交换技术考试电信网络的发展

1.2 电信网络的发展

1.2.1 传统的电话网络

传统的电话网中的交换网络只完成单一的语音交换任务，而且在程控交换技术出现之前传送的都是模拟语音信息。支撑电话业务的信令系统信令种类少，技术简单，并且都是随着语音信道传送的。组成交换系统的主要元器件是继电器和电磁式接线器，并依靠布线逻辑控制达到不同用户间的通信交换。这种传统的电话网络已基本退出使用领域。但作为交换技术专业工作人员，了解交换技术的发展历史，以史为鉴，对于认识电信网络未来发展趋势仍具有指导意义。

1.电话的发明

电的发现，为电话的发明创造了一个基础。

电话出现前，电报技术就已经实用。19世纪上半叶，以美国纽约新大学美术教授莫尔斯发明的电报装置最具有代表性，此后，电报通信被广泛用于航海业。人们知道，当用户在拍发电报时，把电文变成信息，再通过电报线路，以3xl05km/s的速度传到远方的亲朋好友或其他人。拍发电报手续的繁琐与不便，使欧洲的一些科学家产生利用导线传递语音的想法。

为此，很多科学家在实验室里做过无数次试验。

1854年，法国査尔斯？布素尔提出用活动磁盘的通话原理，并作了相关的试验。

1857年，意大利的梅乌齐？穆西也发明了简易的电话装置。

1860年，德国的菲利普？赖斯利用他发明的电话装置第一次将一曲旋律用电发送了一段距离。他把这个装置叫作“Telephone”,这个词的意思即为“电话”.这一名词就这样沿用下来。

1875年，有两个美国人也在相互独立地研究电话传输的方法。一位是伊利沙？格雷，另一位是亚历山大？格雷厄姆？贝尔。

格雷是美国芝加哥的一位发明家和制造商，他发明的电话与德国人赖斯的差不多，但在发送器的薄膜上有所改进。格雷制作的电话接收器同他于1874年7月在英国和1875年7月在美国获得专利权的那种电报接收器相似。1876年2月14日，格雷向美国专利局申请要求在一年内停止审批关于电话机的专利。他想争取点时间把已经研制成功的电话机再作进一步改进，并提出在三个月内他将再次申请这一专利。然而，格雷仅仅晚去了专利局几个小时，就使电话发明与他失之交臂。

1875年6月，贝尔与他的助手在美国波士顿从事研究多工电报机时，受一个偶然事故的启发，研制出了新的电话机，经过一段时间的试验和改进，最初的样机得到完善，贝尔于1876年2月14日，向美国专利局申请专利权。美国专利局于1876年3月7日将这一专利权授予了贝尔。1876年3月10日，贝尔用他发明的装置，第一次发送了一句完整的话。世界许多的电信部门都将3月10日，作为电话发明的纪念日。

最初电话机的通话质量是很差的，自爱迪生发明了炭精送话器后，才使电话通信质量得到很大的提高。

综上所述，电话的发明是科学技术发展的必然。电话的发明是法拉第等科学家创建的电磁感应理论的具体应用。没有电磁感应理论的出现，就没有电话的发明。

最早的电话机，里面装有一部手摇曲柄发电机，也称磁石式发电机，手摇发电机在使用时，向对方发出振铃信号，由本机的干电池组给送话器供电。装有手摇发电机的电话机称为磁石式电话机。

1886年前后，人们又发明了共电式电话机。共电式电话机不再使用手摇发电机和干电池，而是共同由电话局供电。从磁石式电话机发展到共电式电话机是一个重大的进步，它不仅使电话机的结构简单、造价便宜，而且使用方便，拿起电话机就可以呼叫。

　　2.交换机的使用

仅有电话机只能使两个用户间进行电话通信，要使许多用户都能进行相互间的通信，就必须要有一个交换设备（交换机）。各个用户与交换机相连，由交换机解决任意两个用户之间的电话通信。

如果没有交换机图中的用户要能够相互通话就得进行如图1-5（a）的连接，不仅线路费用大，而且在具体接线时很困难，因为每个用户要与除它之外的所有用户一一连线。在图中只画出8台电话机的连线情况，而通常电话用户是非常多的，显然，没有交换机是无法完成这些用户之间电话通信任务的。图1-5（b）所示为电话用户与交换机之间的连接关系。

图1-5交换机作用示意图

1878年，世界上第一台人工接转的磁石式电话交换机开通使用。

1891年，人工接转的共电式电话交换机被发明并开始实用。

人工接转的电话交换机的容量受到极大限制。另外，人工接转的电话通信使主被叫间的通话均经过人工话务台，用户感到十分不便。1889年美国堪萨斯州某个殡仪馆的老板史端乔，发现电话接线员总是将他的业务电话接到他的竞争者那里，于是他决心发明一种自动电话交换设备。

1892年，史端乔发明的世界第一台商用步进制自动电话交换机安装使用。

1905年，旋转制自动电话交换机研制成功。

1913年，全继电器制交换机研制成功。同年美国科学家提出纵横接线器的原理。

1919年，纵横制小型交换机制造成功。

1926年，世界第一台大型纵横制电话交换机在瑞典投入使用。

由于自动交换技术和设备的进一步完善，1956年5月29日，在比利时的布鲁塞尔和法国巴黎之间，世界上第一次开通了全自动电话业务。

20世纪40年代，电子元件刚产生并得到发展时，人们就注意到研究采用晶体管作开关元件的问题。到了20世纪50年代，电子式布控自动电话交换机在一些研制成功。

随着计算机技术及大规模集成电路的发展，计算机技术在电话交换领域得到广泛的应用。1965年，第一台程控电话自动交换机在美国开通使用。

1970年，法国首先研制成功数字程控交换机。

目前，数字程控电话交换技术己经成为电话通信的主要技术手段。W络技术的发展，对交换技术也起到重要的促进作用。读者可在后续章节读到相关的内容。

从以上电话技术发展的简要过程，可以看到电话技术的发明和发展过程中，以下条件是必不可少的。

首先，电磁理论的发明是奠定电话技术发明的基础。而各种电子技术上的进步，如电子管、晶体管、集成电路的出现都不同程度地影响交换技术的进步和发展。计算机技术又为程控交换技术的出现准备了条件。

第二，科学技术工作者抓住科学技术发展中的机遇，经过孜孜不懈的努力，推动了交换技术的发展。

第三，产品价格能够被人们接受，就能进行商业化生产，相应的技术就能得以推广。

在数字程控交换机出现前，由于交换的数字化没有出现，因此，信息的交换都是模拟的。从电话发明到数字交换机普遍采用之前的100多年里，由各种形式的电话交换机连接而成的电话网络就是传统意义上的网络。

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