Telefoon uitwisseling

A telefoonoperator het handmatig verbinden van oproepen met snoerparen op een telefoonschakelbord
Een modern centraal kantoor, uitgerust met spraakcommunicatie en breedband Gegevensmogelijkheden

A telefoon uitwisseling, telefoonschakelaar, of hoofdkantoor is een telecommunicatie systeem gebruikt in de Public Switched Telephone Network (PSTN) of in grote ondernemingen.Het verbindt telefoonabonnees of virtuele circuits van digitale systemen om te vestigen telefoongesprekken tussen abonnees.

In historisch perspectief zijn in de loop van de tijd telecommunicatietermen gebruikt met verschillende semantiek.De voorwaarde telefoon uitwisseling wordt vaak synoniem gebruikt met hoofdkantoor, a Bell System termijn.Vaak a a hoofdkantoor wordt gedefinieerd als een gebouw dat wordt gebruikt om de Binnen plant Uitrusting van mogelijk verschillende telefoonuitwisselingen, die elk een bepaald geografisch gebied bedienen.Een dergelijk gebied is ook wel het uitwisselings- of uitwisselingsgebied genoemd.In Noord -Amerika kan een centrale kantoorlocatie ook worden geïdentificeerd als een draadcentrum, het aanwijzen van een faciliteit waarmee een telefoon is verbonden en verkrijgt kiestoon.[1] Voor zakelijke en factureringsdoeleinden definiëren telecommunicatiedragers Tariefcentra, die in grotere steden clusters van centrale kantoren kunnen zijn, om gespecificeerde geografische locaties te definiëren voor het bepalen van afstandsmetingen.

In de Verenigde Staten en Canada vestigde het belsysteem in de jaren 1940 een uniform landelijk nummeringssysteem van het identificeren van centrale kantoren met een driecijferige centrale kantoorcode en een driecijferige Nummeringsplangebied code (NPA -code of netnummer).Centrale kantoorcodes waren uniek in elk nummeringsplangebied.De NPA -code en de centrale kantoorcode werden gebruikt als voorvoegsels in telefoonnummers van abonnees.Met de ontwikkeling van internationale en transoceanische telefoonbroek, vooral aangedreven door directe klantenkiezen, vonden vergelijkbare inspanningen van de systematische organisatie van de telefoonnetwerken plaats in veel landen in het midden van de 20e eeuw.

Voor gebruik van bedrijven of ondernemingen wordt een particuliere telefoonuitwisseling vaak aangeduid als een Private Branch Exchange (PBX), wanneer het verbindingen heeft met de Public Switched Telephone Network.Een PBX is geïnstalleerd in bedrijfsfaciliteiten, meestal in de buurt van grote kantoorruimtes of binnen een organisatorische campus om de telefoons van de organisatie en eventuele particuliere huurcircuits te bedienen.Kleinere installaties kunnen een PBX implementeren of Belangrijke telefoonsysteem in het kantoor van een receptioniste.

Geschiedenis

Tivadar Puskás
1922 Diagram van 1877 Boston Exchange
1903 Handmatige schakelaar voor vier abonnees (boven) met vier cross-bar pratende circuits (horizontaal) en één balk om de operator (t) aan te sluiten.De laagste cross-bar verbindt stationaire stations met de grond om de signaalindicatoren (F) mogelijk te maken.

In het tijdperk van de elektrische telegraaf waren de belangrijkste gebruikers na de kantoren, treinstations, de belangrijkste overheidscentra (ministeries), beurzen, zeer weinig nationaal gedistribueerde kranten, de grootste internationaal belangrijke bedrijven en rijke individuen.[2] Ondanks het feit dat telefoonapparaten bestonden vóór de uitvinding van de telefoonuitwisseling, zou hun succes en economische werking op hetzelfde zijn geweest schema en de structuur van de hedendaagse telegraaf, zoals voorafgaand aan de uitvinding van het telefoonwisselingsbord, vroege telefoons waren vastgebonden en communiceerden met slechts één andere telefoon (zoals van het huis van een persoon aan de zaken van de persoon[3]).

Een telefoonuitwisseling is een telefoonsysteem voor een klein geografisch gebied dat de schakel (interconnectie) van abonneeslijnen biedt voor oproepen die ertussen worden gedaan.Telefoonuitwisselingen vervingen kleine telefoonsystemen die zijn gebruikers verbonden met directe lijnen tussen elk abonneesstation.Beurzen maakten telefonie tot een beschikbare en comfortabele technologie voor dagelijks gebruik en het gaf de aanzet voor het creëren van een nieuwe industriële sector.

Zoals met de Uitvinding van de telefoon zelf heeft de eer van "First Telefoon Exchange" verschillende eisers.Een van de eersten die een telefoonuitwisseling voorstelde, was Hongaars Tivadar Puskás in 1877 terwijl hij voor werkte Thomas Edison.[4][5][6][7][8] De eerste experimentele telefoonuitwisseling was gebaseerd op de ideeën van Puskás, en deze werd gebouwd door de Bell Telephone Company in Boston in 1877.[9] 'S Werelds eerste door de staat beoordeelde telefoonuitwisseling geopend op 12 november 1877 in Friedrichsberg dicht bij Berlijn onder leiding van Heinrich von Stephan.[10] George W. Coy ontwierp en bouwde de eerste commerciële Amerikaanse telefoonuitwisseling die opende in New Haven, Connecticut In januari 1878 werd de eerste telefooncel gebouwd in de buurt Brugport.[11] Het schakelbord werd gebouwd van "Wachtbouten, handgrepen van theepotdeksels en drukte" en kon twee gelijktijdige gesprekken verwerken.[12] Charles Glidden wordt ook gecrediteerd voor het opzetten van een uitwisseling in Lowell, MA.met 50 abonnees in 1878.

In Europa waren andere vroege telefoonuitwisselingen gevestigd in Londen en Manchester, die beide in 1879 onder Bell Patenten openden.[13] België had zijn eerste Internationale bel uitwisselen (in Antwerpen) een jaar later.

In 1887 introduceerde Puskás de multiplex schakelbord.[onduidelijk].[14]

Latere uitwisselingen bestonden uit één tot enkele honderden plugboards bemand door Switchboard -operators.Elke operator zat voor een verticaal paneel met banken van ¼ inch tipring-mouw (3-geleider) Jacks, die elk de lokale beëindiging van een waren abonnee's telefoonlijn.Leg een horizontaal paneel voor het krikpaneel met twee rijen patchkoorden, elk paar verbonden met een koordcircuit.

Wanneer een Bellenfeest Tilde de ontvanger op, de lokale lusstroom verlichtte een signaallamp bij de krik.[15] De operator reageerde door het achterste koord in te voegen (Beantwoordsnoer) in de aansluiting van de abonnee en schakelde haar headset naar het circuit om te vragen: "Nummer, alstublieft?"Voor een lokale oproep heeft de operator het voorste koord van het paar ingevoegd (rinkelen) in de lokale Jack van de Called Party en begon de ringcyclus.Voor een langdurige oproep was ze aangesloten op een kofferbak Circuit om verbinding te maken met een andere operator in een andere bank met boards of op een extern centraal kantoor.In 1918 was de gemiddelde tijd om de verbinding voor een langdurige oproep te voltooien 15 minuten.[15]

Vroege handmatige schakelborden vereisten dat de operator luistertoetsen en ringtoetsen bedient, maar tegen het einde van de jaren 1910 en 1920 leidden de vooruitgang in schakelbordtechnologie tot functies waardoor de oproep automatisch onmiddellijk kon worden beantwoord toen de operator het antwoordsnoer plaatste en het ring automatisch zou wordenBegin zodra de operator het rinkelende koord in de Jack van de genoemde partij heeft geplaatst.De operator zou worden losgekoppeld van het circuit, waardoor ze een andere oproep kon verwerken, terwijl de beller een hoorbaar ringback -signaal hoorde, zodat die operator niet periodiek zou moeten melden dat ze de lijn bleef rinkelen.[16]

In de ringdown Methode, de oorspronkelijke operator, belde een andere tussenliggende operator die de Called Subscriberer zou bellen, of doorgegeven aan een andere tussenliggende operator.[17] Deze keten van tussenliggende operators kon de oproep alleen voltooien als er tussen alle centra tegelijkertijd tussen alle centra beschikbaar waren.In 1943, toen militaire oproepen prioriteit hadden, kan een langlaufenoproep tot 2 uur duren om steden te vragen en te plannen die handmatige schakelborden gebruikten voor toloproepen.

Op 10 maart 1891, Almon Brown Strowger, een Undertaker in Kansas City, Missouri, gepatenteerd de stappenschakelaar, een apparaat dat leidde tot de automatisering van het schakelen tussen telefooncircuit.Hoewel er veel uitbreidingen en aanpassingen van dit initiële patent waren, bestaat de best bekende uit 10 niveaus of banken, elk met 10 contacten gerangschikt in een halve cirkel.Bij gebruik met een rotatie telefoon wijzerplaat, elk paar cijfers zorgde ervoor dat de as van het centrale contact "hand" van de stappenschakelaar naar de eerste stap (ratel) voor elke puls in het eerste cijfer in het eerste cijfer is en vervolgens horizontaal in een contactrij met één kleine rotatie voor elkPulseer in het volgende cijfer.

Latere stapschakelaars werden gerangschikt in banken, waarvan de eerste fase een linefinder.Als een van maximaal honderd abonnees (tweehonderd regels in latere linefinders) de ontvanger "off hook" had opgeheven, verbond een linefinder de lijn van de abonnee op een vrije eerste selector, die de abonnee een kiestoon Om aan te tonen dat het klaar was om gekozen cijfers te ontvangen.De wijzerplaat van de abonnee pulseerde met ongeveer 10 pulsen per seconde, hoewel de snelheid afhankelijk was van de standaard van de specifieke telefonische toediening.

Uitwisselingen op basis van de strowger -schakelaar werden uiteindelijk uitgedaagd door Andere uitwisselingstypen en later door dwarsbalk technologie.Deze uitwisselingsontwerpen beloofden sneller schakelen en zouden sneller inter-schakelaarpulsen accepteren dan de typische 10 PP's van de Strowger-meestal ongeveer 20 pps.Op een later tijdstip accepteerden velen ook DTMF "aanraaktonen" of andere toonsignaleringssystemen.

Een overgangstechnologie (van puls tot DTMF) had converters om DTMF om te zetten in puls, om te voeden naar oudere strowger-, paneel- of dwarsbalkschakelaars.Deze technologie werd tot medio 2002 gebruikt.

Uitwisselingsgebouw in Miskolc, Hongarije

Terminologie

Veel termen die worden gebruikt in telecommunicatietechnologie verschillen in betekenis en gebruik tussen de verschillende Engelstalige regio's.Voor het doel van dit artikel worden de volgende definities gemaakt:

  • Handmatige service is telefoondienst waarin een mens telefoonoperator Routes roept aan zoals geïnstrueerd door een abonnee met een telefoonset die geen wijzerplaat heeft.
  • Wijzerplaat is wanneer een uitwisselingsroutes oproepen door het interpreteren van abonnee-gedeeld cijfers.
  • A telefoonschakelaar is de schakelapparatuur van een uitwisseling.
  • A draadcentrum is het gebied dat wordt bediend door een bepaalde schakelaar of centraal kantoor.
  • A concentrator is een apparaat dat het verkeer concentreert, of het nu op afstand is of samen met de schakelaar.
  • Een op de haak De toestand vertegenwoordigt een circuit dat wordt gebruikt, bijvoorbeeld wanneer een telefoongesprek aan de gang is.
  • Een op de haak Voorwaarde vertegenwoordigt een stationair circuit, d.w.z. er is geen telefoongesprek aan de gang.

A hoofdkantoor Oorspronkelijk was een primaire uitwisseling in een stad met andere beurzen in dienstonderdelen van het gebied.De term zou elk schakelsysteem betekenen, inclusief zijn faciliteiten en operators.Het wordt ook in het algemeen gebruikt voor het gebouw dat overstap en aanverwant staat Binnen plant apparatuur.In de Verenigde Staten telecommunicatie Jargon, een centraal kantoor (C.O.) is een gemeenschappelijke vervoerder schakelcentrum Klasse 5 telefoonschakelaar waarin trunks en Lokale lussen worden beëindigd en geschakeld.[18] In het VK, een telefoon uitwisseling betekent een uitwisselingsgebouw en is ook de naam voor een telefoonschakelaar.

Handmatige service -uitwisselingen

Hoofd artikel: Telefoonschakelbord
1924 PBX -schakelbord

Met handmatige service, de klant tilt de ontvanger op op de haak en vraagt de operator om de oproep aan te sluiten op een gevraagd nummer.Op voorwaarde dat het nummer zich in hetzelfde centrale kantoor bevindt en zich op het schakelbord van de operator bevindt, verbindt de operator de oproep door het rinkelkoord in de aansluiting te sluiten die overeenkomt met de lijn van de genoemde klant.Als de lijn van de opgeroepen partij zich op een ander schakelbord in hetzelfde kantoor bevindt, of in een ander centraal kantoor, wordt de operator aangesloten op de kofferbak voor het bestemmingsschakelbord of kantoor en vraagt de operator die antwoordt (bekend als de "B" -operator) om verbinding te makende oproep.

De meeste stedelijke uitwisselingen gewone batterij Service, wat betekent dat het centrale kantoor de macht heeft geleverd aan de telefooncircuits van de abonnee voor de werking van de zender, evenals voor automatische signalering met roterende wijzerplaten.In gemeenschappelijke batterijsystemen eindigt het paar draden van de telefoon van een abonnee naar de Exchange 48V (nominaal) DC-potentieel van het telefoonbedrijf bij de geleiders.De telefoon presenteert een open circuit wanneer dat is op de haak of inactief.[19]

Wanneer de telefoon van een abonnee niet haakt, presenteert deze een elektrische weerstand over de lijn waardoor de stroom door de telefoon en draden naar het centrale kantoor stroomt.In een handmatig bediende schakelbord stroomde deze stroom door een relaisspoel en bediende een zoemer of een lamp op het schakelbord van de operator, wat de operator signaleerde om service uit te voeren.[19]

In de grootste steden heeft het vele jaren geduurd om elk kantoor om te zetten in automatische apparatuur, zoals een paneelschakelaar.Tijdens deze overgangsperiode werden eenmaal gestandaardiseerd naar de 2L-4N of 2L-5N Formaat (twee-letter-uitwisselingsnaam en ofwel vier of vijf cijfers), het was mogelijk om een nummer in een handmatige uitwisseling te bellen en te worden aangesloten zonder de hulp van de operator te vragen.Het beleid van de Bell System verklaarde dat klanten in grote steden zich geen zorgen hoeven te maken over het type kantoor, of ze nu een handleiding of een automatisch kantoor belden.

Toen een abonnee het nummer van een handmatig station belde, beantwoordde een operator op het bestemmingskantoor de oproep nadat hij het nummer op een indicatoren de oproep verbonden door een koord op het uitgaande circuit te sluiten en het bestemmingsstation te bellen.Als een Dial-klant van Taylor 4725 bijvoorbeeld een nummer heeft gekozen dat werd bediend door een handmatige uitwisseling, bijvoorbeeld Adams 1383-W, werd de oproep voltooid, vanuit het perspectief van de abonnee, precies als een oproep aan Lennox 5813, in een geautomatiseerde uitwisseling.De feestlijnbrieven W, R, J en M werden alleen gebruikt in handmatige beurzen met jack-per-line feestlijnen.

Montreal Phone Exchange (c.1895)

In tegenstelling tot het noteringsformaat Hoofd 1234 Voor een geautomatiseerd kantoor met twee hoofdletters, was een handmatig kantoor, met vermeldingen zoals Hillside 834 of East 23, herkenbaar door het formaat waarin de tweede letter niet werd gekapitaliseerd.

Landelijke gebieden, evenals de kleinste steden, hadden handmatige service en signalering werd bereikt met magneto telefoons, die een crank hadden voor de signaalgenerator.Om de operator of een andere abonnee op dezelfde lijn te waarschuwen, draaide de abonnee de crank om de ringstroom te genereren.Het schakelbord reageerde door het circuit te onderbreken, dat een metalen tabblad boven de lijnaansluiting van de abonnee liet vallen en een zoemer klonk. Droge cel Batterijen, normaal twee grote nr.6 cellen in de telefoon van de abonnee, mits de directe stroom voor de zender.Dergelijke magneto -systemen werden al in de VS in gebruik in de VS, zoals in de kleine stad, Bryant Pond, Woodstock, Maine.

Veel magneto -systemen in kleine stad worden weergegeven feestlijnen, overal van twee tot tien of meer abonnees die een enkele regel delen.Bij het bellen van een partij gebruikte de operator code, een onderscheidend rinkelende signaal volgorde, zoals twee lange ringen gevolgd door één korte ring.Iedereen aan de lijn kon de signalen horen en kon de gesprekken van andere mensen oppakken en volgen.

Vroege automatische uitwisselingen

Een landelijk telefoonuitwisselingsgebouw in Australië

Automatische uitwisselingen, die verstrekt wijzerplaat, werden uitgevonden door Almonstrowger In 1888. voor het eerst commercieel in 1892, kregen ze geen wijdverbreid gebruik tot het eerste decennium van de 20e eeuw.Ze elimineerden de behoefte aan de mens Switchboard -operators wie de verbindingen voltooide die nodig zijn voor een telefoongesprek.Automatisering verving menselijke operators door elektromechanische systemen en telefoons waren uitgerust met een wijzerplaat waardoor een beller het telefoonnummer van de bestemming naar het automatische schakelsysteem heeft verzonden.

Een telefoonuitwisseling voelt automatisch een off-hook conditie van de telefoon Wanneer de gebruiker de handset van de schakel of wieg verwijdert.De uitwisseling biedt kiestoon Op dat moment om aan de gebruiker aan te geven dat de uitwisseling klaar is om gekozen cijfers te ontvangen.De pulsen of DTMF Tonen gegenereerd door de telefoon worden verwerkt en een verbinding wordt tot stand gebracht met de bestemmingstelefoon binnen dezelfde uitwisseling of naar een andere verre uitwisseling.

De uitwisseling onderhoudt de verbinding totdat een van de partijen ophangt.Deze monitoring van de verbindingsstatus wordt aangeroepen overzicht. Extra functies, zoals factureringsapparatuur, kunnen ook in de uitwisseling worden opgenomen.

De Bell System Dial Service heeft een functie geïmplementeerd met de naam Automatische nummeridentificatie (ANI) die diensten zoals geautomatiseerde facturering vergemakkelijkten, gratis 800-numbers, en 9-1-1 onderhoud.In handmatige service weet de operator waar een oproep is ontstaan door het licht op het schakelbordaansluitingsveld.Vóór ANI werden langeafstandsoproepen in een rij van de operator geplaatst en de operator vroeg het nummer van de bellenpartij en registreerde het op een papieren tolticket.

Vroege uitwisselingen waren elektromechanische systemen met behulp van motoren, asstations, roterende schakelaars en relais.Sommige soorten automatische beurzen waren de Strengschakelaar of stapsgewijze schakelaar, alle relais, x-y, paneelschakelaar, Roterend systeem en de dwarsschakelaar.

Elektromechanische signalering

Hoofd artikel: Signalering (telecommunicatie)

Circuits Interconnecterende schakelaars worden genoemd stammen. Voordat Signaleringssysteem 7, Bell System Elektromechanische schakelaars in de Verenigde Staten communiceerden oorspronkelijk met elkaar over stammen met behulp van een verscheidenheid aan DC -spanningen en signaleringstonen, vandaag vervangen door digitale signalen.

Sommige signalering communiceerde gekozen cijfers.Een vroege vorm genoemd Paneeloproepindicator Pulsing gebruikt quaternair pulsen om oproepen in te stellen tussen een paneelschakelaar en een handmatig schakelbord.Waarschijnlijk was de meest voorkomende vorm van het communiceren van gekozen cijfers tussen elektromechanische schakelaars verzonden Kiespulsen, gelijkwaardig aan een roterende wijzerplaat's pulsing, maar verzonden over rompcircuits tussen schakelaars.

In Bell System Trunks was het gebruikelijk om 20 puls-per-seconde tussen dwarsbalkschakelaars en lange tandems te gebruiken.Dit was tweemaal de snelheid van Western Electric/Bell System -telefoontjes.Het gebruik van de snellere pulsingssnelheid maakte het gebruik van de romp efficiënter omdat de schakelaar half zo lang naar luisteren naar cijfers besteedde.DTMF werd niet gebruikt voor trunk -signalering.

Multifrequentie (MF) was de laatste van de pre-digitale methoden.Het gebruikte een andere set tonen die in paren zoals DTMF werden verzonden.Kiezen werd voorafgegaan door een special toetsenborstel (KP) signaal en gevolgd door een begin (ST).Variaties van het Bell System MF -toonschema werden een CCITT standaard.Soortgelijke schema's werden gebruikt in Noord- en Zuid -Amerika en in sommige Europese landen, waaronder Spanje.Digit -snaren tussen schakelaars werden vaak afgekort om het gebruik verder te verbeteren.

Bijvoorbeeld, één schakelaar kan slechts de laatste vier of vijf cijfers van een telefoon nummer.In één geval werden zeven cijfers-nummers voorafgegaan door een cijfer 1 of 2 om onderscheid te maken tussen twee gebiedscodes of kantoorcodes (een spaargeld van twee cijfers per call).Deze verbeterde omzet per romp en verminderde het aantal cijferontvangers dat nodig is in een schakelaar.Elke taak in elektromechanische schakelaars werd uitgevoerd in grote metalen hardware.Elke fractionele tweede afsluiting van de instellingstijd van de oproep betekende minder rekken met apparatuur om call -verkeer aan te kunnen.

Voorbeelden van signalen die supervisie of oproepvoortgang communiceren, zijn onder meer E en M signalering, SF-signalering en beroofd-bit signalering.In fysieke (geen drager) E- en M -rompcircuits waren trunks vier draad.Vijftig trunks zouden bijvoorbeeld een honderd paarkabel tussen schakelaars nodig hebben.Geleiders in één gemeenschappelijke circuitconfiguratie werden tip, ring, oor (e) en mond (m) genoemd.Tip en ring waren het spraakdragende paar en vernoemd naar de punt en ring op de drie geleiderskoorden op de console van de handmatige operator.

In tweeweg stammen met E en M signalering, er vond een handdruk plaats om te voorkomen dat beide schakelaars in botsing komen door oproepen op dezelfde romp tegelijkertijd te bellen.Door de toestand van deze kabels te veranderen van grond in -48 volt, stapten de schakelaars door een handshake -protocol.Met behulp van DC -spanningswijzigingen zou de lokale schakelaar een signaal sturen om zich klaar te maken voor een oproep en de externe schakelaar zou antwoorden met een bevestiging (een knipoog) om door te gaan met kiespulsing.Dit werd gedaan met relaislogica en discrete elektronica.

Deze spanningsveranderingen op het kofferbakcircuit zouden pops of klikken veroorzaken die hoorbaar waren voor de abonnee toen de elektrische handshaking door zijn protocol stapte.Een andere handdruk, om te beginnen met timing voor factureringsdoeleinden, veroorzaakte een tweede set clunks toen de gebelde partij antwoordde.

Een tweede gemeenschappelijke vorm van signalering voor toezicht werd genoemd eenfrequent of SF -signalering.De meest voorkomende vorm hiervan gebruikte een gestage 2.600 Hz -toon om een romp als stationair te identificeren.Trunkcircuits dat een 2.600 Hz -toon gedurende een bepaalde duur zou horen, zou inactief gaan.(De duurvereiste verminderd falsing.) Sommige systemen gebruikten toonfrequenties van meer dan 3000 Hz, met name op SSB frequentie-divisie multiplex magnetron radio -relais.

Op T-carrier Digitale transmissiesystemen, bits binnen de T-1-gegevensstroom werden gebruikt om supervisie te verzenden.Door een zorgvuldig ontwerp veranderden de toegewezen bits de spraakkwaliteit niet aanzienlijk. Beroofde stukjes werden vertaald in veranderingen in contactstaten (opent en sluitingen) door elektronica in de Channel Bank -hardware.Hierdoor konden directe stroom E- en M -signalering of kiespulsen tussen elektromechanische schakelaars over een digitale drager worden verzonden die geen DC -continuïteit had.

Lawaai

Stapsgewijze oproep
Abonnees horen een ander klinkende dialtone in een stapsgewijze oproep.
Problemen met het spelen van dit bestand? Zien media -hulp.

Een kenmerk van elektromechanische schakelapparatuur is dat het onderhoudspersoneel de mechanische klettering van stoten, paneelschakelaars of dwarsbalkrelais kon horen.Tijdens zware gebruiksperioden kan het moeilijk zijn om te praten in een centrale kamer van kantoorwisseling vanwege het gekletter van oproepen die in een grote schakelaar worden verwerkt.Bijvoorbeeld, op moederdag in de VS, of op een vrijdagavond rond 17.00 uur, zou het metalen ratelen verhoogde stemmen nodig kunnen maken.Voor draadveerrelais markeringen Deze geluiden leken op een metaaldak die op een metalen dak vielen.

Op een pre-dawn zondagochtend kan de oproepverwerking vertragen in de mate dat men misschien in staat is om individuele oproepen te horen worden gekozen en opgezet.Er waren ook geluiden van zeurende stroomomvormers en rinkelende generatoren.Sommige systemen hadden een voortdurende, ritmische "Clack-Clack-Clack" van draadveerrelais dat maakte herstellen (120 IPM) en drukke (60 IPM) signalen.

Bell System -installaties hadden meestal alarmbellen, gongs of klokkenspel om alarmen aan te kondigen die de aandacht vestigden op een mislukte schakelelement.Een probleem met het rapporteren van kaartsysteem was verbonden om gemeenschappelijke besturingselementen te schakelen.Deze problemen rapportagesystemen doorboord karton kaarten met een code die de aard van een storing heeft vastgelegd. Rietrelais Technologie in opgeslagen programmabesturing Exchange heeft eindelijk het milieu tot rust.

Onderhoudstaken

Handmatig testbord in een elektromechanisch schakelkantoor bemand door een technicus

Elektromechanische schakelsystemen vereiste elektriciteitsbronnen in de vorm van directe stroom (DC), evenals afwisselende ringstroom (AC), die ter plaatse werden gegenereerd met mechanische generatoren.Bovendien vereiste telefoonschakelaars aanpassing van veel mechanische onderdelen.In tegenstelling tot moderne schakelaars, had een circuit dat een gekozen oproep verbindt via een elektromechanische schakelaar DC -continuïteit binnen het lokale uitwisselingsgebied via metalen geleiders.

De ontwerp- en onderhoudsprocedures van alle systemen omvatten methoden om te voorkomen dat abonnees onnodige veranderingen in de kwaliteit van de service hebben ervaren of dat ze falen opmerkten.Een verscheidenheid aan tools aangeduid als Make BusyS werden aangesloten op elektromechanische schakelelementen bij falen en tijdens reparaties.Een Make-Busy identificeerde het onderdeel dat werd gewerkt als in gebruik, waardoor de schakellogica eromheen routeert.Een soortgelijk hulpmiddel heette een TD -tool. Delinquente abonnees hadden hun dienst tijdelijk ontkend (TDED).Dit werd uitgevoerd door een tool aan te sluiten op de kantoorapparatuur van de abonnee op dwarsbalkystemen of lijngroep in stapsgewijze schakelaars.De abonnee kan oproepen ontvangen, maar kon niet bellen.

Staps-by-step-kantoren op basis van struikger in het Bell-systeem vereiste continu onderhoud, zoals reinigen.Indicatorlichten op apparatuur baaien waarschuwden personeel voor omstandigheden zoals geblazen zekeringen (meestal witte lampen) of een permanent signaal (vastgehouden van haakconditie, meestal groene indicatoren).Stapskantoren waren gevoeliger voor fouten van één punt dan nieuwere technologieën.

Dwarsbalkkantoren gebruikten meer gedeelde, gemeenschappelijke controlecircuits.Bijvoorbeeld een cijferontvanger (onderdeel van een element dat een Oorspronkelijk register) zou net lang genoeg zijn verbonden met een oproep om de gekozen cijfers van de abonnee te verzamelen.Dwarsbalkarchitectuur was flexibeler dan stappenkantoren.Latere dwarsbalksystemen hadden op punch-card gebaseerde problemen met problemen met problemen.Tegen de jaren zeventig, Automatische nummeridentificatie was achteraf aangebracht op bijna alle stapsgewijze en dwarsbalkschakelaars in het Bell-systeem.

Elektronische schakelaars

Elektronische schakelsystemen geleidelijk geëvolueerd in fasen van elektromechanische hybriden met opgeslagen programmabesturing naar de volledig digitale systemen.Vroege systemen die worden gebruikt rietrelais-S -geschakelde metalen paden onder digitale controle.Testen van apparatuur, telefoonnummers opnieuw toewijzingen, circuituitsluitingen en vergelijkbare taken werden uitgevoerd door gegevensinvoer op een terminal.

Voorbeelden van deze systemen waren de Western Electric 1ESS -schakelaar, Noordelijke telecom SP1, Ericsson AX, Automatic Electric EAX-1 & EAX-2, Philips Prx/A, Itt Metaconta, Britse GPO/BT TXE Series en verschillende andere ontwerpen waren vergelijkbaar.Ericsson ontwikkelde ook een volledig geautomatiseerde versie van hun ARF -dwarsbalk -uitwisseling genaamd ARE.Deze gebruikten een dwarsbalkschakelmatrix met een volledig geautomatiseerd besturingssysteem en boden een breed scala aan geavanceerde services.Lokale versies werden are 11 genoemd, terwijl tandemversies bekend stonden als ARE13.Ze werden in de late jaren zeventig en in de jaren zeventig gebruikt in Scandinavië, Australië, Ierland en vele andere landen en in de jaren 1980 toen ze werden vervangen door digitale technologie.

Deze systemen kunnen de oude elektromechanische signaleringsmethoden gebruiken die zijn overgenomen van dwarsbalk en stapsgewijze schakelaars.Ze introduceerden ook een nieuwe vorm van datacommunicatie: twee 1ESS -uitwisselingen kunnen met elkaar communiceren met behulp van een datalink genaamd Common Channel Interoffice -signalering, (CCIS).Deze datalink was gebaseerd op CCITT 6, een voorloper van SS7.In Europese systemen werd R2 -signalering normaal gebruikt.

Digitale schakelaars

Een typische satelliet PABX met voorkant verwijderd

Eerste concepten van digitale schakelen en transmissie werden ontwikkeld door verschillende laboratoria in de Verenigde Staten en in Europa vanaf de jaren dertig.De eerste prototype digitale schakelaar werd ontwikkeld door Bell Labs Als onderdeel van het Essex -project, terwijl de eerste echte digitale uitwisseling die wordt gecombineerd met digitale transmissiesystemen werd ontworpen door LCT (Laboratoire Central de Telecommunications) in Parijs.De eerste digitale schakelaar die in Engeland in een openbaar netwerk werd geplaatst, was de Empress Exchange in Londen die is ontworpen door de Algemeen postkantoor Onderzoekslaboratoria.Het was een tandem -schakelaar die drie verbond Stom uitwisselingen.De eerste commerciële uitrol van een volledig digitaal lokaal schakelsysteem was Alcatel's e10 -systeem dat klanten begon te bedienen Bretagne in Noordwest -Frankrijk in 1972.

Prominente voorbeelden van digitale schakelaars zijn:

  • Ericsson's Bijl telefoonuitwisseling is het meest gebruikte digitale schakelplatform ter wereld en is te vinden in heel Europa en in de meeste landen over de hele wereld.Het is ook erg populair in mobiele applicaties.Dit zeer modulaire systeem werd in de jaren zeventig in Zweden ontwikkeld als vervanging voor het zeer populaire assortiment Ericsson dwarsschakelaars ARF, arm, ark en worden door vele Europese netwerken vanaf de jaren 1950 gebruikt.
  • Alcatel-Lucent Drie van 's werelds meest iconische digitale schakelsystemen geërfd: Alcatel E10, 1000-S12, en de Western Electric 5ESS.
Alcatel ontwikkelde het E10 -systeem in Frankrijk in de late jaren zestig en zeventig.Deze veel gebruikte familie van digitale schakelaars was een van de eerste TDM -schakelaars die op grote schaal in openbare netwerken werden gebruikt.Abonnees werden voor het eerst verbonden met E10A -schakelaars in Frankrijk in 1972. Dit systeem wordt gebruikt in Frankrijk, Ierland, China en vele andere landen.Het heeft veel revisies ondergaan en de huidige versies zijn zelfs geïntegreerd in Allemaal ip netwerken.
Alcatel heeft ook gekocht ITT -systeem 12 die toen het de Europese activiteiten van ITT kocht.Het S12 -systeem en E10 -systemen werden in de jaren negentig samengevoegd tot een enkel platform.Het S12 -systeem wordt gebruikt in Duitsland, Italië, Australië, België, China, India en vele andere landen over de hele wereld.
Ten slotte, toen Alcatel en Lucent fuseerden, heeft het bedrijf Lucent's overgenomen 5ESS en 4ESS Systemen die in de Verenigde Staten van Amerika en in veel andere landen worden gebruikt.
  • Nokia Siemens Networks EWSD Oorspronkelijk ontwikkeld door Siemens, Bosch En Detwe[DE] Want de Duitse markt wordt over de hele wereld gebruikt.
  • Nortel dan Geneband, en nu lintcommunicatie DMS100 En andere versies zijn erg populair bij operators over de hele wereld.
  • GTD-5 EAX ontwikkeld door GTE Automatic Electric, de GTD-5 werd overgenomen door Lucent die Alcatel-Lucent werd, die vervolgens Nokia werd
  • NEC NEAX gebruikt in Japan, Nieuw -Zeeland en vele andere landen.
  • Marconi Systeem X Oorspronkelijk ontwikkeld door GPT en PleSsey is een soort digitale uitwisseling die wordt gebruikt door BT -groep in het UK Public Telephone Network.
Een digitale uitwisseling (Nortel DMS-100) gebruikt door een operator om lokale en langeafstandsdiensten aan te bieden in Frankrijk.Elke schakelaar bedient meestal 10.000 - 100.000+ abonnees, afhankelijk van het geografische gebied

Digitale schakelaars coderen voor de doorgaande spraak, in 8.000 plakjes per seconde.(EEN bemonsteringssnelheid van 8 kHz).Bij elk tijdstip, een digitaal PCM weergave van het geluid wordt gemaakt.De digitale PCM -signalen worden vervolgens verzonden naar de ontvangende uiteinde van de lijn, waarbij het omgekeerde proces optreedt met behulp van een DAC (digitaal-analoogomzetter), om het geluid te produceren voor de ontvangende telefoon.Met andere woorden, wanneer iemand een telefoon gebruikt, wordt de stem van de luidspreker "gecodeerd" met behulp van PCM voor het overschakelen en vervolgens gereconstrueerd voor de persoon aan de andere kant.De stem van de spreker wordt in het proces vertraagd door een kleine fractie van één seconde - het is niet "live", het wordt gereconstrueerd - slechts minutieus uitgesteld.

Individu Lokale lus telefoonlijnen zijn verbonden met een externe concentrator.In veel gevallen wordt de concentrator co-locatie in hetzelfde gebouw als de schakelaar.De interface tussen externe concentrators en telefoonschakelaars is gestandaardiseerd door ETSI als de V5 protocol.Concentrators worden gebruikt omdat de meeste telefoons het grootste deel van de dag inactief zijn, vandaar dat het verkeer van honderden of duizenden kan worden geconcentreerd in slechts tientallen of honderden gedeelde verbindingen.

Sommige telefoonschakelaars hebben geen concentrators die rechtstreeks op hen zijn aangesloten, maar worden eerder gebruikt om oproepen tussen andere telefoonschakelaars aan te sluiten.Deze complexe machines worden "dragerniveau" -schakelaars genoemd of tandemschakelaars.

Sommige telefoonuitwisselingsgebouwen alleen in kleine steden huis op afstand of satelliet Schakelaars, en worden op een "ouder" -schakelaar, meestal enkele kilometers verderop.De externe schakelaar is afhankelijk van de bovenliggende schakelaar voor routing.In tegenstelling tot een digitale lusdrager, Een externe schakelaar kan oproepen tussen lokale telefoons zelf routeren, zonder trunks naar de bovenliggende schakelaar te gebruiken.

Kaart van draadcentrumlocaties in de VS
Kaart van centrale kantoorlocaties in de VS

De plaats van de schakelaar in het netwerk

Telefoonschakelaars zijn een klein onderdeel van een groot netwerk.Een belangrijk deel, wat betreft kosten, onderhoud en logistiek van het telefoonsysteem is Buiten plant, dat is de bedrading buiten het centrale kantoor.Hoewel veel abonnees in het midden van de 20e eeuw werden geserveerd met feestlijnen, was het het doel dat elk abonnee-telefoonstation was aangesloten op een individueel paar draden van het schakelsysteem.

Een typisch centraal kantoor kan tienduizenden paren draden hebben die verschijnen op terminalblokken die de Hoofddistributiekader (MDF).Een onderdeel van de MDF is bescherming: zekeringen of andere apparaten die de overstap beschermen tegen bliksem, shorts met elektrische stroomleidingen of andere vreemde spanningen.In een typisch telefoonbedrijf volgt een grote database informatie over elk abonneepaar en de status van elke jumper.Vóór de automatisering van Bell System Records in de jaren tachtig werd deze informatie met hand geschreven in potlood in boekhoudboekboeken.

Om de kosten van externe fabriek te verlagen, gebruiken sommige bedrijven "paar winst"Apparaten om telefoondiensten aan abonnees te bieden. Deze apparaten worden gebruikt om service te bieden waar bestaande koperen faciliteiten zijn uitgeput of door in een buurt te zitten, kunnen de duur van koperen paren verminderen, waardoor digitale diensten zoals mogelijk worden Integrated Services Digital Network (ISDN) of lijn voor digitale abonnees (DSL).

Paarwinst of digitale lusdragers (DLC's) bevinden zich buiten het centrale kantoor, meestal in een grote wijk ver verwijderd van de co. DLC's worden vaak aangeduid als Abonnee Loop Carriers (SLC's), na een Lustig eigen product.

DLC's kunnen worden geconfigureerd als Universal (UDLCS) of Integrated (IDLCS). Universele DLCS hebben twee terminals, een centrale kantoorterminal (COT) en een externe terminal (RT), die op dezelfde manier functioneren.Beide terminals interface met analoge signalen, converteren naar digitale signalen en transport naar de andere kant waar het omgekeerde wordt uitgevoerd.

Soms wordt het transport afgehandeld door afzonderlijke apparatuur.In een Geïntegreerde DLC, het kinderbedje wordt geëlimineerd.In plaats daarvan is de RT digitaal aangesloten op apparatuur in de telefoonschakelaar.Dit vermindert de totale benodigde hoeveelheid apparatuur.

Schakelaars worden gebruikt in zowel lokale centrale kantoren als in lange afstand centra.Er zijn twee belangrijke soorten in de Public Switched Telephone Network (PSTN), de Klasse 4 telefoonschakelaars Ontworpen voor tol- of schakel-naar-schakelverbindingen, en de Klasse 5 telefoonschakelaars of abonneesschakelaars, die verbindingen beheren vanaf abonneeselefoons.Sinds de jaren negentig zijn hybride klasse 4/5 schakelsystemen die beide functies bedienen, gebruikelijk geworden.

Een ander element van het telefoonnetwerk is tijd en timing.Schakelen, transmissie en factureringsapparatuur kan tot een zeer hoge nauwkeurigheid worden geslapen 10 MHz -normen die tijdgebeurtenissen synchroniseren met zeer nauwe intervallen.Time-Standards-apparatuur kan op rubidium- of caesiumgebaseerde normen zijn en een Globaal positioneringssysteem ontvanger.

Schakelontwerp

Lange afstandsschakelaars kunnen een langzamer, efficiënter schakelallocatie-algoritme gebruiken dan Lokale centrale kantorenomdat ze bijna 100% gebruik hebben van hun invoer- en uitvoerkanalen.Centrale kantoren hebben meer dan 90% van hun kanaalcapaciteit ongebruikt.

Traditionele telefoonschakelaars verbonden fysieke circuits (bijv. Draadparen) terwijl moderne telefoonschakelaars een combinatie van gebruiken ruimte- en tijdverdelingsschakelen.Met andere woorden, elk spraakkanaal wordt weergegeven door een tijdslot (zeg 1 of 2) op een fysiek draadpaar (A of B).Om twee spraakkanalen (zeg A1 en B2) samen te verbinden, verwisselt de telefoonschakelaar de informatie tussen A1 en B2.Het schakelt zowel de tijdslot als de fysieke verbinding.Om dit te doen, wisselt het gegevens uit tussen de tijdslots en verbindingen 8.000 keer per seconde, onder controle van digitale logica die door elektronische lijsten van de huidige verbindingen doorkruist.Het gebruik van beide soorten schakelen maakt een moderne schakelaar veel kleiner dan een ruimte- of tijdschakelaar op zichzelf kan zijn.

De Structuur van een schakelaar is een oneven aantal lagen kleinere, eenvoudigere subschakelaars.Elke laag wordt onderling verbonden door een web van draden die van elke subschakelaar gaan, naar een set van de volgende laag subschakelaars.In sommige ontwerpen wisselt een fysieke (ruimte) schakellaag af met een tijdschakellaag.De lagen zijn symmetrisch, omdat bellers in een telefoonsysteem dat ook kunnen gebeld worden.Andere ontwerpen gebruiken alleen tijdsmogelijk maken, tijdens de schakelaar.

Een tijdverdeling subschakelaar leest een volledige cyclus van tijdslots in een geheugen en schrijft het vervolgens in een andere volgorde, ook onder controle over een cyclisch computergeheugen.Dit veroorzaakt enige vertraging in het signaal.

Een ruimte-divisie-subschakelaar schakelt elektrische paden, vaak met behulp van een variant van een niet -blokkerende minimale spanning -schakelaar, of een crossover -schakelaar.

Fouttolerantie

Composietschakelaars zijn inherent fouttolerant.Als een subschakelaar faalt, kan de controlerende computer het falen tijdens een periodieke test voelen.De computer markeert alle verbindingen met de subschakelaar als "in gebruik".Dit voorkomt nieuwe oproepen en onderbreekt gevestigde oproepen niet.Naarmate de gevestigde oproepen eindigen, wordt de subschakelaar ongebruikt en kan worden gerepareerd.Wanneer de volgende test slaagt, keert de schakelaar terug naar volledige werking.

Om frustratie met niet -gevoelde storingen te voorkomen, worden alle verbindingen tussen lagen in de schakelaar toegewezen met behulp van First-in-First-Out-lijsten (wachtrijen).Als gevolg hiervan, als een verbinding defect of luidruchtig is en de klant ophangt en redials, krijgen ze een andere set verbindingen en subschakelaars.EEN Laatste erin, eerste eruit (Stack) Toewijzing van verbindingen kan een voortdurende reeks van zeer frustrerende mislukkingen veroorzaken.

Vuur- en noodherstel

Second Avenue Exchange, NYC, site van de 1975 New York telefoonuitwisseling vuur.

Een centrale uitwisseling is bijna altijd een enkel punt van mislukking voor lokale oproepen.Als de capaciteit van individuele schakelaars en de glasvezel die hen verbindt, neemt toe, potentiële verstoring veroorzaakt door de vernietiging van één lokaal kantoor zal alleen worden vergroot.Meerdere vezelverbindingen kunnen worden gebruikt om redundantie te bieden aan spraak- en gegevensverbindingen tussen schakelcentra, maar een zorgvuldig netwerkontwerp is vereist om situaties te voorkomen waarin een hoofdvezel en de back -up beide door hetzelfde beschadigde centrale kantoor gaan als een potentieel Veelvoorkomende modusfout.[20]

Zie ook

Referenties

  1. ^ "Algemene definities". Verizon -service.Verizon Enterprise Solutions.
  2. ^ Privé -telegraaf, De Sydney Morning Herald, bijgeschreven op De tijden, 19 april 1878, p.6.
  3. ^ Bo leuf (2002). Peer to Peer: samenwerking en delen via internet. Addison-Wesley. p. 15. ISBN 9780201767322.
  4. ^ Alvin K. Benson (2010). Uitvinders en uitvindingen Geweldig leven van History Volume 4 van Great Lives from History: Inventors & Inventions. Salem Press. p. 1298. ISBN 9781587655227.
  5. ^ "Tivadar Puskás (1844 - 1893)". 4 februari 2011. Gearchiveerd van het origineel op 4 februari 2011.
  6. ^ "Sztnh".MSZH.HU. Gearchiveerd Van het origineel op 2005-02-24. Opgehaald 2012-07-01.
  7. ^ "Puskás, Tivadar".Omikk.bme.hu. Gearchiveerd Van het origineel op 2021-04-21. Opgehaald 2012-07-01.
  8. ^ "Welkom Hunreal.com - BlueHost.com". Hunreal.com. Gearchiveerd van het origineel op 2012-03-16. Opgehaald 2012-07-01.
  9. ^ Frank Lewis Dyer: Edison zijn leven en uitvindingen.(pagina: 71)
  10. ^ "120 jaar telefonisch jubileum". cdrecord.org. Gearchiveerd van het origineel op 6 november 2014.
  11. ^ "Top 50: New Haven was de geboorteplaats van de moderne telefoon". 22 april 2018.
  12. ^ National Park Service "First Switchboard" pagina.
  13. ^ "Early Manchester Telefoonuitwisselingen" (PDF).mosi.org.uk.Gearchiveerd van het origineel (PDF) op 2013-06-05. Opgehaald 2013-07-30.
  14. ^ Francis S. Wagner: Hongaarse bijdragen aan de wereldbeschaving - pagina 68
  15. ^ a b Calvert, J. B. (2003-09-07). "Basistelefoons". Gearchiveerd van het origineel op 2003-12-27. Opgehaald 2007-09-13.
  16. ^ "Stromberg-Carlson Telefoon MFG. Co. Resource Page" (PDF). www.strombergcarlsontelephone.com. Opgehaald 2020-09-09.
  17. ^ Calvert, J. B. (2003-09-07). "Basiselefoons, het schakelbord (ringdown is bijna onderaan)". Gearchiveerd van het origineel op 2003-12-27. Opgehaald 2006-09-13.
  18. ^ Bron van Federale standaard 1037c.
  19. ^ a b Verbonden met een schakelaar, een off-hook conditie bedient een relais om de lijn aan te sluiten op een kiestoongenerator en een apparaat om gekozen cijfers te verzamelen.
  20. ^ Andrew Pollack (1988-05-26). "Telefoonsysteem gevreesd om kwetsbaar te zijn voor bredere verstoringen van service" (PDF). The New York Times. Opgehaald 2013-07-30.

Externe links