Central téléphonique
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Un commutateur de central téléphonique ou téléphone est un télécommunications système utilisé dans les grandes entreprises ou dans le Réseau téléphonique commuté. Un échange se compose de composants électroniques et dans le système plus aussi que les opérateurs humains interconnexion (commutateur) lignes téléphoniques d'abonnés ou des circuits virtuels de systèmes numériques d'établir appels téléphoniques entre les abonnés. Un central téléphonique est situé dans un bureau central (CO), qui est la construction physique utilisé pour loger le équipements de l'usine, y compris à l'intérieur de commutateurs téléphoniques.
Une surface d'échange est la région géographique desservie par un commutateur particulier, mais il est généralement connu comme un centre de taux ou un centre de fil dans l'industrie des télécommunications des États-Unis. Ceci établit zones d'appel local, dans lequel il ne est pas nécessaire de payer une taux de longue distance, mais ils couvrent généralement plus d'un centre de taux, même dans micropolitaines et petite régions métropolitaines. Le code de change ou un code de bureau central, ou préfixe, est l'ensemble des premiers chiffres du numéro d'abonné. Historiquement, le préfixe avait une, deux ou trois chiffres, ce dernier étant le plan de numérotation fermement établi depuis le milieu des années 1900.
centres de taux pour les téléphones mobiles couvrent généralement une surface beaucoup plus grande que centres de taux fixe à urbain et les zones suburbaines, et comprennent souvent des dizaines de codes. Dans le États-Unis , les zones de services locaux constituent ensemble une entité juridique appelé zones d'accès local et de transport ( IATA) dans le cadre du Modification du jugement final (MFJ).
Perspective historique
Dans l'ère du télégraphe électrique, bureaux de poste, les gares, les centres gouvernementaux les plus importants (ministères), les bourses, très peu de journaux distribués à l'échelle nationale, les plus grandes sociétés d'importance internationale et les riches particuliers étaient les principaux utilisateurs de ces télégraphes. Malgré le fait que des dispositifs téléphoniques existaient avant l'invention du central téléphonique, et leur succès économique opération aurait été impossible sur le même schéma et la structure du télégraphe contemporain, avant l'invention du téléphone échange standard, les premiers téléphones ont été câblés à et ont communiqué avec un seul autre téléphone (tels que de la maison d'un individu à l'activité de la personne).
Un échange téléphonique est un système téléphonique situé dans les centres de services (bureaux centraux) responsables d'une petite zone géographique qui a fourni la commutation ou l'interconnexion de deux ou plusieurs lignes d'abonnés individuels pour les appels effectués entre eux, plutôt que d'exiger des lignes directes entre les stations d'abonnés. Cela a permis aux abonnés de se appeler mutuellement dans les maisons, les entreprises ou les espaces publics. Ce fait téléphonie un outil de communication disponible et confortable pour un usage quotidien, et il a donné l'impulsion pour la création d'un tout nouveau secteur industriel.
L'une des premières personnes à construire un central téléphonique était hongrois Tivadar Puskás en 1877 alors qu'il travaillait pour Thomas Edison . Le premier échange téléphonique expérimental a été basé sur les idées de Puskás, et il a été construit par le Bell Telephone Company à Boston en 1877. George W. Coy conçu et construit le premier échange téléphonique commercial qui a ouvert en New Haven, Connecticut en Janvier, 1878. Le tableau a été construit à partir de "boulons, poignées de couvercles de théière et fil de l'agitation" et pourrait gérer deux conversations simultanées. Charles Glidden est également crédité d'établir un échange à Lowell, MA. avec 50 abonnés en 1878.
En Europe, les premiers échanges téléphoniques étaient basés à Londres et Manchester , les deux qui a ouvert en vertu des brevets de Bell en 1879. La première a été ouverte en Allemagne à Berlin 1881. Belgique a tenu sa première Les échanges internationaux de Bell (en Anvers ) un an plus tard.
Échanges ultérieurs consistaient en une à plusieurs centaines tableaux de connexions personnel par opérateurs de téléphonie. Chaque opérateur se assit en face d'un panneau vertical contenant banques de ¼ de pouce pointe-anneau-manchon (3 conducteurs) prises, dont chacune était la fin d'une locale Abonné ligne téléphonique. En avant du panneau de prise jeter un panneau horizontal contenant deux rangées de cordons de brassage, chaque paire connectée à un circuit de cordon. Lorsqu'un appelant levé le récepteur, une lampe de signalisation près de la prise serait allume.
L'opérateur de brancher l'un des cordons (le «cordon répondant") dans la prise de l'abonné et de passer son casque dans le circuit de demander: «Nombre, se il vous plaît?" Selon la réponse, l'opérateur peut brancher l'autre cordon de la paire (le «cordon sonner") dans la prise locale de l'appelé et démarrer le cycle de sonnerie, ou brancher sur un circuit de jonction pour commencer ce qui pourrait être un appel interurbain traités par les opérateurs suivants dans une autre banque de planches ou dans un autre bâtiment miles. En 1918, le temps moyen pour terminer la connexion pour un appel longue distance était de 15 minutes.
Dans le ringdown méthode, l'opérateur de départ appelé un autre opérateur intermédiaire qui appeler l'abonné appelé, ou transmise à un autre opérateur intermédiaire. Cette chaîne d'opérateurs intermédiaires pourrait compléter l'appel que si les lignes principales intermédiaires étaient disponibles entre tous les centres en même temps. En 1943, lorsque les appels militaires avaient la priorité, un appel des États-Unis de cross-country peut prendre aussi longtemps que deux heures à la demande et le calendrier dans les villes qui utilisaient tableaux manuels pour les appels interurbains.
Le 10 Mars 1891, Almon Strowger, un croque-en Kansas City, Missouri, a breveté le Télérupteur, un dispositif qui a conduit à l'automatisation de la commutation de circuit téléphonique. Alors qu'il y avait de nombreuses extensions et adaptations de ce brevet initial, le plus connu est constitué de 10 niveaux ou des banques, chacune ayant 10 contacts disposés en demi-cercle. Lorsqu'il est utilisé avec un rotatif cadran de téléphone, chaque paire de chiffres causé l'arbre du contact central "main" de l'interrupteur pas à pas à la première étape (cliquet) d'un niveau pour chaque impulsion dans le premier chiffre, puis se balancer horizontalement dans une ligne de contact avec une petite rotation pour chaque impulsion du chiffre suivant.
Plus tard commutateurs pas à pas sont disposées dans des banques, la première étape de ce qui était un linefinder. Si l'un des jusqu'à une centaine de lignes d'abonnés eu le combiné décroché "décroché", un linefinder connectée la ligne de l'abonné à un premier sélecteur libre, qui a retourné l'abonné une tonalité de montrer qu'il était prêt à recevoir les chiffres composés. La ligne de l'abonné pulsé à environ 10 impulsions par seconde, bien que la vitesse dépendait du niveau de l'administration de téléphone particulier.
Des échanges fondés sur l'interrupteur Strowger ont finalement été remis en cause par d'autres types de change et plus tard par la technologie barre transversale. Ces conceptions de change promis commutation plus rapide et accepteraient impulsions plus rapide que typiques 10 pps-typiquement environ 20 pps du Strowger. À une date ultérieure nombre aussi acceptés DTMF «tonalités» ou d'autres systèmes de signalisation de tonalité.
Une technologie de transition (d'impulsion à DTMF) avait lien DTMF trouveurs qui a converti DTMF à Pulse, pour nourrir plus Strowger, panneau, ou commutateurs crossbar. Cette technologie a été utilisée jusqu'à la mi 2002.
détails du plan de Nombre
Technologies
Cet article va utiliser les termes suivants:
- service manuel pour une condition où un opérateur humain routes appels à l'intérieur d'un échange et d'une ligne ne est pas utilisé
- composer service pour un échange où les appels sont acheminés par un interrupteur interprétation chiffres composés
- central téléphonique pour l'immeuble abritant l'équipement de commutation
- commutateur téléphonique pour l'équipement de commutation
- concentrateur pour un appareil qui concentre le trafic, que ce soit à distance ou co-localisé avec le commutateur
- décroché pour une condition de pointe ou de décrire un circuit qui est en cours d'utilisation (ce est à dire, quand un appel téléphonique est en cours)
- sur-crochet pour un circuit de repos (aucun appel téléphonique est en cours)
- centre de commutation pour la zone desservie par un commutateur particulier ou l'administration centrale
Beaucoup de ces termes dans cet article ont contradictoires usages britanniques et américains.
- bureau central appelée à l'origine équipements de commutation et de ses opérateurs. Maintenant, il est utilisé généralement pour la commutation de logement du bâtiment et connexe équipements de l'usine à l'intérieur.
- échange téléphonique signifie un bâtiment de change au Royaume-Uni, et est également le nom du Royaume-Uni pour un commutateur téléphonique, et a également une signification juridique dans les télécoms américains.
- commutateur téléphonique est le terme américain, mais est en plus utilisée dans les télécommunications utilisation technique Royaume-Uni, de faire la distinction CO / commutateur / concentrateur clair.
Échanges de services manuelles
Avec le service manuel, le client décroche le combiné décroché et demande au opérateur de connecter l'appel à un numéro demandé. À condition que le nombre est dans le même bureau central, l'opérateur se connecte l'appel en se branchant sur la prise sur le tableau correspondant à la ligne du client appelé. Si l'appel est à un autre bureau central, l'opérateur se branche dans le tronc pour l'autre bureau et demande au répondeur de l'opérateur (connu sous le nom de l'opérateur "vers l'intérieur") pour connecter l'appel.
La plupart des échanges urbains fournis service commun de batterie, ce qui signifie que le bureau central d'alimentation fourni pour les circuits téléphoniques. Dans les systèmes de common-batterie, la paire de fils de téléphone d'un abonné à l'échange porter 48V (nominal) potentiel continu de l'extrémité de la compagnie de téléphone entre les conducteurs. Le téléphone présente un circuit ouvert quand il est sur-crochet ou ralenti.
Lorsque le téléphone d'un abonné est décroché, il se connecte une résistance électrique à travers la ligne qui provoque le passage du courant à travers le téléphone et fils au bureau central. Dans un tableau de distribution à commande manuelle, ce courant a coulé à travers une bobine de relais d'actionnement d'un avertisseur sonore et la lampe sur le tableau de l'opérateur. Le buzzer et la lampe diraient un opérateur de téléphone de l'abonné est décroché, la demande de service.
Dans les plus grandes villes des États-Unis, il a fallu de nombreuses années pour convertir tous les bureaux à l'équipement automatique, tels que commutateurs du panneau. Pendant cette période de transition, il était possible de composer un numéro d'emploi et être connecté sans demander l'assistance d'un opérateur. Ce était parce que la politique de la Bell System était que les clients ne ont pas besoin de savoir se ils appelaient un bureau manuel ou automatisé.
Si un abonné composa un numéro manuelle, un opérateur vers l'intérieur serait répondre à l'appel, voir le numéro appelé sur un dispositif d'affichage, et connecter manuellement l'appel. Par exemple, si un client appelle de Taylor 4725 composa un numéro manuel, Adams 1233, l'appel serait passer, du point de vue de l'abonné, exactement comme un appel à Lennox 5813, dans un échange automatisé.
Contrairement au système commun de batterie, les petites villes avec service manuel de l'opérateur ont souvent Magneto, ou à manivelle, téléphones. Utiliser un téléphone magnéto, l'abonné se une manivelle pour générer un courant de sonnerie, pour attirer l'attention de l'opérateur. Le tableau répondrait en laissant tomber une languette métallique ci-dessus prise de la ligne de l'abonné et un avertisseur sonore. Les piles sèches (normalement deux grandes n ° 6 cellules) dans le téléphone de l'abonné à condition que le courant continu pour la conversation. Magneto systèmes étaient en usage dans une petite ville américaine, Bryant Pond, Woodstock, Maine aussi tard que 1983. En général, ce type de système a eu une moins bonne qualité d'appel par rapport aux systèmes commune-batterie.
Beaucoup de petits systèmes de magnéto-ville sélectionnée les lignes de parti, ne importe où de deux à dix ou plusieurs abonnés partageant une seule ligne. Lorsque vous appelez un parti, l'opérateur devrait utiliser un caractère distinctif séquence signal de sonnerie, tels que deux longs cycles suivis par une brève. Tout le monde sur la ligne pouvait entendre les anneaux, et bien sûr pourrait ramasser et d'écouter se ils voulaient. Sur les lignes rurales qui ne étaient pas reliés à un bureau central (donc pas connecté au monde extérieur), les abonnés seraient manivelle la séquence correcte des anneaux pour atteindre leur parti.
Les premiers échanges automatiques
Échanges automatiques ou un service de ligne, sont venus à l'existence dans les années 1900. Leur but était d'éliminer la nécessité pour l'homme opérateurs de téléphonie. Avant les échanges sont devenus automatisées, les opérateurs devaient remplir les connexions requises pour un appel téléphonique.
Presque partout, les opérateurs ont été remplacés par des échanges informatisés. Un commutateur téléphonique est le cerveau d'un échange automatique. Il se agit d'un dispositif de routage des appels d'un téléphone à l'autre, généralement dans le cadre de la Réseau téléphonique commuté.
L'échange locale détecte automatiquement une décroché (pointe) téléphone condition, fournit pour que la tonalité de numérotation téléphonique, reçoit les impulsions ou Tonalités DTMF générés par le téléphone, puis remplit un raccordement au téléphone appelé dans la même circonscription ou à un autre échange lointain.
L'échange maintient alors la connexion jusqu'à ce qu'un correspondant raccroche, et la connexion est coupée. Ce suivi de l'état de la connexion est appelé supervision. Des fonctionnalités supplémentaires, telles que l'équipement de facturation, peut également être incorporé dans l'échange.
En service, composez Bell System, une fonctionnalité appelée l'identification automatique du numéro (ANI) a été mis en œuvre. ANI permis services comme la facturation automatisée, 800 numéros sans frais, et Service 9-1-1. Dans le service manuel, l'opérateur sait où un appel est originaire par la lumière sur le champ de prise de tableau. Dans le service de numérotation rapide, ANI ne existait pas. Les appels interurbains iraient à une file d'attente de l'opérateur et l'opérateur demandaient le numéro de l'appelant, puis l'écrire sur un billet papier péage. Voir également Comptabilité automatique des messages.
Les premiers échanges utilisés moteurs, les variateurs arbre, commutateurs rotatifs et relais. Dans un sens, les commutateurs étaient ordinateurs relais logiques. Certains types d'échanges automatiques étaient Strowger (aussi connu comme Step-By-Step), Tous relais, XY, Panneau et barre transversale. Ceux-ci sont appelés collectivement commutateurs électromécaniques.
Signalisation électromécanique
Circuits reliant deux commutateurs sont appelés troncs. Avant Système de signalisation 7, Bell System commutateurs électromécaniques aux États-Unis en communication avec une autre sur les circuits en utilisant une variété de tensions continues et des tonalités de signalisation. Il serait rare de voir un de ces en usage aujourd'hui.
Certains signalisation communiqué chiffres composés. Une première forme appelée Groupe Indicateur d'appel Pulsing utilisé impulsions quaternaires de mettre en place des appels entre un interrupteur du panneau et un tableau manuel. Probablement la forme la plus courante de communiquer les chiffres composés entre commutateurs électromécaniques envoyait composer impulsions, équivalant à une la pulsation de cadran rotatif, mais envoyé sur des circuits de jonction entre commutateurs.
Dans troncs système Bell, il était courant d'utiliser 20 impulsions par seconde entre les commutateurs crossbar et tandems crossbar. Ce était deux fois le taux de / Bell System Western Electric cadrans téléphoniques. En utilisant le taux de pulsation rapide fait l'utilisation du tronc plus efficace parce que le commutateur a passé la moitié du temps en écoutant chiffres. DTMF n'a pas été utilisée pour la signalisation du coffre.
Multi-fréquence (MF) a été le dernier des méthodes pré-numériques. Il a utilisé un ensemble différent de tons envoyés par paires comme DTMF. Numérotation a été précédée par un signal de keypulse spéciale (KP) et suivi par un début (ST). Variations du régime de tonalité de Bell système MF est devenu un Norme CCITT. Des programmes similaires ont été utilisés dans les Amériques et dans certains pays européens, dont l'Espagne. les chaînes de chiffres entre les commutateurs ont été souvent abrégés pour améliorer encore l'utilisation.
Par exemple, un commutateur peut envoyer que les quatre ou cinq derniers chiffres d'un numéro de téléphone. Dans un cas, numéros à sept chiffres ont été précédées par un chiffre 1 ou 2 à la différence entre les deux indicatifs régionaux ou des codes de bureau, (une économie à deux chiffres par appel). Cela a amélioré le revenu par tronc et réduit le nombre de récepteurs numériques nécessaires dans un commutateur. Chaque tâche dans les commutateurs électromécaniques a été fait dans les grandes pièces métalliques de matériel. Chaque deuxième coupe fractionnée hors de l'appel mis en place le temps signifie moins de racks de matériel pour gérer le trafic téléphonique.
Des exemples de signaux de communication supervision ou appelez progrès comprennent E et la signalisation M, la signalisation SF, et de signalisation par réassignation bits. Dans (non porteuse) E physique et des circuits de jonction M, troncs étaient quatre fils. Cinquante troncs exigeraient un câble entre les commutateurs de cent paire, par exemple. Conducteurs dans une configuration de circuit commun ont été nommés pointe, anneau, de l'oreille (E) et de la bouche (M).
Dans des circuits bidirectionnels avec E et la signalisation M, une poignée de main a eu lieu pour éviter d'entrer en collision deux commutateurs en composant appels sur le même tronc en même temps. En changeant l'état de ces fils du sol au -48 volts, les commutateurs renforcées grâce à un protocole de poignée de main. Utilisation des changements de tension DC, le commutateur local serait envoyer un signal pour se préparer à un appel et l'interrupteur à distance répondrait avec un accusé de réception à aller de l'avant avec cadran pulsation. Ceci a été fait avec la logique à relais électronique et discrets.
Ces variations de tension sur le circuit du tronc causerait pops ou de clics qui étaient audibles à l'abonné que l'établissement de liaison électrique franchit son protocole. Une autre poignée de main, commencer à chronométrer à des fins de facturation, a provoqué une deuxième série de clunks lorsque la partie appelée répond.
Une deuxième forme commune de signalisation pour la surveillance a été appelé à fréquence unique ou de signalisation SF. La forme la plus commune de cette utilisé une tonalité continue de 2600 Hz pour identifier un tronc d'inactivité. circuit de Trunk vous entendez une tonalité de 2600 Hz pour une certaine durée irait ralenti. (Le critère de durée réduite falsing). Certains systèmes utilisés fréquences de tonalité plus de 3000 Hz, en particulier sur SSB multiplexage à division de fréquence relais radio à micro-ondes.
Sur Les systèmes de transmission numérique T-porteuses, les bits dans le flux de données T-1 ont été utilisés pour transmettre supervision. Par une conception soignée, les bits alloués ne ont pas changé sensiblement la qualité de la voix. Morceaux le cambriolage ont été traduits à l'évolution des états de contact (se ouvre et fermetures) par l'électronique dans le matériel de banque de canaux. Cela a permis à E à courant continu et la signalisation M, ou composez impulsions, doit être envoyé entre les commutateurs électromécaniques sur un support numérique qui ne ont pas eu la continuité DC.
Sons
 | Étape par étape appel Abonnés entendent une tonalité différente à consonance dans un appel étape par étape. |
| Problèmes en écoutant ce dossier? Voir aide des médias. | |
Une caractéristique de l'équipement de commutation électromécanique est que le personnel de maintenance pouvait entendre le cliquetis mécanique de Strowgers, commutateurs du panneau ou relais crossbar. La plupart des bureaux centraux Bell System ont été logés dans des bâtiments en béton armé avec des plafonds et des planchers en béton.
Dans les zones rurales, certaines installations de commutation plus petits, tels que Bureaux de numérotation communautaire (CDO), étaient parfois logés dans des bâtiments métalliques préfabriqués. Ces installations ont presque toujours les planchers de béton. Les surfaces dures reflètent sons.
Pendant les périodes d'utilisation lourds, il pourrait être difficile de converser dans une salle de commutateur de central en raison de la cliquetis des appels en cours de traitement dans un grand commutateur. Par exemple, la fête des mères aux États-Unis, ou sur un vendredi soir vers 17 heures, le cliquetis métallique pourrait faire des éclats de voix nécessaire. Pour fil ressort relais marqueurs ces bruits ressemblaient grêle tombant sur un toit métallique.
Sur un pré-aube dimanche matin, le traitement des appels pourrait ralentir dans la mesure où l'on pourrait être en mesure d'entendre les appels individuels étant composés et mis en place. Il y avait aussi des bruits de pleurnicher onduleurs et vrombissant générateurs de sonnerie. Certains systèmes ont un, rythmique "clac-clac-clac" continue de relais fils de printemps qui ont fait réapprovisionnement (120 ipm) et occupé signaux (60 ipm).
Dans les installations du système Bell, il y avait généralement la sonnette d'alarme, des gongs, ou carillons. Ceux-ci seraient annoncer des alarmes attirant l'attention sur un élément de commutation défaillant. Un autre bruiteur: un système de carte de rapport de défectuosités a été reliée à des éléments de commutation de contrôle communs. Ces systèmes de rapporter des incidents seraient percer carton des cartes avec un code qui a enregistré la nature d'un échec. La technologie dans Remreed Échanges contrôle des programmes stockés enfin apaisé l'environnement.
Les tâches de maintenance
La maintenance des systèmes électromécaniques est en partie courant continu et les ajustements mécaniques partie. Contrairement commutateurs modernes, un circuit reliant un appel composé par un commutateur électromécanique avait effectivement la continuité DC. Le chemin de parler métallique était une physique.
Dans tous les systèmes, les abonnés ne étaient pas censés remarquer des changements dans la qualité du service en raison de défaillances ou des travaux d'entretien. Une variété d'outils appelés maquillage occupés s ont été branché sur éléments de commutation électromécaniques pendant les réparations ou les échecs. Un make-occupés permettrait d'identifier la partie en cours d'élaboration comme dans l'emploi, provoquant la logique de commutation pour acheminer autour d'elle. Un outil similaire a été appelé un outil de TD. Les abonnés qui ont obtenu retard dans les paiements auraient leur service temporairement refusée (TDED). Cela a été effectué en branchant un outil dans l'équipement de l'abonné de bureau (Crossbar) ou un groupe de ligne (étape). L'abonné peut recevoir des appels, mais ne pouvait pas composer.
Strowger-base, bureaux étape par étape dans le Bell System étaient en cours de maintenance continue. Ils ont exigé un nettoyage constant. Les voyants de baies d'équipement dans les bureaux de pas alerté le personnel à des conditions telles que fusibles (lampes habituellement blanc) ou un signal permanent (coincé état, indicateurs habituellement verts décroché.) bureaux Step étaient plus sensibles à défaillances ponctuelles que les nouvelles technologies .
Bureaux Crossbar utilisés circuits de commande plus partagés, communs. Par exemple, un récepteur de chiffres (partie d'un élément appelé Originaire enregistrer) serait reliée à un appel juste assez longtemps pour recueillir les chiffres composés de l'abonné. L'architecture barre transversale était plus souple que les bureaux de l'étape. Les systèmes ultérieurs crossbar avaient Punch à base de cartes pour rapporter des incidents systèmes. Dans les années 1970, l'identification automatique du numéro avait été modernisé à presque tous les commutateurs étape par étape et la barre transversale dans le Bell System.
Interrupteurs électroniques
La première Systèmes de commutation électronique ne étaient pas entièrement numérique. Le Western Electric interrupteur 1ESS avait roseaux chemins relais métalliques qui étaient stockée-commandé par programme. essais du matériel, changements de numéros de téléphone, circuit lock-out et des tâches similaires ont été accomplies en tapant sur un terminal. Northern Telecom SP1, Ericsson AKE, Philips PRX / A, ITT Metaconta, British Telecom Série TXE et plusieurs autres conceptions étaient similaires.
Ces systèmes pourraient utiliser les vieilles méthodes de signalisation électromécaniques héritées de la barre transversale et les commutateurs étape par étape. Ils ont également introduit une nouvelle forme de communication de données: deux échanges de 1ESS pourraient communiquer entre eux en utilisant une liaison de données appelé Canal commun Interoffice signalisation, (CCIS). Cette liaison de données est basée sur CCITT 6, un prédécesseur de SS7.
Commutateurs numériques
Commutateurs numériques travaux en reliant deux ou plusieurs circuits numériques ensemble, selon un Composés numéro de téléphone. Les appels sont mis en place entre les commutateurs à l'aide de la Le système de signalisation 7 protocole, ou une de ses variantes. Dans le document US-militaire télécommunications , un commutateur est un commutateur numérique qui effectue la commutation par répartition dans le temps des signaux numérisés.
Cela a été fait d'abord dans quelques petites et peu utilisés systèmes. Le premier produit en utilisant un système de commutation numérique a été faite par Amtelco. Exemples notables figurent System 12, Nortel ITT DMS-100, Lucent commutateur 5ESS, Siemens EWSD et Ericsson Échange téléphonique AXE. À quelques exceptions près, comme Commutateurs PAM, la plupart des commutateurs construits depuis les années 1980 sont numériques. Cet article décrit les commutateurs numériques, y compris les algorithmes et de l'équipement.
Commutateurs numériques codent le discours passe, en 8000 tranches de temps par seconde. A chaque tranche de temps, un appareil photo numérique représentation de la tonalité de PCM est effectué. Les chiffres sont ensuite envoyés à l'extrémité de réception de la ligne, où le processus inverse se produit, pour produire le son pour le téléphone de réception. En d'autres termes, quand quelqu'un utilise un téléphone, la voix de l'orateur est "codé", puis reconstruit pour la personne sur l'autre extrémité. La voix de l'orateur est retardée dans le processus par une petite fraction d'une seconde - il ne est pas «en direct», il est reconstruit - retardé seulement minutieusement. (Voir ci-dessous pour plus d'informations.)
Individuel boucle lignes téléphoniques locaux sont connectés à un concentrateur à distance. Dans de nombreux cas, le concentrateur est co-localisé dans le même bloc que le commutateur. L'interface entre concentrateurs distants et commutateurs téléphoniques a été normalisé par ETSI comme le protocole V5. Concentrateurs sont utilisés parce que la plupart des téléphones sont au repos la plupart de la journée, donc le trafic en provenance des centaines ou des milliers d'entre eux peuvent être concentrés dans seulement quelques dizaines ou des centaines de connexions partagées.
Certains commutateurs téléphoniques ne ont pas concentrateurs raccordés directement à eux, mais sont plutôt utilisés pour connecter les appels entre autres commutateurs téléphoniques. Ces machines complexes (ou une série de ceux-ci) dans un bâtiment de bureau central sont appelés commutateurs ou "niveau de porteuse" tandem passe.
Certains bâtiments de change de téléphone dans les petites villes abritent aujourd'hui commutateurs ne éloignées ou satellite, et sont hébergés sur un interrupteur "parent", généralement à plusieurs kilomètres. L'interrupteur à distance dépend de l'interrupteur de parent pour le routage et plan de numérotation informations. Contrairement à un porteuse à boucle numérique, un interrupteur à distance peut acheminer les appels entre les téléphones locaux lui-même, sans l'aide de troncs à l'interrupteur de parent.
commutateurs téléphoniques sont généralement détenus et exploités par un fournisseur de service téléphonique ou support et situé dans leurs locaux, mais parfois les entreprises individuelles ou des bâtiments commerciaux privés abriteront leur propre commutateur, appelé PBX, ou Autocommutateur privé.
La place de l'interrupteur dans le système
commutateurs téléphoniques sont une petite partie d'un grand réseau. La majorité des travaux et les dépenses du système de téléphone est le câblage à l'extérieur du bureau central, ou installations extérieures. Au milieu du 20e siècle, chaque numéro téléphonique d'abonné exigeait une paire individuelle de fils de l'interrupteur sur le téléphone de l'abonné.
Un bureau central typique peut avoir des dizaines de milliers de paires de fils qui apparaissent sur borniers appelé répartiteur principal ou MDF. Un composant de la MDF est la protection: fusibles ou d'autres dispositifs qui protègent le passage de la foudre, shorts avec des lignes électriques, ou d'autres tensions étrangers. Dans une entreprise typique de téléphone, une grande base de données d'informations sur les pistes chaque paire d'abonné et le statut de chaque cavalier. Avant l'informatisation des dossiers système de Bell dans les années 1980, cette information a été écrit à la main au crayon de livres comptables du grand livre.
Pour réduire les frais d'installations extérieures, certaines entreprises utilisent " gain »dispositifs de pair pour fournir le service téléphonique aux abonnés. Ces dispositifs sont utilisés pour fournir un service où les installations de cuivre existantes ont été épuisées ou par implantation dans un quartier, peuvent réduire la durée de paires de cuivre, permettant services numériques tels que RNIS ou DSL.
Le gain ou la paire transporteurs de boucle numérique (DLC) de sont situés à l'extérieur du bureau central, habituellement dans un grand quartier éloigné du CO. DLC sont souvent désignés comme Boucle d'Abonné Carriers (PPC), après une Produit propriétaire Lucent.
DLC peut être configuré comme universels (UDLCs) ou intégré (IDLCs). Universal DLC s ont deux terminaux, un terminal de bureau central (COT) et un terminal distant (RT), qui fonctionnent de manière similaire. Les deux interface de terminaux avec des signaux analogiques, convertir en signaux numériques, et le transport de l'autre côté où l'inverse est effectuée.
Parfois, le transport est assuré par des équipements distincts. Dans un DLC intégré, le COT est éliminé. Au lieu de cela, la RT est reliée à un équipement numérique dans le commutateur téléphonique. Cela réduit la quantité totale de matériel nécessaire.
Les détecteurs sont utilisés dans les deux bureaux centraux locaux et centres interurbains. Il existe deux grands types dans le Réseau téléphonique commuté (PSTN):
- 4 commutateurs téléphoniques de classe conçus pour péage ou commutateur à commutateur connexions.
- Classe 5 commutateurs téléphoniques ou des commutateurs d'abonnés, qui gèrent les connexions à partir de téléphones d'abonnés. Depuis les années 1990, Classe 4/5 systèmes de commutation hybrides qui servent les deux fonctions sont devenues courantes.
Un autre élément du réseau téléphonique est le temps et le calendrier. Commutation, la transmission et l'équipement de facturation peuvent être asservis à une très grande précision 10 normes MHz qui synchronisent les événements de temps à des intervalles très rapprochés. Temps équipements standards peut inclure rubidium ou normes fondées sur césium et un Récepteur Global Positioning System.
la conception de commutation
Commutateurs d'interurbain peuvent utiliser un algorithme plus lent, plus efficace commutateur allocation de bureaux centraux locaux, parce qu'ils ont près de 100% l'utilisation de leurs voies d'entrée et de sortie. Les bureaux centraux ont plus de 90% de leur capacité de canal utilisé.
Commutateurs téléphoniques traditionnelles reliées circuits physiques (par exemple, les paires de fils) tandis que les commutateurs téléphoniques modernes utilisent une combinaison de commutation montagne et répartition dans le temps. En d'autres termes, chaque canal vocal est représenté par un intervalle de temps (par exemple 1 ou 2) sur une paire de fils physique (A ou B). Afin de connecter deux canaux vocaux (disent A1 et B2) ensemble, le commutateur téléphonique échanges les informations entre A1 et B2. Il commute à la fois le créneau temporel et la connexion physique. Pour ce faire, il échange des données entre les intervalles de temps et des connexions 8000 fois par seconde, sous contrôle de la logique numérique qui fait défiler des listes électroniques des connexions actuelles. En utilisant les deux types de commutation fait un commutateur moderne beaucoup plus petit que soit un commutateur d'espace ou de temps pourrait être par lui-même.
Le structure d'un commutateur est un nombre impair de couches de sous-commutateurs plus petits, plus simples. Chaque couche est interconnecté par un réseau de fils qui se étend de chaque sous-commutateur, à un ensemble de la couche suivante de sous-commutateurs. Dans la plupart des modèles, une couche physique suppléants (espace) de commutation avec un temps de commutation couche. Les couches sont symétriques, parce que dans un téléphone appelants du système peuvent également être les appelés.
Un sous-commutateur temporel lit un cycle complet de tranches de temps dans une mémoire, puis il écrit dans un ordre différent, également sous le contrôle d'une mémoire d'ordinateur cyclique. Ceci provoque un certain retard dans le signal.
Un sous-commutateur répartition spatiale passe chemins électriques, souvent en utilisant une variante d'un non bloquant commutateur de découpage minimum, ou d'un commutateur croisé.
Mettez algorithmes de contrôle
Réseau maillé entièrement connecté
Une façon est d'avoir assez matrice de commutation pour assurer que la répartition par paires réussira toujours en construisant une entièrement connecté réseau maillé. Ce est la méthode habituellement utilisée dans les commutateurs centraux, qui ont une faible utilisation de leurs ressources.
Non bloquant l'algorithme de commutateur de Clos
Les ressources limitées dans un commutateur téléphonique sont les connexions entre les couches de sous-commutateurs. La logique de commande doit allouer ces connexions, et la plupart des commutateurs le faire d'une manière qui est tolérance de panne. Voir non bloquant commutateur de découpage minimale pour une discussion de la Charles Clos algorithme, utilisé dans de nombreux commutateurs téléphoniques, et un algorithme très important pour l'industrie du téléphone.
La tolérance de panne
Commutateurs composites sont intrinsèquement tolérant aux pannes. Si un sous-commutateur échoue, l'ordinateur de contrôle peut sentir pendant un test périodique. L'ordinateur marque toutes les connexions à la sous-commutateur comme "en cours d'utilisation". Cela empêche les nouveaux appels, et ne interrompt pas vieux appels qui restent de travail. Comme appels en fin de cours, le sous-commutateur devient utilisé, et de nouveaux appels d'éviter la sous-commutateur parce que ce est déjà «en cours d'utilisation." Quelque temps plus tard, un technicien peut remplacer la carte de circuit.Lorsque le prochain test réussit, les connexions au sous-système réparé sont marqués "ne sont pas utilisés," et le commutateur revient à pleine opération.
Pour éviter la frustration des échecs non contrôlée, toutes les connexions entre les couches dans le commutateur sont affectés à l'aide du premier entré, premier sorti listes (files d'attente). En conséquence, si une connexion est défectueuse ou bruyante et le client raccroche et recompositions, ils obtiendront un ensemble différent de connexions et sous-commutateurs. Un last-in-first-out (pile) répartition des connexions pourrait causer une chaîne continue de très échecs frustrants.
échanges sur Internet
Le concept de l'échange téléphonique a été adapté pour une utilisation dansles échanges Internet.Voix sur IP (VoIP), le trafic peut passer à travers deux types d'échanges, en fonction de ce genre de service l'appelant et l'abonné appelé utilisent.
