペレーターの必要性を排除しました。自動化により、人間のオペレーターは電気機械システムに置き換えられ、電話には、発信者が宛先の電話番号を自動切り替えシステムに送信するためのダイヤルが装備されていました。

電話交換機は、ユーザーが受話器をスイッチフックまたはクレードルから取り外すと、電話のオフフック状態を自動的に検知します。交換機はその時点でダイヤルトーン提供して、交換機がダイヤルされた数字を受信する準備ができていることをユーザーに示します。電話によって生成されたパルスまたはDTMFトーンが処理され、同じ交換機内の宛先電話または別の離れた交換機への接続が確立されます。

取引所は、いずれかの当事者が電話を切るまで接続を維持します。この接続ステータスの監視は、監視と呼ばれます。請求機器などの追加機能も取引所に組み込まれる場合があります。

ベルシステムのダイヤルサービスは、自動請求、フリーダイヤル800番号9-1-1サービスなどのサービスを容易にする自動番号識別(ANI)と呼ばれる機能を実装しました。手動サービスでは、オペレーターは、配電盤ジャックフィールドのライトによって通話が発信されている場所を認識します。 ANIの前は、長距離電話がオペレーターキューに入れられ、オペレーターは発呼者の番号を尋ね、それを紙の通行料チケットに記録していました。

初期の交換は、モーター、シャフトドライブ、回転スイッチ、リレーを使用した電気機械システムでした。自動交換のいくつかのタイプは、ストローガースイッチまたはステップバイステップスイッチ、オールリレー、XY、パネルスイッチロータリーシステムおよびクロスバースイッチでした。

電気機械信号

スイッチを相互接続する回路はトランクと呼ばれます。前シグナリングシステム7ベルシステム、米国の電気機械スイッチは、もともとデジタル信号によって今日置き換えDC電圧およびシグナリングトーンのさまざまな方法を使ってトランクを介して互いに通信し。

一部のシグナリングは、ダイヤルされた数字を通信しました。Panel Call Indicator Pulsingと呼ばれる初期の形式では、4次パルスを使用してパネルスイッチと手動配電盤の間の呼び出しを設定していました。おそらく、電気機械式スイッチ間でダイヤルされた数字を通信する最も一般的な形式は回転式ダイヤルパルスと同等のダイヤルパルスを送信することでしたが、スイッチ間のトランク回路を介して送信されました。

ベルシステムトランクでは、クロスバースイッチとクロスバータンデムの間で毎秒20パルスを使用するのが一般的でした。これは、Western Electric / BellSystemの電話ダイヤルの2倍の速度でした。より速いパルスレートを使用すると、スイッチが数字のリッスンに半分の時間を費やしたため、トランクの使用率がより効率的になりました。 DTMFはトランクシグナリングには使用されませんでした。

マルチ周波数(MF)は、デジタル化前の最後の方法でした。 DTMFのようにペアで送信される異なるトーンのセットを使用しました。ダイヤルの前に特別なキーパルス(KP)信号があり、その後に開始(ST)が続きます。ベルシステムのMFトーンスキームのバリエーションがCCITT標準になりました。同様のスキームが南北アメリカとスペインを含むいくつかのヨーロッパ諸国で使用されました。スイッチ間の数字列は、使用率をさらに向上させるために省略されることがよくありました。

たとえば、1つのスイッチが電話番号の最後の4桁または5桁のみを送信する場合があります。あるケースでは、2つの市外局番またはオフィスコードを区別するために、7桁の番号の前に1桁または2桁が付いていました(通話ごとに2桁の節約)。これにより、トランクあたりの収益が向上し、スイッチに必要なディジットレシーバーの数が減少しました。電気機械式スイッチのすべてのタスクは、大きな金属製のハードウェアで行われました。コールセットアップ時間のわずかな秒単位のカットオフは、コールトラフィックを処理するための機器のラックが少なくなることを意味しました。

監視または通話の進行状況を通信する信号の例には、EおよびM信号、SF信号、およびロブビット信号が含まれます。物理的な(キャリアではない)EおよびMトランク回線では、トランクは4線式でした。たとえば、50のトランクには、スイッチ間に100ペアのケーブルが必要です。 1つの一般的な回路構成の導体は、チップ、リング、耳(E)、および口(M)と呼ばれていました。チップとリングは音声を運ぶペアであり、手動操作コンソールの3本の導線コードのチップとリングにちなんで名付けられました。

双方向トランクにEとMシグナリング、ハンドシェイクが同時に同じトランク上のコールをダイヤルすることにより、衝突の両方のスイッチを防ぐために行われました。これらのリード線の状態をグランドから-48ボルトに変更することにより、スイッチはハンドシェイクプロトコルを段階的に実行しました。DC電圧の変化を使用して、ローカルスイッチは信号を送信して通話の準備をし、リモートスイッチは確認応答(ウィンク)で応答してダイヤルパルスを続行します。これは、リレーロジックとディスクリート電子機器を使用して行われました。

トランク回路のこれらの電圧変化は、電気ハンドシェイクがプロトコルをステップスルーするときに加入者に聞こえるポップまたはクリックを引き起こします。請求目的でタイミングを開始するための別のハンドシェイクにより、着信側が応答したときに2番目のクランクセットが発生しました。

監視のためのシグナリングの2番目の一般的な形式は、単一周波数またはSFシグナリングと呼ばれていました。これの最も一般的な形式は、トランクをアイドルとして識別するために安定した2,600Hzトーンを使用しました。一定期間2,600Hzのトーンを聞くトランク回路は、アイドル状態になります。 (継続時間の要件により、改ざんが減少しました。)一部のシステムでは、特にSSB周波数分割多重 マイクロ波無線リレーで3,000Hzを超えるトーン周波数を使用していました

上のTキャリアデジタル伝送システム、T-1のデータストリーム内のビットは、送信監視するために使用しました。注意深い設計により、適切なビットは音声品質をそれほど変化させませんでした。奪われたビットは、チャネルバンクハードウェアの電子機器によって接触状態(開閉)の変化に変換されました。これにより、直流EおよびM信号、またはダイヤルパルスを、DC導通のないデジタルキャリアを介して電気機械スイッチ間で送信できるようになりました。

ノイズ

電気機械式スイッチング機器の特徴は、メンテナンススタッフがストロージャー、パネルスイッチ、またはクロスバーリレーの機械的なガタガタ音を聞くことができることです。使用頻度の高い時間帯は、大きなスイッチで処理される通話が乱雑になるため、セントラルオフィスのスイッチルームで会話するのが難しい場合があります。たとえば、米国の母の日や金曜日の午後5時頃には、金属のガタガタ音が声を上げる必要があります。ためのワイヤースプリングリレー マーカーこれらのノイズは、金属屋根に当たる雹に似ていました。

夜明け前の日曜日の朝には、個々の通話がダイヤルされて設定されているのが聞こえるほど、通話処理が遅くなる可能性があります。また、パワーインバーターのうなり音やリンギングジェネレーターのうなり音もありました。いくつかのシステムから継続的、リズミカル「クラック・クラック・クラック」であったワイヤースプリングリレーからなるリオーダー(120 IPM)及び(60 IPM)信号をビジー。

ベルシステムの設置には、通常、故障したスイッチ要素に注意を喚起するアラームを通知するためのアラームベル、ゴング、またはチャイムがありました。トラブル報告カードシステムは、共通の制御要素を切り替えるために接続されました。これらのトラブル報告システムは、障害の性質を記録したコードで段ボールカードに穴を開けました。ストアドプログラム制御交換のリードリレー技術は、最終的に環境を静めました。

メンテナンスタスク

技術者が配置された電気機械式スイッチングオフィスの手動テストボード

電気機械式スイッチングシステムには、直流(DC)と交流(AC)の形の電源が必要でした。これらは、機械式発電機を使用して現場で生成されました。さらに、電話交換機は多くの機械部品の調整を必要としました。最新のスイッチとは異なり、電気機械式スイッチを介してダイヤルされた通話を接続する回路は、金属導体を介してローカル交換エリア内でDC導通を持っていました。

すべてのシステムの設計および保守手順には、加入者がサービスの品質に過度の変化を経験したり、障害に気づいたりしないようにする方法が含まれていました。make-busyと呼ばれるさまざまなツールが、障害時および修理中に電気機械式スイッチ要素に接続されました。 make-busyは、作業中のパーツを使用中であると識別し、スイッチングロジックがそのパーツを迂回する原因となりました。同様のツールはTDツールと呼ばれていました滞納している加入者は、サービスを一時的に拒否されました(TDed)。これは、クロスバーシステムまたはライングループの加入者のオフィス機器にステップバイステップスイッチでツールを接続することによって実現されました。加入者は電話を受けることはできたが、ダイヤルアウトすることはできなかった。

ベルシステムのストローガーベースの段階的なオフィスでは、清掃などの継続的なメンテナンスが必要でした。機器ベイのインジケータライトは、ヒューズの溶断(通常は白いランプ)や永続的な信号(オフフック状態のスタック、通常は緑色のインジケータ)などの状態をスタッフに警告しました。ステップオフィスは、新しいテクノロジーよりもシングルポイント障害の影響を受けやすかった。

クロスバーオフィスは、より共有された共通の制御回路を使用していました。たとえば、ディジットレシーバー(発信レジスタと呼ばれる要素の一部)は、加入者のダイヤルされたディジットを収集するのに十分な長さのコールに接続されます。クロスバーアーキテクチャは、ステップオフィスよりも柔軟性がありました。その後のクロスバーシステムには、パンチカードベースのトラブル報告システムがありました。1970年代までに、自動番号識別は、ベルシステムのほぼすべてのステップバイステップおよびクロスバースイッチに後付けされていました。

電子スイッチ

電子交換システムは、プログラム制御保存された電気機械ハイブリッドから完全デジタルシステムへと段階的に進化してきました。初期のシステムでは、デジタル制御下でリードリレースイッチの金属パスを使用していました。機器のテスト、電話番号の再割り当て、回線のロックアウト、および同様のタスクは、端末でのデータ入力によって実行されました。

これらのシステムの例には、Western Electric 1ESSスイッチ、Northern Telecom SP1、Ericsson AXE、Automatic Electric EAX-1&EAX-2、Philips PRX / A、ITT Metaconta、British GPO / BT TXEシリーズが含まれ、他のいくつかの設計も同様でした。エリクソンはまた、AREと呼ばれるARFクロスバー交換の完全にコンピューター化されたバージョンを開発しました。これらは、完全にコンピューター化された制御システムを備えたクロスバースイッチングマトリックスを使用し、幅広い高度なサービスを提供しました。ローカルバージョンはARE11と呼ばれ、タンデムバージョンはARE13と呼ばれていました。これらは、1970年代後半から1980年代にかけて、スカンジナビア、オーストラリア、アイルランド、およびその他の多くの国で使用され、デジタルテクノロジーに置き換えられました。

これらのシステムは、クロスバーおよびステップバイステップスイッチから継承された古い電気機械信号方式を使用できます。また、新しい形式のデータ通信も導入しました。2つの1ESS交換機は、Common Channel Interoffice Signaling(CCIS)と呼ばれるデータリンクを使用して相互に通信できます。このデータリンクは、SS7の前身であるCCITT6に基づいていましたヨーロッパのシステムでは、通常R2シグナリングが使用されていました。

デジタルスイッチ

フロントカバーが取り外された典型的な衛星PABX

デジタルスイッチングと伝送の最初の概念は、1930年代から米国とヨーロッパのさまざまな研究所によって開発されました。[要出典]最初のプロトタイプデジタルスイッチはESSEXプロジェクトの一環としてベル研究所によって開発され、デジタル伝送システムと組み合わされた最初の真のデジタル交換はパリのLCT(Laboratoire Central de Telecommunications)によって設計されました。[要出典]イギリスのパブリックネットワークに最初に設置されたデジタルスイッチは、ロンドンの皇后両陛下の取引所で郵便局の研究所によって設計されました[要出典]これは、3つのストローガー交換機を接続するタンデムスイッチでした完全にデジタル化されたローカルスイッチングシステムの最初の商用展開は、1972年にフランス北西部のブルターニュ顧客にサービスを提供し始めアルカテルのE10システムでした。[引用が必要]

デジタルスイッチの顕著な例は次のとおりです。

  • エリクソンAX電話交換機は、世界で最も広く使用されているデジタル交換プラットフォームであり、ヨーロッパ全体および世界中のほとんどの国で使用されています。また、モバイルアプリケーションでも非常に人気があります。この高度にモジュール化されたシステムは、1950年代以降、多くのヨーロッパのネットワークで使用されている非常に人気のあるエリクソンクロスバースイッチARF、ARM、ARK、およびAREの代わりとして、1970年代にスウェーデンで開発されました
  • Alcatel-Lucentは、世界で最も象徴的な3つのデジタル交換システムであるAlcatel E10、1000 -S12、およびWestern Electric5ESSを 継承しました
Alcatelは、1960年代後半から1970年代にかけてフランスでE10システムを開発しました。この広く使用されているデジタルスイッチのファミリは、パブリックネットワークで広く使用されている最も初期のTDMスイッチの1つでした。加入者は、1972年にフランスで最初にE10Aスイッチに接続されました。このシステムは、フランス、アイルランド、中国、およびその他の多くの国で使用されています。それは多くの改訂を経ており、現在のバージョンはすべてのIPネットワークに統合されています。
Alcatelは、ITTのヨーロッパ事業を買収したときにITT System12も買収しましたS12システムとE10システムは、1990年代に単一のプラットフォームに統合されました。S12システムは、ドイツ、イタリア、オーストラリア、ベルギー、中国、インド、および世界中の他の多くの国で使用されています。
最後に、アルカテルとルーセントが合併したとき、同社はアメリカ合衆国全体および他の多くの国で使用されているルーセントの5ESSおよび4ESSシステムを買収しました
  • ノキアシーメンスネットワークス EWSDは、もともとシーメンスボッシュDeTeWe  [ de ]によってドイツ市場向けに開発され、世界中で使用されています。
  • NortelGenband、そして現在、Ribbon Communications DMS100およびその他のバージョンは、世界中の通信事業者に非常に人気があります。
  • GTD-5EAXはGTEAutomatic Electricによって開発されました。GTD-5はLucentに買収され、Alcatel-Lucentになり、その後Nokiaになりました。
  • NEC NEAXは、日本、ニュージーランド、その他多くの国で使用されています。
  • マルコーニ システムXもともとGPTとPlesseyによって開発されたがで使用されるデジタル交換のあるBTグループイギリスの公衆電話網に。
フランスでローカルおよび長距離サービスを提供するためにオペレーターが使用するデジタル交換所(Nortel DMS-100各スイッチは通常、地理的領域に応じて10,000〜100,000以上の加入者にサービスを提供します

デジタルスイッチは、進行中の音声を1秒あたり8,000タイムスライスでエンコードします。 (8kHzのサンプリングレート)。各タイムスライスで、サウンドのデジタルPCM表現が作成されます。次に、デジタルPCM信号が回線の受信側に送信され、DAC(デジタル-アナログコンバーターを使用して逆のプロセスが発生し、受信側の電話の音声が生成されます。言い換えると、誰かが電話を使用すると、話者の声はPCMを使用して「エンコード」されて切り替えられ、相手側の人のために再構築されます。話者の声は、その過程で1秒のごく一部だけ遅れます—「ライブ」ではなく、再構築されます—ほんのわずかに遅れます。

個々のローカルループ電話回線は、リモートコンセントレータに接続されています。多くの場合、コンセントレータはスイッチと同じ建物内に配置されています。リモートコンセントレータと電話交換機の間のインターフェイスはV5プロトコルとしてETSIによって標準化されています。ほとんどの電話は1日のほとんどアイドル状態であるため、コンセントレータが使用されます。したがって、数百または数千の電話からのトラフィックは、数十または数百の共有接続にのみ集中する可能性があります。

一部の電話交換機には、コンセントレータが直接接続されていませんが、他の電話交換機間の通話を接続するために使用されます。これらの複雑なマシンは、「キャリアレベル」スイッチまたはタンデムスイッチと呼ばれます

小さな町の一部の電話交換機の建物には、リモートスイッチまたは衛星スイッチしかなく、通常は数キロ離れた「親」スイッチがあります。リモートスイッチは、ルーティングを親スイッチに依存しています。デジタルループキャリアとは異なり、リモートスイッチは、親スイッチへのトランクを使用せずに、ローカル電話自体の間で通話をルーティングできます。

米国のワイヤーセンターの場所の地図
米国のセントラルオフィスの場所の地図

ネットワーク内のスイッチの位置

電話交換機は、大規模なネットワークの小さなコンポーネントです。電話システムの費用、保守、およびロジスティクスの大部分は、本社の外部の配線であるプラントの外部にあります。 20世紀半ばには、多くの加入者に共同電話が提供されていましたが、各加入者の電話局を交換システムからの個別のワイヤペアに接続することが目標でした。

一般的なセントラルオフィスには、配線盤(MDF)と呼ばれる端子台に表示される数万対のワイヤがあります。 MDFのコンポーネントは保護です。雷、電力線との短絡、またはその他の外部電圧からスイッチを保護するヒューズまたはその他のデバイスです。一般的な電話会社では、大規模なデータベースが各加入者ペアと各ジャンパーのステータスに関する情報を追跡します。 1980年代にベルシステムの記録がコンピュータ化される前は、この情報は会計元帳に鉛筆で手書きされていました。

外部プラントの費用を削減するために、一部の企業は「ペアゲイン」デバイスを使用して加入者に電話サービスを提供しています。これらのデバイスは、既存の銅線設備が使い果たされた場合、または近隣に配置することによってサービスを提供するために使用され、銅線ペアの長さを短縮して、統合サービスデジタルネットワーク(ISDN)やデジタル加入者線(DSL)などのデジタルサービスを可能にします

ペアゲインまたはデジタルループキャリア(DLC)は、セントラルオフィスの外、通常はCOから離れた広い地域にあります。DLCは、ルーセント独自の製品にちなんで、サブスクライバーループキャリア(SLC)と呼ばれることがよくあります。

DLCは、ユニバーサル(UDLC)または統合(IDLC)として構成できます。ユニバーサルDLCには、セントラルオフィス端末(COT)とリモート端末(RT)の2つの端末があり、これらは同様に機能します。両方の端子はアナログ信号とインターフェースし、デジタル信号に変換し、逆方向に実行される反対側に転送します。

場合によっては、輸送は別の機器によって処理されます。統合DLC、COTが排除されます。代わりに、RTは電話交換機の機器にデジタル接続されています。これにより、必要な機器の総量が削減されます。

スイッチは、ローカルセントラルオフィスと長距離センターの両方で使用されます。公衆交換電話網(PSTN)には、有料またはスイッチ間接続用に設計されクラス4電話スイッチと、加入者電話からの接続を管理するクラス5電話スイッチまたは加入者スイッチの2つの主要なタイプがあります。 1990年代以降、両方の機能を提供するハイブリッドクラス4/5スイッチングシステムが一般的になりました。

電話網のもう1つの要素は、時間とタイミングです。スイッチング、伝送、および課金機器は、タイムイベントを非常に近い間隔に同期させる非常に高精度の10MHz規格に準拠している場合があります。時間標準機器には、ルビジウムまたはセシウムベースの標準と全地球測位システム受信機が含まれる場合があります

スイッチの設計

長距離スイッチは、入力チャネルと出力チャネルの使用率がほぼ100%であるため、ローカルセントラルオフィスよりも低速で効率的なスイッチ割り当てアルゴリズムを使用する場合があります。セントラルオフィスでは、チャネル容量の90%以上が未使用です。

従来の電話交換機は物理回路(ワイヤーペアなど)を接続していましたが、最近の電話交換機は空間分割と時分割の切り替えを組み合わせて使用​​しています。言い換えると、各音声チャネルは、物理的なワイヤペア(AまたはB)のタイムスロット(たとえば1または2)で表されます。 2つの音声チャネル(たとえばA1とB2)を一緒に接続するために、電話交換機はA1とB2の間で情報を交換します。タイムスロットと物理接続の両方を切り替えます。これを行うために、現在の接続の電子リストを循環するデジタルロジックの制御下で、タイムスロットと接続の間で1秒間に8,000回データを交換します。両方のタイプのスイッチングを使用すると、最新のスイッチは、スペーススイッチまたはタイムスイッチのいずれかを単独で使用する場合よりもはるかに小さくなります。

スイッチ構造は、より小さく、より単純なサブスイッチの奇数層です。各層は、各サブスイッチからサブスイッチの次の層のセットにつながるワイヤのウェブによって相互接続されています。一部の設計では、物理(空間)スイッチング層が時間スイッチング層と交互になります。電話システムにおける発信者にもできるので、層は、対称的であると呼ばれます他の設計では、スイッチ全体で時間切り替えのみを使用します。

時分割サブスイッチは、タイムスロットの完全なサイクルをメモリに読み取り、それを異なる順序で書き込みます。これも、サイクリックコンピュータメモリの制御下にあります。これにより、信号にいくらかの遅延が発生します。

空間分割サブスイッチは、多くの場合、ノンブロッキング最小スパニングスイッチまたはクロスオーバースイッチのいくつかの変形を使用して、電気経路を切り替えます。

フォールトトレランス

複合スイッチは本質的にフォールトトレラントです。サブスイッチに障害が発生した場合、制御コンピューターは定期的なテスト中に障害を検知できます。コンピューターは、サブスイッチへのすべての接続を「使用中」としてマークします。これにより、新しい呼び出しが防止され、確立された呼び出しが中断されることはありません。確立された呼び出しが終了すると、サブスイッチは未使用になり、修復できます。次のテストが成功すると、スイッチは完全な動作に戻ります。

検出されない障害によるフラストレーションを防ぐために、スイッチ内のレイヤー間のすべての接続は、先入れ先出しリスト(キュー)を使用して割り当てられます。その結果、接続に障害があるかノイズが多く、お客様が電話を切ってリダイヤルすると、異なる接続とサブスイッチのセットが提供されます。後入れ先出し接続の(スタック)の割り当ては非常にイライラ障害の継続的な文字列を引き起こす可能性があります。

火災と災害復旧

セカンドアベニューエクスチェンジ、ニューヨーク、1975年ニューヨーク電話エクスチェンジ火災の現場

中央交換は、ほとんどの場合、市内通話の単一障害点です個々のスイッチとそれらを相互接続する光ファイバーの容量が増えるにつれて、1つのローカルオフィスの破壊によって引き起こされる潜在的な混乱は拡大するだけです。複数のファイバー接続を使用して、スイッチングセンター間の音声およびデータ接続に冗長性を提供できますが、メインファイバーとそのバックアップの両方が、潜在コモンモード障害として同じ損傷したセントラルオフィスを通過する状況を回避するために、注意深いネットワーク設計が必要です[19]

も参照してください

参考文献

  1. ^ 「一般的な定義」VerizonサービスVerizonエンタープライズソリューション。
  2. ^ プライベート電報シドニーモーニングヘラルドタイムズクレジット、1878年4月19日、p。6.6。
  3. ^ ボー・レウフ(2002)。ピアツーピア:インターネットを介したコラボレーションと共有アディソン-ウェスリー。NS。15. ISBN 9780201767322
  4. ^ アルビンK.ベンソン(2010)。発明家と発明歴史からの偉大な生活歴史からの偉大な生活の第4巻:発明家と発明セーラムプレス。NS。1298. ISBN 9781587655227
  5. ^ 「TIVADARPUSKÁS(1844-1893)」2月4日、2011年のアーカイブ2011年2月4日に。
  6. ^ 「SZTNH」Mszh.hu。2005-02-24にオリジナルからアーカイブされました2012年7月1日取得
  7. ^ 「Puskás、Tivadar」Omikk.bme.hu。2021-04-21にオリジナルからアーカイブされました2012年7月1日取得
  8. ^ 「ようこそhunreal.com-BlueHost.com」Hunreal.com。アーカイブされたオリジナルの2012年3月16日に2012年7月1日取得
  9. ^ フランク・ルイス・ダイアー:エジソン彼の人生と発明。(ページ:71)
  10. ^ 「120年の電話記念日」cdrecord.org2014年11月6日にオリジナルからアーカイブされまし
  11. ^ 国立公園局の「最初の配電盤」ページ
  12. ^ 「初期のマンチェスターの電話交換」(PDF)mosi.org.uk。アーカイブ(PDF) 2013年6月5日に2013年7月30取得
  13. ^ フランシス・S・ワーグナー:世界文明へのハンガリーの貢献-68ページ
  14. ^ a b Calvert、JB(2003-09-07)。「基本的な電話」アーカイブされたオリジナルの2003年12月27日に20079月13日取得
  15. ^ 「Stromberg-CarlsonTelephoneMfg。Co。リソースページ」(PDF)www.strombergcarlsontelephone.com 202099日取得
  16. ^ Calvert、JB(2003-09-07)。「基本的な電話、配電盤(リングダウンは下部近くにあります)」アーカイブされたオリジナルの2003年12月27日に取得した2006年9月13日を
  17. ^ 出典:連邦規格1037Cから
  18. ^ a b スイッチに接続されたオフフック状態では、リレーが動作して回線をダイヤルトーンジェネレータに接続し、デバイスにダイヤルされた数字を収集します。
  19. ^ アンドリュー・ポラック(1988-05-26)。「電話システムは、サービスのより広範な中断に対して脆弱であると恐れています」(PDF)ニューヨークタイムズ2013年7月30取得

外部リンク