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通信交换技术的百年发展史(上)
发布时间:2021-01-13 点击: 次   编辑:baidu.com

本文(上下两篇)将带你了解当今通信交换技术最初的模样以及发展过程。学习技术更要了解技术的前世今生,技术本无聊,故事很有趣。

“电话”的出现

1876年2月,一位名叫亚历山大·贝尔的29岁年轻人,向美国专利局提交了一项发明专利申请并获得批准。这项专利,就是日后影响了整个人类社会进程的通信神器——电话。

交换技术的发展

亚历山大·格拉汉姆·贝尔(Alexander Graham Bell)

在这之后的第二年BG视讯 ,贝尔创办了贝尔电话公司(也就是美国AT&T公司和朗讯公司的前身,贝尔实验室的发起者),开始了电话的商业化运营。到了年底,用户数很快就达到了3000户。没过多久,贝尔又完成了波士顿和纽约之间的首次长途电话实验(相距300多公里),进一步刺激了电话的快速普及。

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当时的宣传海报

“交换机”的出现

随着电话数量和通话距离的迅速增加,人们发现,传统的电话连线方式存在很大的问题。当时的连线方式,是直连模式,也就是1对1模式。

直连模式

这种模式,适用于最早期用户数量很少的情况。随着用户数增加,就会带来很高的成本。

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直连模式需要大量的电话线连接

如上图所示,当采用直连方式,连接N个电话,需要N*(N-1)/2条电话线例如,10000个电话,就需要49,995,000条电话线。

于是,人们开始引入了“交换(switch)”的概念。所谓“交换”,就是“进和出”。交换机,就是控制消息从哪里来凤凰体育平台 ,到哪里去。有了交换机之后,将大幅减少线缆和线杆成本,并且有利于管理和维护。

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N个电话,只需要N条线

1878年,也就是电话发明两年后,世界上最早的电话交换机出现了。这种交换机,是由话务员进行人工操作的,所以称为“人工交换机”。

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话务员和人工交换机

人工交换机由用户线、用户塞孔、绳路(塞绳和插塞)和信号灯等设备组成。

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用户要打电话,先与话务员通话,告诉话务员要找谁,然后由话务员帮你接续。人工交换机,根据当时电话的分类,也分为两种:磁石式和共电式。最初的电话机,电能由自身提供,主要由送话器、受话器、手摇发电机、电铃、干电池等部件构成。因为手摇发电机上有两块永久磁铁,所以得名“磁石电话机”。

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早期的磁石电话机

1880年,出现了“共电式电话机”,通话双方可以共同使用电话局的电源。这项改进,使电话机的结构大大简化了,而且使用方便交换技术的发展,拿起电话便可呼叫。

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共电电话机(摇把没了)

“步进制电话交换机”的出现

人工交换机的缺点是显而易见的:容量很小,需要占用大量人力,工作繁重,效率低下,而且容易出错。1891年,有一个名叫史端乔的殡仪馆老板,就吃了人工交换机的大亏。

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A.B.史端乔(Almon Brown Strowger)

他发现,打到自己店里的生意电话,总会被话务员转接到另一家殡仪馆。后来才知道,原来当地话务员是那家殡仪馆老板的堂弟。于是,他很生气,发誓一定要发明一个不需要人工操作的交换机。结果,他还真的做到了。他在自己的车库里,制作了世界上第一台步进制电话交换机。

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为了纪念他,这种交换机也被称为“史端乔交换机”

这种交换机,由预选器、选组器和终接器等部件组成,以机械动作代替话务员的人工动作。当用户拨号时,选择器随着拨号发出的脉冲电流,一步一步地改变接续位置,从而将主叫和被叫用户间的电话线路自动接通。

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步进制交换机工作原理图

话说,史端乔确实是一个发明天才,除了步进制交换机之外,大家经常在电视上看到的旋转式拨号盘,也是他发明的。有人还专门给他建了一个网站交换技术的发展,以示纪念(网址就是他的名字:)。

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旋转式拨号盘

1892年,第一个“史端乔步进制电话局”在美国投入使用。后来,在史端乔步进制交换机的基础上,又出现了旋转式和升降式的交换机。

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