Telefonaustausch


A Telefonaustausch, Telefonschalter, oder Hauptbüro ist ein Telekommunikation System verwendet in der öffentliches Fernsprechwählnetz (PSTN) oder in großen Unternehmen. Es verbindet telefonische Abonnentenleitungen oder virtuelle Schaltungen digitaler Systeme, um festzulegen Anrufe zwischen Abonnenten.
In historischer Perspektive wurden im Laufe der Zeit Telekommunikationsbegriffe mit unterschiedlichen Semantik verwendet. Der Begriff Telefonaustausch wird oft synonym mit verwendet mit Hauptbüro, a Glockensystem Begriff. Oft, a Hauptbüro ist definiert als ein Gebäude, mit dem das untergebracht war Innenanlage Ausrüstung mit potenziell mehreren Telefonbörsen, die jeweils einen bestimmten geografischen Bereich bedienen. Ein solches Gebiet wurde auch als Austausch- oder Austauschbereich bezeichnet. In Nordamerika kann auch ein Standort des Zentralbüros als identifiziert werden DrahtzentrumBezeichnung einer Einrichtung, mit der ein Telefon verbunden ist und erhält Wählton.[1] Für Geschäfts- und Abrechnungszwecke definieren Telekommunikationsunternehmen Ratenzentren, die in größeren Städten Cluster zentraler Ämter sein können, um bestimmte geografische Stellen zur Bestimmung der Entfernungsmessungen zu definieren.
In den USA und Kanada wurde das in den 1940er Jahren eingerichtete Glockensystem eine Uniform gegründet landesweites Nummerierungssystem Zentralbüros mit einem dreistelligen Zentralbürocode und einem dreistelligen Zentralbürokodex zu identifizieren Nummerierungsplan Code (NPA -Code oder Vorwahl). Zentralbüroscodes waren in jedem Platzierungsplan eindeutig. Der NPA -Code und der Zentralbürocode wurden als Präfixe in den Telefonnummern von Abonnenten verwendet. Mit der Entwicklung internationaler und transozeanischer Telefonstämme, insbesondere von direktem Kundenwaffen, traten ähnliche Bemühungen der systematischen Organisation der Telefonnetzwerke in vielen Ländern Mitte des 20. Jahrhunderts auf.
Für die Verwendung von Unternehmen oder Unternehmen wird eine private Telefonaustausch häufig als als bezeichnet privater Filiale (PBX), wenn es Verbindungen zu der hat öffentliches Fernsprechwählnetz. Ein PBX ist in Unternehmenseinrichtungen installiert, in der Regel in der Nähe großer Büroräume oder in einem Organisationscampus, um den Telefonen der Organisation und allen privaten Mietschreiberkreisen zu bedienen. Kleinere Installationen können einen PBX bereitstellen oder Schlüssel -Telefonsystem im Büro einer Rezeptionistin.
Geschichte


In der Zeit des Elektro -Telegraphen waren seine Hauptbenutzer Postämter, Bahnhöfe, die wichtigeren Regierungszentren (Ministerien), Börsen, nur sehr wenige national verteilte Zeitungen, die größten international wichtigen Unternehmen und wohlhabenden Personen.[2] Trotz der Tatsache, dass Telefongeräte vor der Erfindung des Telefonaustauschs existierten, wären ihr Erfolg und ihr wirtschaftlicher Betrieb auf demselben unmöglich gewesen Schema und Struktur des zeitgenössischen Telegraph[3]).
Eine Telefonaustausch ist ein Telefonsystem für einen kleinen geografischen Bereich, der die Umstellung (Zusammenschaltung) von Abonnentenleitungen für Anrufe bietet. Telefonbörsen ersetzten kleine Telefonsysteme, die seine Benutzer mit direkten Leitungen zwischen jeder Abonnentenstation angeschlossen haben. Die Börsen machten Telefonie zu einer verfügbaren und komfortablen Technologie für den täglichen Gebrauch und gab den Anstoß für die Schaffung eines neuen Industriesektors.
Wie mit dem Erfindung des Telefons Die Ehre von "First Telefon Exchange" hat mehrere Antragsteller. Einer der ersten, der einen Telefonaustausch vorschlug, war ungarisch Tivadar Puskás 1877 während er arbeitete für Thomas Edison.[4][5][6][7][8] Der erste experimentelle Telefonaustausch basierte auf den Ideen von Puskás und wurde von der gebaut Bell Telefongesellschaft in Boston 1877.[9] Der erste staatlich verabreichte Telefonaustausch der Welt wurde am 12. November 1877 in Friedrichsberg in der Nähe eröffnet Berlin Unter der Leitung von Heinrich von Stephan.[10] George W. Coy entwarf und bau New Haven, Connecticut im Januar 1878. Die Schalttafel wurde aus "Wagenschrauben, Griffe von Teekannendeckel und Trubel Draht" gebaut und konnte zwei gleichzeitige Gespräche übernehmen.[11] Charles glidden Es wird auch die Gründung eines Austauschs in Lowell, MA, zugeschrieben. mit 50 Abonnenten im Jahr 1878.
In Europa waren andere frühe Telefonbörsen ansässig in London und Manchesterbeide, die 1879 unter Bellpatenten eröffnet wurden.[12] Belgien hatte seine erste Internationale Glocke Austausch (in Antwerpen) ein Jahr später.
1887 stellte Puskás die vor Multiplex Telefonzentrale.[vage].[13]
Der spätere Austausch bestand aus eins bis mehrere Hundert Steckplatten besetzt von Schalttafelbetreiber. Jeder Betreiber saß vor einem vertikalen Tafel mit Banken von ¼ Zoll Tipp-Ring-Mischung (3-Leitungs-) Jacks, von denen jede die lokale Beendigung von a war Teilnehmer's Telefonleitung. Vor der Buchstafel lag eine horizontale Platte mit zwei Reihen von Patchkabeln, wobei jedes Paar mit a verbunden ist Kabelstromkreis.
Wenn ein anrufen Party Hob den Empfänger an, der lokale Schleifenstrom zündete eine Signallampe in der Nähe der Buchse an.[14] Der Bediener reagierte mit dem Einfügen des hinteren Kabels (Antwortkabel) in den Abonnentenbuchse des Abonnenten und schaltete ihr Headset in die Schaltung, um zu fragen: "Nummer, bitte?" Für einen lokalen Anruf fügte der Bediener das Frontkabel des Paares ein (Klingelschnur) in den lokalen Jack der angerufenen Partei und begann den Klingelzyklus. Für einen Fernanruf steckte sie sich an a Rüssel Schaltung, um eine Verbindung zu einem anderen Betreiber in einer anderen Bank von Boards oder in einer abgelegenen Zentralstelle herzustellen. Im Jahr 1918 betrug die durchschnittliche Zeit, um die Verbindung für einen Ferngespräch zu vervollständigen, 15 Minuten.[14]
Frühe manuelle Schalttafeln verlangten vom Bediener, Hörschlüssel und Klingeltasten zu betreiben. In den späten 1910er und 1920er Jahren führten Fortschritte in der Switchboard -Technologie zu Funktionen, die es ermöglichten, den Anruf automatisch zu beantworten, da der Bediener das Antwortkabel einfügte, und das Klingeln automatisch würde automatisch einfügen. Beginnen Sie, sobald der Bediener das Klingelschnur in den angerufenen Party -Jack eingefügt hat. Der Bediener würde von der Schaltung getrennt werden, sodass sie einen anderen Anruf behandeln konnte, während der Anrufer ein hörbares Ringback -Signal hörte, so dass dieser Bediener nicht regelmäßig berichten musste, dass sie weiterhin die Linie anruft.[15]
In dem Ringdown Methode, der Ursprungsoperator rief einen anderen Zwischenbetreiber an, der den angerufenen Abonnenten anrief oder an einen anderen Zwischenbetreiber weitergab.[16] Diese Kette von Zwischenbetreibern könnte den Anruf nur abschließen, wenn Zwischenzentren gleichzeitig zwischen allen Zentren verfügbar wären. 1943, als militärische Anrufe Priorität hatten, dauert ein Cross-Country-Anruf in den US-amerikanischen US-amerikanischen Anfragen in Städten, in denen man manuelle Schalttafeln für Mautanrufe verwendete.
Am 10. März 1891, Almon Brown Strowger, ein Undertaker in Kansas City, Missouri, patentierte die Schrittschalter, ein Gerät, das zur Automatisierung des Telefonschaltungsumschusses führte. Während es viele Erweiterungen und Anpassungen dieses anfänglichen Patents gab, besteht das bekannteste aus 10 Ebenen oder Banken, von denen jeweils 10 Kontakte in einem Halbkreis angeordnet sind. Bei Verwendung mit einem Rotary Telefon -ZifferblattJede Ziffernpaar verursachte die Welle des zentralen Kontakts "Hand" des Schrittschalters zum ersten Schritt (Ratchet) für jeden Impuls in der ersten Ziffer und schwingt dann horizontal in einer Kontaktzeile mit einer kleinen Rotation für jede Impuls in der nächsten Ziffer.
Spätere Schrittschalter wurden in Banken arrangiert, deren erste Stufe war a LineFinder. Wenn einer von bis zu hundert Abonnentenlinien (zweihundert Zeilen in späteren Linien) den Empfänger "von Hook" angehoben hat, verband ein LineFinder die Zeile des Abonnenten mit einem freien ersten Selektor, der den Abonnenten A zurückgegeben hat Wählton um zu zeigen, dass es bereit war, gewählte Ziffern zu empfangen. Das Zifferblatt des Abonnenten pulsierte etwa 10 Impulse pro Sekunde, obwohl die Geschwindigkeit vom Standard der jeweiligen Telefonverwaltung abhing.
Börsen basierend auf dem Strowger -Switch wurden schließlich von in Frage gestellt Andere Austauscharten und später von Latte Technologie. Diese Austauschkonstruktionen versprachen schnelleres Schalten und akzeptierten inter-schalte Impulse schneller als die typischen 10 PPS des Strowgers-typisch etwa 20 PPS. Zu einem späteren Zeitpunkt akzeptierten viele auch DTMF "Berührtöne" oder andere Tonsignalsysteme.
Eine Übergangstechnologie (vom Impuls zu DTMF) hatte Konverter, um DTMF in Impuls umzuwandeln und in ältere Strowger-, Panel- oder Kreuzungsschaltze zu füttern. Diese Technologie wurde erst Mitte 2002 eingesetzt.

Terminologie
Viele Begriffe, die in der Telekommunikationstechnologie verwendet werden, unterscheiden sich in den verschiedenen englischsprachigen Regionen. Für den Zweck dieses Artikels werden folgende Definitionen vorgenommen:
- Manueller Service ist Telefondienst, in dem ein Mensch Telefonist Routenanrufe, wie von einem Abonnenten mit einem Telefonsatz angewiesen, das kein Zifferblatt hat.
- Wähldienst Wenn ein Austausch wechselt, ruft Sie auf, indem Sie abonnentschriftendialierte Ziffern interpretieren.
- A Telefonschalter ist die Schaltausrüstung eines Austauschs.
- A Drahtzentrum ist der Bereich, der von einem bestimmten Schalter oder einer Zentralstelle bedient wird.
- A Konzentrator ist ein Gerät, das den Verkehr konzentriert, sei es entfernt oder mit dem Switch co-loced.
- Ein Off-Hook Der Zustand stellt eine Schaltung dar, die verwendet wird, z. B. wenn ein Telefonanruf im Gange ist.
- Ein am Haken Der Zustand stellt einen Leerlaufkreis dar, d. H. Es ist kein Telefonanruf im Gange.
A Hauptbüro Ursprünglich war ein Hauptaustausch in einer Stadt mit anderen Börsen -Service -Teilen des Gebiets. Der Begriff bedeutete jedes Schaltsystem, einschließlich seiner Einrichtungen und Betreiber. Es wird auch im Allgemeinen auch für das Gebäude verwendet, in dem sich wechseln und verwandt haben Innenanlage Ausrüstung. In den Vereinigten Staaten Telekommunikation Jargon, ein Zentralamt (C.O.) ist a gemeinsamer Beförderer Schaltzentrum Telefonschalter Klasse 5 in welchen Stämmen und Lokale Schleifen werden beendet und geschaltet.[17] In Großbritannien, a Telefonaustausch bedeutet ein Austauschgebäude und ist auch der Name für einen Telefonschalter.
Manuelle Serviceaustausch

Mit Manueller Service, Der Kunde hebt den Empfänger Off-Hook und fragt das Operator Um den Anruf an eine angeforderte Nummer zu verbinden. Vorausgesetzt, dass sich die Nummer in derselben Zentralbüro befindet und sich an der Schalttafel des Bedieners befindet, verbindet der Bediener den Anruf, indem er das Klingelkabel in die Buchse anschließt, die der angerufenen Kundenlinie entspricht. Wenn sich die Linie der angerufenen Partei in einem anderen Schaltteil im selben Büro oder in einem anderen Zentralbüro befindet, steckt der Bediener für das Zielschalter oder das Büro in den Koffer der Anruf.
Die meisten städtischen Börsen zur Verfügung gestellt Common-Battery Service, was bedeutet, dass die Zentralstelle die Abonnenten -Telefonschaltungen für den Betrieb des Senders sowie für die automatische Signalisierung mit Strom versorgt hat Drehschalter. In Common-Battery-Systemen enden das Handel eines Abonnenten zum Austausch-Carry 48V (nominal) Gleichstrompotential des Telefongesells über die Leiter. Das Telefon präsentiert einen offenen Stromkreis, wenn es ist am Haken oder untätig.[18]
Wenn das Telefon eines Abonnenten außerhalb der Anhänger ist, zeigt es einen elektrischen Widerstand über die Leitung, der dazu führt, dass der Strom durch das Telefon und die Drähte zur Zentralstelle fließt. In einer manuell betätigten Schalttafel floss dieser Strom durch eine Relaisspule und setzte einen Summer oder eine Lampe an der Schalttafel des Bedieners an und signalisierte dem Bediener für den Service.[18]
In den größten Städten dauerte es viele Jahre, um jedes Büro in automatische Geräte wie a umzuwandeln Panelschalter. Während dieser Übergangszeit wurden die Zahlen auf die standardisiert 2L-4n oder 2L-5n Format (Zwei-Buchstaben-Austauschname und entweder vier oder fünf Ziffern) war es möglich, eine Nummer in einem manuellen Austausch zu wählen und ohne Unterstützung bei der Betreiberin angeschlossen zu werden. Die Politik der Glockensystem erklärte, dass Kunden in großen Städten nicht mit der Art des Büros befasst sein müssen, unabhängig davon, ob sie ein Handbuch oder ein automatisches Büro anrufen.
Als ein Abonnent die Anzahl einer Handwerkstation wählte, beantwortete ein Betreiber am Zielbüro den Anruf, nachdem er die Nummer auf einem angezeigt hatte Indikatorund verband den Anruf, indem Sie ein Kabel in den ausgehenden Stromkreis einfügen und die Zielstation klingeln. Wenn beispielsweise ein Wählkunde von Taylor 4725 eine Nummer gewählt hat, die von einem manuellen Austausch, z. B. Adams 1383-W, bedient wurde, wurde der Anruf aus Sicht des Abonnenten genau wie ein Anruf bei Lennox 5813 in einer automatisierten Exchange abgeschlossen. Die Party Line-Briefe W, R, J und M wurden nur in manuellen Börsen mit Jack-per-Line-Parteilinien verwendet.

Im Gegensatz zum Auflistungsformat Haupt 1234 Für ein automatisiertes Büro mit zwei Großbuchstaben war ein manuelles Büro mit Auflistungen wie Hillside 834 oder Ost 23 durch das Format erkennbar, in dem der zweite Buchstabe nicht geschrieben wurde.
Ländliche Gebiete sowie die kleinsten Städte hatten einen manuellen Service und die Signalisierung wurde mit erreicht Magneto Telefone, die eine Kurbel für den Signalgenerator hatten. Um den Betreiber oder einen anderen Abonnenten auf derselben Linie zu alarmieren, drehte der Abonnent die Kurbel, um Klingelstrom zu erzeugen. Die Schalttafel reagierte, indem er die Schaltung unterbrach, die eine Metalllasche über der Zeilenbuchse des Abonnenten fallen ließ und einen Summer ertönte. Trockenbatterie Batterien, normalerweise zwei große n °. 6 Zellen im Telefon des Abonnenten stellten den Gleichstrom für den Sender vor. Solche Magnetosysteme wurden in den USA noch 1983 wie in der kleinen Stadt, Bryant Pond, verwendet, Woodstock, Maine.
Viele Magneto -Systeme für kleine Stadt wurden vorgestellt Parteilinien, irgendwo zwei bis zehn oder mehr Abonnenten, die eine einzige Linie teilen. Beim Anruf eine Partei verwendete der Bediener Code -Klingeln, eine Unterscheidungskraft Klingungssignal Sequenz, wie zwei lange Ringe, gefolgt von einem kurzen Ring. Alle auf der Linie konnten die Signale hören und die Gespräche anderer Menschen aufnehmen und überwachen.
Früher automatischer Austausch

Automatischer Austausch, was zur Verfügung stellte Wähldienstwurden erfunden von Almon Strowger 1888 wurden im Jahr 1892 erstmals kommerziell verwendet, und haben erst im ersten Jahrzehnt des 20. Jahrhunderts weit verbreitet. Sie haben die Notwendigkeit des Menschen beseitigt Schalttafelbetreiber Wer hat die für a erforderlichen Verbindungen abgeschlossen Anruf. Die Automatisierung ersetzte menschliche Betreiber durch elektromechanische Systeme, und die Telefone wurden mit einem Zifferblatt ausgestattet, mit dem ein Anrufer die Ziel Telefonnummer an das automatische Schaltsystem übermittelte.
Eine Telefonaustausch erfasst automatisch einen Off-Hook-Zustand der Telefon Wenn der Benutzer das Mobilteil aus dem Switchhook oder der Cradle entfernt. Der Austausch bietet Wählton Zu diesem Zeitpunkt, um dem Benutzer anzuzeigen, dass der Austausch bereit ist, gewählte Ziffern zu empfangen. Die Impulse oder DTMF Die vom Telefon erzeugten Töne werden verarbeitet und eine Verbindung zum Zieltelefon an derselben Austausch oder an einen anderen entfernten Austausch hergestellt.
Der Austausch behält die Verbindung bei, bis eine der Parteien aufgehängt ist. Diese Überwachung des Verbindungsstatus wird aufgerufen Aufsicht. Zusätzliche Funktionen wie Abrechnungsgeräte können ebenfalls in den Austausch aufgenommen werden.
Der Bell -System -Dial -Service implementierte eine Funktion namens namens Automatische Zahlenidentifikation (ANI), der Dienste wie automatisierte Abrechnung erleichterte, gebührenfreie 800-Zahlen, und 9-1-1 Service. Im manuellen Service weiß der Bediener, wo ein Anruf vom Licht auf der Schalttafelbuchse stammt. Vor Ani wurden Ferngespräche in eine Bedienerwarteschlange gestellt, und der Betreiber fragte die Nummer der Anrufpartei und zeichnete sie auf einem Papier-Maut-Ticket auf.
Früher Austausch waren elektromechanische Systeme mit Motoren, Wellenantrieb, rotierenden Schalter und Relais. Einige Arten von automatischen Börsen waren die Strowger -Schalter oder Schritt-für-Schritt-Schalter, alle Relais, x-y, Panelschalter, Rotationssystem und die Querlatte.
Elektromechanische Signalübertragung
Schaltkreise miteinander verbundene Schalter werden genannt Stämme. Vor Signalsystem 7, Glockensystem Elektromechanische Schalter in den Vereinigten Staaten haben ursprünglich miteinander über Stämme mit einer Vielzahl von DC -Spannungen und Signaltönen kommuniziert, die heute durch digitale Signale ersetzt wurden.
Einige signalisierte kommunizierte Ziffern. Eine frühe Form genannt Panel -Anrufanzeige Pulsierend verwendet Quartär Impulse, um Anrufe zwischen a einzurichten Panelschalter und eine manuelle Schalttafel. Die wahrscheinlich am häufigsten kommunizierenden Dialed -Ziffern zwischen elektromechanischen Schaltern gesendeten Ziffern Impulse zahlen, entspricht a WählscheibePulsierend, aber über Kofferraumkreise zwischen Schalter gesendet.
In Bell-System-Stämmen war es üblich, 20 Puls-pro-Sekunden zwischen Querlattenschaltern und Querlatten-Tandems zu verwenden. Dies war doppelt so hoch wie die Rate des Western Electric/Bell -Systems. Die Verwendung der schnelleren Pulsrate wurde die Stammauslastung effizienter, da der Schalter halb so lange auf Ziffern ausgab. DTMF wurde nicht für die Kofferungssignalisierung verwendet.
Mehrfrequenz (MF) war der letzte der prädigitalen Methoden. Es verwendete eine andere Menge von Tönen, die paarweise wie DTMF gesendet wurden. Das Wählen ging von einem besonderen Vorgang voraus Tastatur (KP) Signal und gefolgt von a Anfang (ST). Variationen des MF -Tonschemas des Glockensystems wurden a Ccitt Standard. Ähnliche Systeme wurden in Amerika und in einigen europäischen Ländern einschließlich Spaniens eingesetzt. Zifferne Saiten zwischen Schalter wurden häufig abgekürzt, um die Nutzung weiter zu verbessern.
Zum Beispiel kann ein Schalter nur die letzten vier oder fünf Ziffern von a senden Telefonnummer. In einem Fall gingen sieben Ziffernzahlen von einer Ziffer 1 oder 2 vor, um zwischen zwei Flächencodes oder Bürocodes (einer zweistelligen Einsparung pro Call) zu unterscheiden. Dieser verbesserte Umsatz pro Kofferraum und reduzierte die Anzahl der in einem Switch benötigten Ziffernempfänger. Jede Aufgabe in elektromechanischen Schalter wurde in großen Metallic -Hardware -Stücken erledigt. Jede fraktionale zweite Ausschnitten der Anrufeinrichtungszeit bedeutete weniger Ausrüstungsständer, um den Anrufverkehr zu bewältigen.
Beispiele für Signale, die Überwachung oder Aufruffortschritt kommunizieren E und M Signalübertragung, SF-Signalübertragung und Signalübertragung ausgeraubt. In physischen (nicht Träger-) E- und M -Trunk -Schaltungen waren Stämme vier Draht. Fünfzig Stämme würden beispielsweise ein hundert Paar Kabel zwischen den Schalter erfordern. Leiter in einer gemeinsamen Schaltungskonfiguration wurden als Spitze, Ring, Ohr (E) und Mund (M) bezeichnet. Tipp und Ring waren das Sprachträgerpaar und nach der Spitze und Ring auf den drei Leiterkabeln auf der Konsole des manuellen Bedieners.
In Zwei-Wege-Koffer mit E und M SignalübertragungEs fand ein Handschlag statt, um zu verhindern, dass beide Schalter gleichzeitig mit dem Wählen von Anrufen auf demselben Kofferraum wählten. Durch die Änderung des Zustands dieser Leitungen von Boden auf -48 Volt stieg die Schalter durch ein Handschlag -Protokoll. Unter Verwendung von DC -Spannungsänderungen sendet der lokale Switch ein Signal, um sich für einen Anruf vorzubereiten, und der Remote -Switch würde mit einer Bestätigung (Wink) antworten, um das Pulsing mit dem Zifferblatt fortzusetzen. Dies geschah mit Relaislogik und diskreter Elektronik.
Diese Spannungsänderungen am Kofferraumkreis würden Pops oder Klicks verursachen, die dem Abonnenten hörbar waren, da das elektrische Handshaking durch sein Protokoll stieg. Ein weiterer Handschlag, um das Timing für Abrechnungszwecke zu beginnen, verursachte einen zweiten Satz von Clunks, als die angerufene Partei antwortete.
Eine zweite gemeinsame Form der Signalübertragung für die Überwachung wurde genannt Einzelfrequenz oder SF -Signalübertragung. Die häufigste Form davon verwendete einen konstanten Ton von 2.600 Hz, um einen Stamm als Leerlauf zu identifizieren. Kofferraumschaltungen, die einen Ton von 2.600 Hz für eine bestimmte Dauer hören, würde untätig sein. (Die Dauerbedarf reduzierte fälschen.) Einige Systeme verwendeten Tonfrequenzen über 3.000 Hz, insbesondere bei SSB Frequenz-Division-Multiplex Mikrowellen -Radio -Staffeln.
An T-Carrier Digitale Übertragungssysteme, Bits innerhalb des T-1-Datenstroms wurden verwendet, um die Überwachung zu übertragen. Durch sorgfältiges Design veränderte die angeeigneten Bits die Sprachqualität nicht merkwürdig. Ausgerobte Bits wurden durch Elektronik in der Channel Bank -Hardware in Änderungen der Kontaktzustände (geöffnet und Schließungen) übersetzt. Dies ermöglichte das Signal für Gleichstrom- und M -Signale oder Zifferblattimpulse zwischen elektromechanischen Schalter über einen digitalen Träger, der keine Gleichstromkontinuität aufwies.
Lärm
Ein Merkmal elektromechanischer Schaltausrüstung ist, dass das Wartungspersonal die mechanische Klapperin von Strowgers, Schalter oder Querlattenrelais hören kann. Während der starken Nutzungsperioden könnte es schwierig sein, in einem Zentralbüro -Schalterraum zu unterhalten, da das Aufrufklappern in einem großen Schalter verarbeitet wird. Zum Beispiel am Muttertag in den USA oder an einem Freitagabend gegen 17 Uhr könnte das metallische Rasseln erhöhte Stimmen notwendig machen. Zum Drahtfederrelais Markierungen Diese Geräusche ähnelten auf ein metallisches Dach.
An einem Sonntagmorgen vor dem Morgengrauen kann die Anrufverarbeitung in dem Maße verlangsamt werden, in dem man möglicherweise zu hören ist, dass einzelne Anrufe gewählt und eingerichtet werden. Es gab auch Geräusche von Jammern von Wechselrichtern und surrenden Klingeltägern. Einige Systeme hatten einen kontinuierlichen, rhythmischen "Clack-Clack-Clack" von Drahtfederrelais das machte Nachbestellung (120 IPM) und geschäftige (60 IPM) Signale.
Die Installationen des Bell -Systems hatten in der Regel Alarmglocken, Gongs oder Chimes, um Alarme anzukündigen, die auf ein fehlgeschlagenes Switch -Element aufmerksam gemacht wurden. Ein Problem mit dem Problem der Probleme mit dem Problem mit der Meldung von Problemen wurde angeschlossen, um gemeinsame Steuerelemente zu wechseln. Diese Probleme mit dem Problem der Probleme mit der Meldung von Karton Karten mit einem Code, der die Art eines Misserers angemeldet hat. Reed Relais Technologie in gespeicherte Programmkontrolle Austausch beruhigte schließlich die Umwelt.
Wartungsaufgaben

Elektromechanische Schaltsysteme erforderten Stromquellen in Form eines Gleichstroms (DC) sowie abwechselndes Ringstrom (AC), die vor Ort mit mechanischen Generatoren erzeugt wurden. Darüber hinaus erforderten Telefonschalter die Einstellung vieler mechanischer Teile. Im Gegensatz zu modernen Schalter hatte eine Schaltung, die einen gewählten Aufruf über einen elektromechanischen Schalter verband, eine DC -Kontinuität innerhalb des lokalen Austauschbereichs über metallische Leiter.
Die Konstruktions- und Wartungsverfahren aller Systeme umfassten Methoden, um zu vermeiden, dass Abonnenten unangemessene Änderungen in der Qualität des Dienstes erlebten oder dass sie Fehler bemerkten. Eine Vielzahl von Tools, die als als bezeichnet Make-BuyS wurden bei Ausfall und Reparaturen in elektromechanische Schalterelemente eingesteckt. Ein Make-Buy identifizierte das Teil, an dem er als in Gebrauch bearbeitet wurde, was dazu führte, dass die Switching-Logik um ihn herum weiterleitet. Ein ähnliches Werkzeug wurde a genannt TD -Tool. Delinquente Abonnenten hatten ihren Dienst vorübergehend abgelehnt (TNED). Dies wurde durchgeführt, indem ein Tool in die Bürogeräte des Abonnenten auf Cross Schuhsystemen oder in Schritt-für-Schritt-Switches angeschlossen wurde. Der Abonnent konnte Anrufe empfangen, aber nicht ausfielen.
Strowger-basierte, Schritt-für-Schritt-Büros im Glockensystem erforderten kontinuierliche Wartung, z. B. die Reinigung. Indikatorlichter auf Geräteschächten alarmierte das Personal auf Bedingungen wie geblasene Sicherungen (normalerweise weiße Lampen) oder a permanentes Signal (Bedingung außerhalb des Hooks, normalerweise grüne Indikatoren). Stiefenbüros waren anfälliger für Einzelpunktversagen als neuere Technologien.
Querlattenbüros verwendeten gemeinsame, gemeinsame Kontrollkreise. Zum Beispiel ein Ziffernempfänger (Teil eines Elements, das als ein bezeichnet wird Ursprungsregister) würde gerade genug mit einem Anruf verbunden, um die gewählten Ziffern des Abonnenten zu sammeln. Die Crossbar -Architektur war flexibler als Stiefämter. Spätere Crossbar-Systeme hatten Punch-Card-basierte Problemberichterstellungssysteme. In den 1970er Jahren, Automatische Zahlenidentifikation waren in fast alle Schritt-für-Schritt- und Querlattenschalter im Glockensystem nachgerüstet worden.
Elektronische Schalter
Elektronische Schaltsysteme schrittweise aus elektromechanischen Hybriden mit gespeicherte Programmkontrolle zu den vollständig digitalen Systemen. Frühe Systeme verwendet Reed Relais-Metallische Pfade unter digitaler Kontrolle. Ausrüstungstests, Telefonnummern Neuzuweisungen, Schaltungssperrungen und ähnliche Aufgaben wurden durch Dateneingabe an einem Terminal erledigt.
Beispiele für diese Systeme umfassten die Westliche Elektrik 1ESS -Schalter, Nördliche Telekommunikation SP1, Ericsson AX, Automatic Electric EAX-1 & EAX-2, Philips PRX/A, itt metaconta, British GPO/BT Txe Serien und mehrere andere Designs waren ähnlich. Ericsson entwickelte auch eine vollständig computergestützte Version ihres ARF -Crossbar -Austauschs genannt. Diese verwendeten eine Querlatte -Schaltmatrix mit einem vollständig computergestützten Steuerungssystem und boten eine breite Palette fortschrittlicher Dienste. Lokale Versionen wurden ARE11 genannt, während Tandem -Versionen als ARE -13 bekannt waren. Sie wurden in den späten 1970er Jahren und in den 1980er Jahren in Skandinavien, Australien, Irland und vielen anderen Ländern eingesetzt, als sie durch digitale Technologie ersetzt wurden.
Diese Systeme könnten die alten elektromechanischen Signalmethoden verwenden, die von Switches für Querlatte und Schritt für Schritt geerbt wurden. Sie haben auch eine neue Form der Datenkommunikation eingeführt: Zwei 1ES -Börsen konnten miteinander miteinander kommunizieren, unter Verwendung eines Datenverbaus "namens" Common Channel Interoffice -Signalübertragung (CCIS). Dieser Datenlink basierte auf CCITT 6, einem Vorgänger für SS7. In europäischen Systemen wurde normalerweise eine R2 -Signalübertragung verwendet.
Digitale Schalter

Erste Konzepte des digitalen Wechsels und der Übertragung wurden von verschiedenen Labors in den USA und in Europa in den 1930er Jahren entwickelt. Der erste digitale Prototypenschalter wurde von entwickelt von Bell Labs Als Teil des Essex -Projekts, während der erste echte digitale Austausch mit digitalen Übertragungssystemen von LCT (Laboratoire Central de Telecommunications) in Paris entworfen wurde. Der erste digitale Switch, der in ein öffentliches Netzwerk in England aufgenommen wurde, war der Kaiserinaustausch in London die von der entworfen wurde Allgemeines Postamt Forschungslabors. Es war ein Tandemschalter, der drei angeschlossen hatte Strowger Austausch. Der erste kommerzielle Einführung eines vollständig digitalen lokalen Switching-Systems war AlcatelDas E10 -System, das Kunden anfing, in den Kunden zu bedienen Bretagne 1972 im Nordwesten Frankreichs.
Zu den wichtigsten Beispielen für digitale Schalter gehören:
- Ericsson's Axt Telefonaustausch ist die am weitesten verbreitete digitale Switching -Plattform der Welt und ist in ganz Europa und in den meisten Ländern auf der ganzen Welt zu finden. Es ist auch in mobilen Anwendungen sehr beliebt. Dieses hochmodulare System wurde in den 1970er Jahren in Schweden als Ersatz für das sehr beliebte Bereich von Ericsson entwickelt Querlatte ARF, Arm, Arche und werden ab den 1950er Jahren von vielen europäischen Netzwerken verwendet.
- Alcatel-Lucent Erbte drei der weltweit bekanntesten digitalen Switching -Systeme: Alcatel E10, 1000-s12, und die Westliche Elektrik 5ES.
- Alcatel entwickelte in den späten 1960er und 1970er Jahren das E10 -System in Frankreich. Diese weit verbreitete Familie digitaler Schalter war eine der frühesten TDM -Switches, die in öffentlichen Netzwerken weit verbreitet sind. Die Abonnenten wurden 1972 erstmals mit E10A -Switches in Frankreich verbunden. Dieses System wird in Frankreich, Irland, China und vielen anderen Ländern verwendet. Es hat viele Überarbeitungen durchlaufen und aktuelle Versionen sind sogar in integriert Alle IP Netzwerke.
- Alcatel erwarb ebenfalls ITT -System 12 was, als es ITTs europäische Operationen kaufte. Das S12 -System und E10 -Systeme wurden in den neunziger Jahren zu einer einzelnen Plattform zusammengefasst. Das S12 -System wird in Deutschland, Italien, Australien, Belgien, China, Indien und vielen anderen Ländern auf der ganzen Welt verwendet.
- Als Alcatel und Lucent zusammengezogen wurden, erwarb das Unternehmen Lucent's 5ES und 4ES Systeme in den Vereinigten Staaten von Amerika und in vielen anderen Ländern.
- Nokia Siemens Netzwerke EWSD Ursprünglich entwickelt von Siemens, Bosch und detwe[DE] Für den deutschen Markt wird weltweit verwendet.
- Nortel dann Genbandund jetzt Bandkommunikation DMS100 Und andere Versionen sind bei Betreibern auf der ganzen Welt sehr beliebt.
- GTD-5 EAX, entwickelt von GTE Automatic Electric, der GTD-5, wurde von Lucent erworben, das Alcatel-Lucent wurde, das dann zu Nokia wurde
- NEC NEX in Japan, Neuseeland und vielen anderen Ländern verwendet.
- Marconi System x Ursprünglich von GPT und Plessey entwickelt, ist eine Art digitaler Austausch von von BT -Gruppe im britischen öffentlichen Telefonnetz.

Digitale Switches codieren die Sprache in 8.000 Zeitscheiben pro Sekunde. (EIN Abtastrate von 8kHz). Bei jedem Zeitschicht ein Digital PCM Darstellung des Klangs erfolgt. Die digitalen PCM -Signale werden dann an das empfangende Ende der Linie gesendet, wo der umgekehrte Prozess mit einem DAC (DAC (Digital-Analog-Wandler), um den Ton für das Empfangstelefon zu erzeugen. Mit anderen Worten, wenn jemand ein Telefon verwendet, wird die Stimme des Sprechers mithilfe von PCM zum Schalten "codiert" und dann für die Person am anderen Ende rekonstruiert. Die Stimme des Sprechers verzögert sich im Prozess durch einen kleinen Bruchteil einer Sekunde - sie ist nicht "lebend", sie wird rekonstruiert - nur minutiös verzögert.
Individuell Kreisverkehr Telefonleitungen sind an a angeschlossen Fernkonzentrator. In vielen Fällen ist der Konzentrator im selben Gebäude wie der Schalter Co-Lokalisierung. Die Schnittstelle zwischen Fernkonzentratoren und Telefonschaltern wurde durch standardisiert ETSI als die V5 Protokoll. Konzentratoren werden verwendet, da die meisten Telefone den größten Teil des Tages untätig sind, daher kann der Verkehr von Hunderten oder Tausenden von ihnen nur in Zehn- oder Hunderte gemeinsamer Verbindungen konzentriert werden.
Einige Telefonschalter haben keine direkt an sie verbundenen Konzentratoren, sondern werden verwendet, um Anrufe zwischen anderen Telefonschalter anzuschließen. Diese komplexen Maschinen werden als "Trägerebene" -Schalter oder bezeichnet Tandem -Schalter.
Einige Telefonaustauschgebäude nur in kleinen Städten Haus Fernbedienung oder Satellit Schalter und sind auf einem "Eltern" -Schalter heimgesucht, normalerweise mehrere Kilometer entfernt. Der Remote -Switch ist vom übergeordneten Schalter zum Routing abhängig. Im Gegensatz zu a Digital Loop CarrierEin Remote -Switch kann Anrufe zwischen lokalen Telefonen selbst weiterleiten, ohne Stämme zum übergeordneten Schalter zu verwenden.


Der Platz des Switch im Netzwerk
Telefonschalter sind eine kleine Komponente eines großen Netzwerks. Ein großer Teil in Bezug auf Kosten, Wartung und Logistik des Telefonsystems ist Außenanlage, das ist die Verkabelung außerhalb der Zentralstelle. Während viele Abonnenten Mitte des 20. Jahrhunderts mit Partylinien bedient wurden, war es das Ziel, dass jede Teilnehmer-Telefonstation mit einem einzelnen Paar Drähte aus dem Schaltsystem verbunden war.
Ein typisches Zentralbüro kann Zehntausende von Drähtenpaaren haben, die auf terminalen Blöcken auftreten Hauptverteiler (MDF). Eine Komponente des MDF ist Schutz: Sicherungen oder andere Geräte, die den Schalter vor Blitz, Shorts mit elektrischen Stromleitungen oder anderen Fremdspannungen schützen. In einer typischen Telefongesellschaft verfolgt eine große Datenbank Informationen zu jedem Abonnentenpaar und den Status jedes Jumper. Vor der Computerisierung von Bell -System -Aufzeichnungen in den 1980er Jahren wurden diese Informationen in Bleistiftbleistift in Buchhaltungsbuchbüchern handgeschrieben.
Um die Kosten von Außenanlagen zu verringern, verwenden einige Unternehmen "Paargewinn"Geräte zur Bereitstellung eines Telefondienstes für Abonnenten. Diese Geräte werden verwendet, um Dienstleistungen zu erbringen, in denen vorhandene Kupferanlagen erschöpft sind oder durch Sitzen in einer Nachbarschaft die Länge von Kupferpaaren verringern können und digitale Dienste wie z. B. ermöglichen können Digitales Netzwerk integrierter Dienste (Isdn) oder Digitale Abonnentenlinie (DSL).
Paargewinn oder Digital Loop Carriers (DLCs) befinden sich außerhalb des Zentralamtes, normalerweise in einer großen Nachbarschaft, die von den COs entfernt ist. DLCs werden häufig als als bezeichnet als Abonnentenschleife (SLCS), nach a Lucent Proprietäres Produkt.
DLCs können als universell (UDLCs) oder integriert (IDLCs) konfiguriert werden. Universal DLCS haben zwei Terminals, ein Zentralbüroanschluss (COT) und ein Remote -Terminal (RT), die ähnlich funktionieren. Beide Terminals werden mit analogen Signalen angeschlossen, in digitale Signale konvertiert und transportieren auf die andere Seite, auf der das Gegenteil durchgeführt wird.
Manchmal wird der Transport durch separate Ausrüstung behandelt. In einem (n Integrierter DLCDas Kinderbett wird beseitigt. Stattdessen ist die RT digital mit Geräten im Telefonschalter verbunden. Dies verringert die Gesamtmenge der erforderlichen Ausrüstung.
Schalter werden sowohl in lokalen Zentralbüros als auch in verwendet Fern Zentren. Es gibt zwei Haupttypen in der Öffentliches Fernsprechwählnetz (PSTN), die Telefonschalter der Klasse 4 für Maut- oder Switch-to-Switch-Verbindungen entwickelt, und die Telefonschalter Klasse 5 oder Abonnentenschalter, die Verbindungen von Abonnententelefonen verwalten. Seit den 1990er Jahren sind die Hybridklassen 4/5 Switching -Systeme, die beide Funktionen erfüllen, häufig geworden.
Ein weiteres Element des Telefonnetzes ist Zeit und Timing. Wechsel-, Getriebe- und Abrechnungsgeräte können auf eine sehr hohe Genauigkeit sklavt werden 10 MHz Standards die Zeitereignisse in sehr engen Intervallen synchronisieren. Zeitstandardgeräte können Rubidium- oder Caesium-Basisstandards und a umfassen Global Positioning System Empfänger.
Switch -Design
Langstreckenschalter können einen langsameren, effizienteren Algorithmus zur Switch-Adlokation verwenden als Lokale Zentralbüros, weil sie nahezu 100% ihre Eingangs- und Ausgangskanäle verwenden. Zentrale Büros haben mehr als 90% ihrer Kanalkapazität nicht genutzt.
Herkömmliche Telefonschalter angeschlossene physische Schaltkreise (z. B. Kabelpaare), während moderne Telefonschalter eine Kombination von verwenden Platz- und Zeitdivisionsumschaltung. Mit anderen Worten, jeder Sprachkanal wird durch a dargestellt Zeitfenster (sagen wir 1 oder 2) auf einem physischen Drahtpaar (a oder b). Um zwei Sprachkanäle (z. B. A1 und B2) miteinander zu verbinden, austauscht der Telefonschalter die Informationen zwischen A1 und B2. Es wechselt sowohl den Zeitfenster als auch die physische Verbindung. Zu diesem Zweck tauscht es Daten zwischen den Zeitfenstern und Verbindungen 8.000 Mal pro Sekunde aus, unter Kontrolle der digitalen Logik, die durch elektronische Listen der aktuellen Verbindungen radelt. Wenn Sie beide Arten von Schalttypen verwenden, kann ein moderner Schalter weit kleiner als ein Speicherplatz oder ein Zeitschalter für sich sein.
Das Struktur eines Schalters ist eine ungerade Anzahl von Schichten kleinerer, einfacherer Unterschalter. Jede Schicht wird durch ein Netz von Drähten miteinander verbunden, das von jedem Unterschalter über die nächste Schicht von Unterschneppen geht. In einigen Designs wechselt eine physische (Raum-) Schaltungsschicht mit einer zeitlichen Schaltschicht. Die Schichten sind symmetrisch, da auch in einem Telefonsystem Anrufer können heißen. Andere Designs verwenden im gesamten Switch nur zeitaufwechselte.
Ein Zeitabteilungsunterschalter liest einen vollständigen Zyklus von Zeitfenstern in einen Speicher und schreibt sie dann in einer anderen Reihenfolge aus, unter Kontrolle eines zyklischen Computerspeichers. Dies führt zu einer Verzögerung des Signals.
Ein Space-Division-Unterschalter schaltet die elektrischen Pfade, häufig unter Verwendung einer Variante von a Nicht blockierter minimaler Spannungsschalter, oder ein Crossover -Schalter.
Fehlertoleranz
Verbundschalter sind von Natur aus fehlertolerant. Wenn ein Unterschalter fehlschlägt, kann der kontrollierende Computer den Fehler während eines regelmäßigen Tests spüren. Der Computer markiert alle Verbindungen zum Unterschalter als "in Gebrauch". Dies verhindert neue Anrufe und unterbricht die etablierten Anrufe nicht. Wie die festgelegten Anrufe enden, wird der Unterschwitz nicht genutzt und kann repariert werden. Wenn der nächste Test erfolgreich ist, kehrt der Switch in den vollständigen Betrieb zurück.
Um Frustrationen mit nicht gesetzlichen Ausfällen zu verhindern, werden alle Verbindungen zwischen den Schichten im Schalter zugeordnet Erst-in-First-Out-Listen (Warteschlangen). Wenn eine Verbindung fehlerhaft oder laut ist und der Kunde auflegt und die Redials auflegt, erhalten sie eine andere Reihe von Verbindungen und Unterschalten. EIN zuletzt rein, zuerst raus (Stack) Die Zuordnung von Verbindungen kann eine anhaltende Reihe sehr frustrierender Fehler verursachen.
Feuer- und Katastrophenhilfe

Ein zentraler Austausch ist fast immer ein der Punkt des Versagens Für lokale Anrufe. Als Kapazität einzelner Schalter und die optische Faser Was sie verbindet, nimmt zu, potenzielle Störungen, die durch die Zerstörung eines örtlichen Büros verursacht werden, wird nur vergrößert. Mehrere Faserverbindungen können verwendet werden, um Redundanz für Sprach- und Datenverbindungen zwischen Schaltzentren zu vermitteln. Es ist jedoch ein sorgfältiges Netzwerkdesign erforderlich, um Situationen zu vermeiden, in denen eine Hauptfaser und ihre Sicherung sowohl das gleiche beschädigte Zentralbüro als Potenzial durchlaufen Häufiger Modusausfall.[19]
Siehe auch
- Geschichte der Telekommunikation
- Liste der Telefonschalter
- Paargewinnsystem
- Vollständige Verfügbarkeit, begrenzte Verfügbarkeit und Ausmaß
- Weicher Schalter
- Plesichrone digitale Hierarchie
- Telefon -Austauschnamen
- Faraday -Gebäude - Erster Telefonaustausch in Großbritannien
- Automatischer Anrufvertriebhändler
Verweise
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- ^ Private Telegraphen, Der Sydney Morning Herald, gutgeschrieben Die Zeiten, 19. April 1878, p. 6.
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- ^ Quelle aus Bundesstandard 1037c.
- ^ a b An einem Switch verbunden, betreibt eine Off-Hook-Bedingung ein Relais, um die Leitung mit einem Wähltongenerator und einem Gerät zum Sammeln von Wählnebenheiten zu verbinden.
- ^ Andrew Pollack (1988-05-26). "Telefonsystem befürchtet anfällig für größere Servicestörungen" (PDF). Die New York Times. Abgerufen 2013-07-30.
Externe Links
- Telefon Zentralbüro Geschichte und Bilder
- Phone World's Central Office Building Bilder
- Clive Featers Anleitung zum BT -Netzwerk
- Roger W. Haworths Leitfaden für London (UK) Director Austauschamen
- Patent 252.576 für die erste Telefonschalttafel im Jahr 1881
- Eine Telekommunikations -Exchange -Tour in Neuseeland