통신 전환(전화 교환)

통신 스위칭

전화 교환 또는 전화 교환 이라고도 하는 통신 교환 . 통신에서 전화 스위치는 연결된 전화가 통신할 수 있도록 하는 전자 시스템입니다. 중앙 처리실은 전화선을 연결하고 통화 정보를 전송하는 각종 장비(전화 교환기 포함)가 배치된 장소로 전화 건물 또는 전화실 이라고도 합니다 .

오래된 수동 전화 교환대

최신 컴퓨터는 광섬유 네트워크 스위치를 자동으로 제어합니다.

작동 메커니즘

전기 통신 에서 교환기 또는 중앙 사무실은 전화 통화를 연결하는 스위치를 수용하는 데 사용됩니다 . 링크를 설정하고 음성 메시지를 전달하여 전화 통화 기능을 활성화합니다. 통신 스위칭은 스위치가 제공하는 서비스를 말합니다.

많은 통신 교환은 장거리 전화를 라우팅하는 장거리 사무실입니다. 각 장거리 사무실에는 2자리 또는 3자리 지역 코드가 할당됩니다. 예를 들어 869-1234는 TOWnsend 9-1234를 나타내며 일부 지역에서는 TOWnsend 1234를 나타낼 수도 있습니다(전화 걸 때 대문자와 숫자만 걸림).

역사

수동 전화 교환원은 전화 교환기에서 전선을 뽑았다 꽂는 방식으로 전화를 연결하고 있습니다.

1878년 코네티컷 주 뉴 헤이븐 에서 최초의 통신 교환소가 문을 열었습니다 . 스위치 보드는 "본체 나사"로 만들어지며 마이크 덮개와 전화 코드가 핸들에 부착됩니다. 동시에 두 개의 세션을 처리할 수 있습니다. (미국 국립공원관리청 ( 페이지 아카이브 백업 , 저장 위치) 참조 ).

그런 다음 전화 교환원은 하나에서 수백 개의 패치 패널 조합 으로 작업합니다. 각 운전석 주변에는 1~3개의 패치 패널이 있을 수 있으며 보드에는 1/4인치 헤드폰 잭이 있고 전면에는 전화선이 있습니다. 각 회선은 전화선의 끝점입니다. 발신자가 전화기를 들면 해당 소켓 근처에 표시등이 켜지고 교환원은 수화기를 들고 "전화번호가 뭐죠?"라고 물을 수 있습니다. 그런 다음 전화 번호가 범위 내에 있으면 플러그가 로컬 잭에 삽입되고 수신자에게 벨이 울리기 시작합니다. 자신의 관할이 아닌 경우 핸드오버 회로에 연결합니다. 이때 다른 연결 보드 앞에 있거나 수천 마일 떨어진 다른 방에 있는 운영자가 다음 단계로 진행합니다.

1891년 3월 10일, 캔자스주 토베카의 장의사인 Almon Strogg는 스텝 스위치라고도 알려진 Strogg 스위치를 발명했습니다. 이 장치는 회선 교환 전화 기술을 자동화 시대로 가져왔습니다. 원본 특허를 기반으로 많은 확장과 개선이 있지만 가장 잘 알려진 디자인은 각각 10개의 서로 다른 출력을 가진 10개의 접촉기를 배열하여 아크를 형성한 다음 입력에 연결된 중앙 접점을 설정하는 것입니다. 원의 중심에 장치. 전화를 걸 때 사용하는 경우 두 개의 번호를 누를 때마다 첫 번째 번호는 중앙 접촉기를 해당 층으로 오르내리게 하고 두 번째 번호는 해당 층에 해당하는 10개의 접점 중 하나로 회전시킵니다.

이러한 단계 스위치는 일렬로 배열되어 있으며 첫 번째 스위치는 "라인 찾기"라고 하는 "오프 후크" 가입자 회선을 감지하는 데 사용되며 최대 100개의 회선을 감지할 수 있습니다. 회선 찾기는 가입자의 회선을 "발신음" 회선에 연결하여 가입자가 전화를 걸 준비가 되었음을 알립니다. 그런 다음 사용자는 초당 약 10펄스의 속도로 펄스 다이얼링을 수행합니다(국가마다 규정이 다름).

Strogg 디자인을 기반으로 한 스위치는 나중에 크로스바(일명 크로스바) 기술에 의해 도전을 받았습니다. 새로운 전화 교환기는 더 빠른 전환 속도를 보장했으며 Strogg의 초당 10펄스보다 약 2배 빠른 초당 약 20펄스의 전화 걸기 속도를 수용할 수 있었습니다. DTMF(dual-tone multi-frequency) 신호(터치톤 다이얼링을 지원할 수 있음)를 사용하는 솔리드 스테이트 릴레이 스위치는 크로스바가 스테퍼를 완전히 대체하기 전에 마지막 승자였습니다. 중국에서는 여러 유형의 크로스바 스위치(일부는 자체 개발)를 사용했지만 인기를 끌기 전에 고급 프로그램 제어 스위치로 대체되었습니다.

DTMF를 펄스로 변환하고 이를 구형 스테퍼 또는 크로스바 스위치로 보내는 DTMF "연결 찾기"를 사용하여 펄스 다이얼링에서 DTMF로 전환됩니다. 이 기술은 1990년대 후반까지 계속 사용되었습니다.

1930년 12월 뉴욕시는 미국에서 처음으로 2글자 + 5숫자 형식을 사용하는 지역이 되었으며 제2차 세계대전 까지 유일한 지역이었습니다 . 이 형식은 이후 미국의 다른 지역에서 채택되었습니다( 1930년대부터 1950년대 초까지 플로리다 와 같은 일부 지역에는 "DUnkirk 0799"와 같이 스위치 이름을 나타내는 2개의 문자와 4개의 숫자가 오는 6자리 전화 번호가 있었습니다). 1950년대 중반까지 이름 바로 뒤에 오는 숫자는 결코 "0"이나 "1"이 아니었으며, 실제로 "0"은 로스앤젤레스 바로 근처를 제외하고는 전혀 사용되지 않았습니다 ("BEnsonhurst 0" 전화번호 접두사). The Honeymooners에서 사용됩니다. 유명한 TV 시트콤 에서 허구의 세부 사항으로 등장 ).

1955년 벨 시스템은 다양한 숫자 조합의 이름을 "제안된 이름 목록"으로 구성하여 명명된 지역 코드를 표준화하려고 시도했습니다. 1961년에 New York Telephone Company는 처음 두 글자가 더 이상 주어진 이름으로 시작하지 않는 "선택된 문자" 스위치를 도입했습니다(예: "FL 6-9970"). Wichita Falls는 1958년에 미국에서 처음으로 이 작업을 수행했습니다. 그러나 1970년대까지 기존의 숫자는 계속해서 예전 방식을 사용했다. 시카고 양탄자 판매상 은 WGN 라디오에서 자신의 전화번호 "NAtional 2-9000"(National 2-9000)으로 광고하는 경우가 많습니다. 위로.

1958년 STD(Subscriber Trunk Dialing)가 시행될 때까지 문자가 있는 전화번호는 영국 대부분 지역에서 사용되지 않았습니다. 알파 다이얼링은 가이드 지역(버밍햄, 에든버러, 리버풀, 글래스고, 런던, 맨체스터)과 인접하지 않은 비 가이드 지역에서만 사용되며 이러한 교환은 1968년까지 모두 3글자 4자리 형식을 사용합니다. 숫자.

전화번호 재미있는 사실

스위치 사이의 배선이 고정되어 있고 다시 배선하기 어렵기 때문에 일부 대도시 교환기는 북미 표준 7자리 전화 번호에서 처음 두세 개의 동일한 번호를 가진 통화를 처리하기 위해 독점적으로 사용되었습니다. 패치 패널에서 수작업으로 전환한 후 교환기는 일반 전화 통화에서 해당 교환기의 숫자 접두사로 교환기 이름의 처음 두 글자를 자주 사용했습니다. 예를 들어 CAstle(22, Castle), TRinity(87, Trinity ), Mutual(68, Union). "57", "95" 및 "97"과 같은 특정 숫자 조합은 이 명명 규칙을 따르지 않았으며, 이는 결국 명명 시스템을 더 이상 사용하지 않게 된 요인 중 하나였습니다. 또 다른 요인은 지역 번호가 충분하지 않은 경우 더 많은 번호가 필요하다는 것입니다 .

8, 9 또는 0이 많은 전화 번호는 단계 스위치의 펄스가 시간이 많이 걸리기 때문에 전화를 거는 데 시간이 오래 걸린다는 것을 의미합니다. 전화 회사는 일반적으로 거의 호출되지 않기 때문에 일반적으로 이러한 "큰" 번호를 공중 전화에 할당합니다.

링크에 있는 모든 스위치의 기본 기능을 테스트하기 위해 모든 5(555–5555)는 특수 "테스트" 번호로 예약되어 있습니다(스위치 행의 중간 오른쪽 위, 아래, 왼쪽 및 오른쪽에 위치). "555" 교환 번호는 실제로 번호가 할당된 적이 없었기 때문에 오늘날의 TV 및 영화 프로그램은 항상 555-xxxx 번호를 사용합니다(과거에는 이러한 프로그램에서 종종 마지막 4자리의 특정 조합을 사용하여 무언가를 표현했습니다. 예를 들어 , 서부 해안은 "0079"를 사용하고 다른 많은 곳에서는 "9970"을 사용합니다. 예를 들면 TV 시리즈 " Perry Mason "과 1948년 영화 "Sorry, Wrong Number"가 있습니다. 이런 식으로 프로그램에서 가짜 번호를 사용하여 누군가에게 실제로 전화를 거는 것은 불가능하므로 많은 오해를 피할 수 있습니다. 1982년 록 뮤지션 토미 투톤(Tommy Tutone)의 노래 867-5309/Jenny의 가사는 867-5309가 Jenny라는 소녀의 전화번호임을 암시했습니다. 제니에게 인사를 건네는 곳이 다양해서 많은 사용자가 원치 않는 전화를 많이 받습니다. 실제로 많은 미국 전화 회사는 더 이상 이 번호를 사용하지 않거나 테스트 목적으로 보관합니다.

그러나 현재는 555-01xx로 시작하는 번호만 허구로 사용할 수 있으며, 나머지 555개 번호는 "정보 제공자"에게 할당하여 사용할 수 있습니다. 부작용으로 사용할 수 있는 가상의 숫자가 100개로 줄어들어 영화와 TV에서 사용되는 숫자도 사용됩니다. "958" 및 "959" 교환소도 대부분의 지역에서 예약되어 있으므로 이 숫자로 시작하는 번호를 사용하는 회사나 개인은 거의 없습니다. .

Glenn Miller Orchestra가 연주하는 "PENnsylvania 6-5000"(Pennsylvania)은 뉴욕에 있는 Pennsylvania Hotel의 번호를 의미합니다. 이 번호로 전화를 걸려면 대신 (212) 736-5000으로 전화하면 호텔도 찾을 수 있습니다.

기술

이 문서에서는 다음 용어를 사용합니다.

• 수동접속 서비스 란 전화를 걸지 않고 교환원이 수동으로 교환기에 연결해주는 서비스를 말합니다.
• 다이얼 업 서비스 전화 를 건 번호가 교환기에 의해 자동으로 연결되는 전환 모드를 말합니다.
• 전화 교환기 장비가 배치되고 작동되는 방을 말합니다.
• 전화 교환은 교환 과정에서 사용되는 장비를 말합니다.
• 집선 장치 스위치에 통합되어 있는지 여부에 관계없이 집선 장치 자체를 나타냅니다.
• 온후크 회로가 "사용 중"인 상태를 말합니다.
• 온후크는 회로가 유휴 상태에 있음을 의미합니다.

수동 배선 서비스

전화 스위치

수동 서비스 에서 사용자는 오프 후크 상태에서 교환원에게 번호 연결을 요청하고, 착신 번호가 동일한 본사에 있는 경우 교환원은 해당 교환기의 잭에 회선을 연결하여 통화를 설정합니다. 라인이라고. 다른 본사로 전화가 온 경우 교환원은 다른 사무실의 국선을 삽입하고 해당 사무실 교환원에게 응답을 요청하고("전환" 교환원이라고 함) 통화를 설정합니다.

주요 도시의 대부분의 수동 교환 사무실은 일반적이었고 전화선은 오늘날의 경우처럼 중앙 사무실에서 공급되었습니다. 사용자가 전화기를 들면 회선 상태가 온훅으로 변경되고 교환원 교환기의 표시등이 켜지며 부저가 울립니다. 일반적인 전력 공유 시스템에서 사용자의 전화기에서 교환기(또는 수동 교환기)로 연결되는 한 쌍의 케이블은 전화기가 온훅 상태이거나 유휴 상태일 때 개방됩니다. 전화 교환기에서 끝점까지 전선을 가로질러 48볼트 DC의 전압이 흐릅니다. 사용자가 오프 훅 상태가 되면 전화기는 두 와이어 사이에 DC 임피던스를 적용합니다. 수동 교환 중에는 온훅 상태의 전류가 버저를 통해 흐르고 작업자 콘솔의 표시등이 켜집니다. 버저와 표시등은 교환원에게 고객이 서비스를 요청하기 위해 통화 중임을 알려줍니다. 교환기에 연결되어 있으면 전화를 들었을 때 다이얼 톤과 번호 수신 장치에 가입자 회선을 연결하기 위해 릴레이가 닫힙니다.

작은 마을에서는 초기에 자석 전화기 또는 크랭크 전화기가 일반적으로 사용되었습니다. 사용자는 로커를 돌려 전류를 보내 통화 표시를 활성화하고 교환원에게 수신 통화를 알립니다. 사용자 가정의 배터리는 세션에 필요한 전류를 제공합니다. 자석 시스템은 1980년대 후반까지 미국의 일부 작은 마을에서 여전히 사용되었습니다.

수백 개의 중앙 사무실이 있는 뉴욕시와 같은 대도시에서 모든 중앙 사무실을 수동에서 전화 접속 서비스로 전환하려면 수년이 걸릴 것입니다. 이 과정에서 수동 서비스로의 전환을 자동화하기 위해 사용자가 다이얼한 번호를 표시하는 특수 교환이 사용됩니다. 예를 들어 MUrray Hill 교환기의 사용자가 전화를 들고 CIty Island 교환기의 사용자에게 전화를 걸면 사용자는 대상 전화 번호가 수동으로 연결되었음을 알 필요가 없습니다. 이 번호로 전화를 걸면 교환기에서 전화번호를 보고 해당 잭에 회선을 연결할 수 있는 CIty Island 교환원에게 연결됩니다.

디지털화 전 프로그램 제어 스위칭

프로그램 제어 스위칭 또는 전화 접속 서비스는 1900년대 초부터 사용되었습니다. 목표는 인간 전화 교환원을 줄이는 것입니다. 프로그램 제어 스위칭이 등장하기 전에 교환원은 모든 전화 호출에 대해 연결을 설정해야 했습니다. 오퍼레이터는 이제 거의 모든 곳에서 프로그램 제어 스위치로 대체됩니다. 전화 교환은 프로그램 제어 교환의 신경 중심입니다. 한 전화기에서 다른 전화기 로 통화를 라우팅하며 일반적으로 PSTN( Public Switched Telephone Network )의 일부 입니다 .

로컬 교환기는 전화기 의 오프 후크 상태를 자동으로 감지하고 해당 전화기에 다이얼 톤을 제공하고 펄스 또는 DTMF 톤을 수락한 다음 수신 전화를 동일한 교환기 또는 원격 위치에 있는 다른 교환기의 호출된 전화기에 연결합니다. .

그런 다음 스위치는 한쪽이 전화를 끊을 때까지 연결된 상태를 유지하며 이 시점에서 연결이 끊어집니다. 연결 상태를 추적하는 것을 모니터링이라고 합니다. 스위치가 청구 장비와 같은 보다 기능적인 구성 요소를 통합하도록 허용하는 것도 가능합니다.

Bell System의 전화 걸기 서비스는 ANI(Automatic Number Identification)라는 기능을 구현했습니다. ANI는 자동 청구, 무료 800 번호 및 911(긴급 전화)과 같은 서비스를 지원할 수 있습니다. 수동 서비스에서 교환원은 어느 이어폰 잭 근처에 있는 교환기의 표시등으로 누가 전화를 걸었는지 알 수 있습니다. 초기 전화 접속 서비스에는 ANI가 없었습니다. 장거리 전화는 발신자의 전화번호를 요청한 후 종이 티켓에 적는 교환원 팀에 의해 처리됩니다.

초기 스위치에는 모터, 캠, 로터리 스위치 및 릴레이가 포함되었습니다 . 어떻게 보면 스위치는 릴레이 로직을 위한 컴퓨터입니다. Strow 형식(스텝 스위치라고도 함), 전체 릴레이 유형, XY 유형, 배전반 유형 및 크로스바 스위치와 같은 몇 가지 유형의 자동 스위치가 있으며 총체적으로 전기 기계식 스위치라고 합니다.

전기 기계 신호

두 개의 스위치를 연결하는 회로를 사내 트렁크 라고 합니다 . SS7 이전에 Bell System 의 전기 기계식 스위치는 미국의 메인라인에서 다양한 전압과 톤을 사용했습니다. 이들은 오늘날 거의 볼 수 없습니다.

특정 신호는 전화를 건 숫자 로 전달됩니다 . 초기 형태는 교환기 호출 표시 펄스 라고 불리며 , 두 개의 교환기 스위치 사이에 호출을 설정하기 위해 비표준 형식의 일부 펄스를 사용했습니다. 아마도 전기 기계식 스위치 사이의 전화를 거는 디지털 통신의 보다 일반적인 형태는 다이얼 펄스를 보내는 것일 것입니다. 이는 스위치 사이의 트렁크 회로에서 역방향으로 전송되는 다이얼 펄스와 동일합니다. Bell System 트렁크 라인에서 크로스바 스위치와 크로스바는 일반적으로 초당 20펄스로 전송합니다. 이것은 Nortel/Bell 시스템 전화기에 전화를 거는 것보다 두 배 빠릅니다. 스위치는 숫자를 수신하는 데 절반의 시간을 소비하므로 더 빠른 펄스 속도를 사용하면 트렁크 인프라가 더 효율적으로 작동할 수 있습니다. DTMF는 트렁크 신호에 사용되지 않습니다. 디지털화 이전에는 다중 주파수(MF)가 신호의 마지막 형태였습니다. DTMF와 다른 톤 세트를 사용하지만 쌍으로도 사용합니다. 다이얼하기 전에 특수 키 펄스 (KP) 신호를 다이얼링하고 다이얼링 후에 시작 (ST)을 추가합니다. Bell System MF 톤 시스템의 한 차임이 CCITT 표준이 되었습니다. 미국과 스페인을 비롯한 일부 유럽 국가에서도 동일한 시스템을 사용하고 있습니다. 스위치 간에 전송되는 일련의 숫자는 종종 기능 향상을 위해 축약됩니다. 예를 들어 스위치는 전화번호의 마지막 4자리 또는 5자리만 보낼 수 있습니다. 7자리 번호 앞에 1자리 또는 2자리를 붙여 두 지역번호를 구분하는 경우도 있다(통화당 2자리 절약). 이를 통해 트렁크 효율성을 높이고 스위치에 필요한 디지털 트랜시버 수를 줄일 수 있습니다. 모든 전기 기계식 스위치는 수많은 거대한 금속 부품으로 구성됩니다. 1초를 반으로 나눌 수 있다면 더 적은 수의 랙을 사용하여 더 많은 트래픽을 처리할 수 있습니다.

통신 모니터링 또는 통화 프로세스에 사용되는 다른 시그널링에는 E 및 M 시그널링 , 단일 주파수 시그널링, 강탈 비트 시그널링(RBS) 등이 포함됩니다. 전송되는 신호경로의 수보다는 물리적인 연결성 측면에서 E와 M 시그널링의 메인 라인에는 4개의 라인이 있다. 그러면 스위치 간 50개의 트렁크에는 100쌍이 필요합니다. 이 네 줄은 각각 "상단, 종, 눈, 귀"로 명명됩니다. E 및 M 시그널링을 사용하는 경우 두 스위치가 동일한 트렁크 라인에서 동시에 전화 접속 호출을 시작하지 못하도록 핸드셰이크 프로세스가 필요합니다. 핸드셰이크 프로토콜은 라인 전압이 접지에서 -48V로 전환될 때 시작됩니다. DC 전압 변화를 통해 로컬 스위치는 전화를 받을 준비가 되었다는 신호를 보내고 원격 스위치는 다이얼 펄스를 보내려고 한다는 응답으로 응답합니다. 이것은 릴레이 논리와 개별 전자 눈으로 달성됩니다. 트렁크 회로의 이러한 전압 변화는 핸드셰이크 프로토콜이 단계적으로 진행 중임을 나타내는 팝 및 가와 같은 현재 사운드가 가입자 회선에서 들리도록 합니다. 또 다른 핸드셰이크 프로세스는 청구 목적으로 타이밍을 시작하는 데 사용됩니다. 수신자가 응답할 때 약간의 추가 소음이 발생합니다.

또 다른 일반적인 모니터링 신호는 단일 주파수 신호 또는 SF 신호 라고 합니다 . 가장 일반적인 형태는 고정된 2600Hz 톤을 사용하여 트렁크가 유휴 상태임을 나타내는 것입니다. 스위치가 일정 시간 동안 2600Hz 사운드를 들으면 유휴 상태로 들어갑니다(지속 시간에 대한 요구 사항은 오류 가능성을 줄일 수 있음). 일부 시스템은 3000Hz 이상의 사운드 주파수, 특히 SSB 주파수 멀티플렉싱 마이크로웨이브 대역을 사용합니다. T-1 디지털 캐리어에서 숫자 형식은 AMI( Alternate Mark Inversion )라고 하며 신호는 때때로 T-1 디지털 스트림에서 비트를 가져와서 전달됩니다. 신중하게 설계한 경우 제거된 비트는 장치의 품질에 영향을 미치지 않습니다. 이는 DC 전원을 지속적으로 공급할 수 없을 때 디지털 캐리어 또는 펄스 다이얼링을 통해 두 전기 기계 스위치 간의 E 및 M 신호를 직접 지원합니다.

전기 기계 전화 네트워크의 다양한 목소리

전기 기계식 스위칭 장비의 특징은 유지 보수 담당자가 스테핑 메커니즘과 십자형 릴레이를 들을 수 있다는 것입니다. Bell System의 중앙 사무실은 대부분 철근 콘크리트 구조로 천장과 바닥이 콘크리트로 되어 있습니다. 농촌 지역에서는 CDO(Communications Dialing Office)와 같은 특정 소규모 교환 시설이 때때로 철제 집에 있습니다. 이러한 시설은 항상 콘크리트 바닥을 사용합니다. 이 단단한 표면은 소리를 반사합니다.

바쁜 시간에는 대형 스위치가 서로의 잡담을 듣기 어려울 정도로 딸깍거리는 소리로 통화를 처리합니다. 예를 들어, 미국에서는 월요일이나 금요일 저녁 5시경 금속 딸랑이의 덜거덕거리는 소리가 당신의 목소리를 높이게 할 것입니다. 그 소리는 금속 지붕에 우박이 떨어지는 것 같은 소리였습니다. 일요일 아침 이른 시간에는 통화 처리 속도가 느려져 개별 전화를 걸고 연결된 회선을 들을 수 있습니다. 추가 노이즈 소스는 징징대는 전력 변환기와 허밍 링 생성기입니다. 일부 시스템에서 사용되는 WireSpring 릴레이는 재배치(분당 120회) 및 사용 중(분당 60회) 신호를 보내는 연속적인 리드미컬한 "클릭-클릭-클릭" 사운드를 방출합니다. 벨 시스템 전화 네트워크에는 일반적으로 경고 벨, 징 또는 징과 같은 여러 가지 경보음이 있습니다. 특정 스위치 구성 요소가 실패하면 알람 신호를 보낼 수 있습니다. 소음의 또 다른 원인은 스위치 일반 제어 장치에 연결된 펀치 카드 오류 보고 시스템입니다. 오류 보고 시스템은 오류가 발생했을 때 실제로 발생한 일을 기록하기 위해 내부 디버그 코드에 대해 카드에 구멍을 뚫습니다.

관리 및 유지보수

전기 기계 시스템의 유지 관리는 부분적으로는 DC 전기이고 부분적으로는 기계적으로 조정됩니다. 최신 스위치와 달리 스위치를 통해 흐르는 DC 전류는 호출이 이루어진 후에도 일정합니다. 음성은 금속으로 만들어진 물리적 전선을 통해 전송됩니다.

모든 시스템에서 사용자는 유지 관리 실패로 인해 서비스 품질에 미치는 영향을 인지하지 못할 것으로 예상됩니다. 많은 "사용 중" 기능은 시스템이 실패할 때 스위치의 영향을 받는 모든 회선을 활성으로 표시하여 스위칭 논리가 다른 곳으로 라우팅될 수 있도록 전기 기계식 스위치에 구성 요소로 내장되어 있습니다. TD 도구도 비슷한 역할을 하는데, 사용자가 전화 요금을 제때 내지 못하면 서비스가 일시적으로 중단됩니다. 이는 사용자의 로컬 장비(크로스바) 또는 라인 그룹(스테퍼)에 영향을 미칩니다. 사용자는 전화를 받을 수 있지만 전화를 걸 수는 없습니다.

Bell System의 Strogg 단계별 교환에 대한 유지보수 작업이 계속되었습니다. 그들은 지속적인 청소가 필요합니다. 스테핑 스테이션의 장비 패널에 있는 표시등은 작업자에게 몇 가지 상황을 상기시키는 데 사용됩니다.예를 들어 퓨즈가 끊어진 경우 일반적으로 흰색 표시등이 켜지거나 무언가가 막힌 경우(예: 기계가 항상 온 훅) 녹색 표시등은 일반적으로 켜져 있습니다. 스테핑 국은 최신 기술보다 단일 실패 지점에 더 취약합니다.

크로스바는 보다 일반적이고 포괄적인 제어 회로를 사용합니다. 예를 들어 디지털 트랜시버( 소스 레지스터 구성 요소의 일부)는 사용자가 전화를 건 번호를 수락해야 하는 동안에만 통화에 연결됩니다. 크로스바 구조는 스테핑보다 유연합니다. 나중에 크로스바 시스템에는 천공 오류 기록 시스템이 있습니다. 1970년대까지 Bell System은 거의 모든 스테퍼 및 크로스바 스위치에 자동 번호 인식을 추가했습니다.

전자 스위치

최초의 전자 스위치는 디지털이 아니었습니다. 웨스턴 일렉트릭의 1ESS는 금속선을 이용한 전자식 스위치다. 마이크로프로세서와 SPC(Stored Program Control Switching)를 사용합니다.

전화 번호 수정, 테스트 또는 회선 사용 중은 모두 컴퓨터 단말기에 해당 명령을 입력하여 완료됩니다. 1ESS는 크로스바 및 스테핑 전화 스위치에서 사용되는 일반 전기 기계 신호를 지원할 수 있습니다. 이러한 스위치는 새로운 형태의 데이터 통신을 도입합니다. 두 개의 1ESS 스위치는 CCIS(Common Channel Interoffice Signaling)라는 방법을 통해 서로 통신할 수 있습니다. 이 데이터 연결 방식은 7호 신호 시스템 의 전신입니다 .

초기 전자 프로그램 제어 스위칭 시스템과 전기 기계식 스위치 사이에는 본질적인 차이가 없습니다. 둘 다 공간 분할 음성 스위칭을 사용하고 교환되는 모든 신호는 아날로그 신호입니다. 따라서 이러한 유형의 프로그램 제어 스위치를 아날로그 프로그램 제어 스위치라고도 합니다.

디지털 스위치

다이얼된 전화번호에 따라 디지털 교환기는 둘 이상의 디지털 가상 회선을 연결하여 교환을 완료합니다. SS7 프로토콜(또는 그 변형)은 두 스위치 간에 호출을 설정하는 데 사용됩니다. Federal Standard 1037C(American National Standard) 및 MIL-STD-188(U.S. Military Standard)에 따르면 미국 및 군 통신 에서 디지털 스위치는 디지털 신호의 시분할 다중 스위칭을 수행하는 장치를 의미합니다 . 1980년대 이후에 제작된 모든 스위치는 디지털이기 때문에 이러한 용어 구분은 아무런 차이가 없습니다. 이 섹션에서는 알고리즘 및 장치를 포함한 디지털 스위치에 대해 설명합니다.

디지털 스위치는 매우 짧은 시간 조각(초당 여러 번)으로 음성을 인코딩합니다. 각 타임 슬라이스에서 음성 신호의 디지털 표현이 실시간으로 생성됩니다. 결과 숫자는 수신자에게 전송되고 수신자의 전화기에서 소리가 생성됩니다. 즉, 전화를 사용할 때 음성이 인코딩되어 상대방에서 재생됩니다. 전체 프로세스 동안 음성은 매우 작으며 일반적으로 1초 지연됩니다. 즉, 전화 통화는 소리를 재생해야 하기 때문에 실제로는 실시간 통신이 아니며 매우 짧은 시간 동안만 지연됩니다.

각 로컬 루프 전화선은 원격 집중 장치에 연결됩니다. 집중 장치는 스위치와 같은 건물에 있는 경우가 많습니다. 집선 장치와 전화 교환기 사이의 인터페이스는 European Telecommunications Standards Institute 에서 V5 프로토콜로 표준화되었습니다.

일부 전화 교환기는 집중 장치에 직접 연결되지 않고 다른 교환기와의 인터페이스에만 사용됩니다. 일반적으로 "캐리어 클래스" 스위치 또는 탠덤이라고 하는 중앙 사무실에 하나 이상의 복합 기계가 있습니다.

전화 교환기는 일반적으로 통신 서비스 공급자 또는 "중개자"가 소유하고 운영하며 자체 건물에 위치할 수도 있습니다. 그러나 때때로 독립 기업이나 개인 사업 단위는 PBX(Private Branch Exchange)라고 하는 자체 스위치를 자체 위치에 배치하기도 합니다.

통신 시스템에서 스위치의 역할

전화 교환은 광대한 통신 네트워크의 작은 부분에 불과합니다. 전화 시스템에서 가장 힘들고 가장 비싼 부분은 중앙 사무실 외부의 배선입니다. 초기 통신 시스템에서 각 가입자 번호는 스위치보드에서 가입자의 전화기로 연결되는 전선을 필요로 했습니다. 일반 교환기는 터미널 박스(주 분배 프레임, MDF라고 함)에 수만 쌍이 연결될 수 있습니다. MDF에는 방전관과 같은 보호 부품이 있어 전원선의 단락이나 과도한 외부 전압을 방지합니다. 일반적인 전화 회사에는 모든 가입자 회선 쌍을 추적하는 대규모 데이터베이스가 있습니다. 1980년대 Bell System의 기록 시스템이 전산화되기 전에는 원장에 연필로 정보가 기록되었습니다.

외부 회로 비용을 줄이기 위해 일부 통신 회사는 "와이어 쌍 용량" 장비를 사용하여 사용자에게 전화 서비스를 제공합니다. 이러한 장치는 구리 쌍의 길이를 줄이고 기존 구리선이 고갈되거나 근처에 가입자가 있는 경우 ISDN 또는 DSL 과 같은 디지털 서비스를 활성화하는 데 사용됩니다. 페어 오그멘테이션 또는 DLC(Digital Loop Carrier)는 일반적으로 중앙 사무실에서 어느 정도 떨어진 대규모 가입자 옆에 중앙 사무실 외부에 배치됩니다.

DLC는 종종 SLC(가입자 루프 캐리어)라고 합니다. Lucent가 회선 쌍 용량 독점 장비에 독점 이름을 부여한 후 초기 SLC 시스템(SLC-1)은 중앙 사무실과 원격 통신 사이의 아날로그 캐리어를 사용했습니다. 후속 시스템(SLC-96, SLC-5) 및 라인 카드와 같은 기타 공급업체의 DLC 제품은 아날로그 신호를 디지털로 변환합니다( PCM 인코딩 사용). 이 디지털 신호는 구리선, 광섬유 케이블 또는 기타 전송 매체를 통해 중앙 사무실로 보낼 수 있습니다. 다른 구성 요소에는 링 전류를 생성하는 링 생성기와 백업 배터리가 포함됩니다.

DLC 회선은 범용(UDLC) 또는 통합(IDLC)으로 구성할 수 있습니다. Universal DLC에는 기능이 동일한 중앙 사무실 터미널(COT)과 원격 터미널(RT)의 두 터미널이 있습니다. 두 단자 모두 아날로그 신호를 직접 마주하고 이를 디지털 신호로 변환해 상대방에게 보낸다. 경우에 따라 별도의 장치에서 전송을 처리합니다. 통합 DLC에서는 COT가 사용되지 않습니다. 대신 RT는 전화 교환기에 디지털 방식으로 연결됩니다. 이렇게 하면 필요한 장비의 양이 줄어듭니다. Telcordia의 TR/GR-008 및 TR/GR-302와 같은 특정 표준은 DLC를 포함합니다.

스위치는 두 개의 중앙 사무실 사이와 장거리 중앙 사무실에서도 사용됩니다.

교환 디자인

장거리 스위치는 입력 및 출력 채널 활용도가 100%에 가깝기 때문에 중앙 사무실보다 느리지만 더 효율적인 스위치 할당 알고리즘을 사용할 수 있습니다. 중앙 사무실은 채널 용량의 90% 이상이 유휴 상태입니다.

기존의 전화 교환기는 물리적 회로(예: 전선 쌍)에 연결되어 있지만 최신 전화 교환기는 다중 장치와 시분할 전환을 사용합니다. 즉, 각 음성 채널은 물리적 와이어 쌍(A 또는 B로 표시됨)의 시간 슬롯(1 또는 2로 표시됨)입니다. 두 개의 음성 채널(예: A1 및 B2)을 연결하기 위해 교환기에 물리적 연결 및 시간 슬롯이 모두 있는 경우 전화 교환기는 A1 및 B2에 대한 정보를 교환합니다. 이렇게 하려면 슬롯과 연결 간에 초당 8,000번 데이터를 교환해야 합니다. 이것은 현재 연결된 전자 목록을 순환하는 디지털 논리 회로의 제어하에 수행됩니다. 이 두 가지 유형의 스위칭 기술을 사용하면 최신 스위치가 다중 채널 및 시분할 기술을 사용하지 않는 스위치보다 훨씬 작아집니다.

스위치 패브릭은 더 작고 단순한 하위 스위치의 홀수 레이어를 사용합니다. 각 계층의 각 하위 스위치는 서로 연결되어 다음 계층의 하위 스위치와 연결된다. 대부분의 설계에서 물리적 스위칭 계층과 시간 스위칭 계층은 인터리브됩니다. 발신자가 전화 시스템에서 착신자 역할을 할 수도 있기 때문에 이러한 계층의 부하가 균형을 이룹니다.

시분할 스위치는 타임 슬롯 주기를 메모리로 완전히 읽은 다음 주기 컴퓨터 메모리의 제어 하에 다른 순서로 기록합니다. 이로 인해 약간의 신호 지연이 발생합니다.

멀티웨이 스위치는 종종 비차단 최소 범위 전환의 일부 변형을 사용하거나 교차 절단 스위치를 사용하여 회로를 전환합니다.

중화인민공화국의 패브릭 교환

항목: 중화 인민공화국 전화 지역 번호

중국 본토는 4단계 직렬 방사 장거리 전화망을 채택합니다.

• C1국은 상하이 , 광저우 , 베이징 , 선양 , 난징 , 시안 , 청두, 우한 등 8개 주요 도시에 설립된 지역 중앙국 또는 다성 중앙국입니다 .
• C2국은 C1국이 아닌 지방 수도에 설치된 지방중앙국이다.
• C3 국은 지역 중앙 국입니다.
• C4 국은 카운티 수준 교환 센터입니다.

구조적으로 C1 사무실은 모두 상호 연결되어 모든 C2 사무실로 방사되고, C2 사무실은 C3 사무실로, C3 사무실은 C4 사무실로 방사됩니다. 또한, 북경에서 각 성 중앙청으로의 직통 회선이 있으며, 각 성(C1관할)의 중앙청은 기본적으로 상호 연결되어 있으며, 그 외 효율성을 높이기 위한 직통 회선이 존재한다. [1]

베이징과 같은 도시와 중요한 지방 수도는 3자리 지역 코드를 사용하고 베이징은 "010"이며 중요한 지방 수도는 "02"로 시작합니다. 다른 것들은 4비트를 사용합니다. 일반 유선전화는 애초에 1이나 0을 사용하지 않고, 오디오 스테이션 등 이 지역의 특수 주유소는 9를 사용한다. 장거리 지역 코드의 첫 번째 숫자는 다음과 같이 지정됩니다(예외 있음).

• 중국 북부: 3
• 북동쪽: 4
• 중국 동부: 5, 6
• 중남부: 7
• 남서부: 8
• 노스웨스트: 9

스위치 제어 알고리즘

네트워크에 완전히 연결됨

전화 연결이 항상 성공하도록 하는 한 가지 방법은 모든 스위치가 상호 연결된 완전히 연결된 네트워크를 구축하는 것입니다. 이 방식은 본사 내부의 스위치에 주로 사용되며 자원 활용도가 낮습니다.

Clos 비차단 스위칭 알고리즘

하위 스위치 간의 계층 유휴 연결은 스위칭 시스템에서 부족한 리소스입니다. 제어 로직은 이러한 링크를 분배해야 하며 대부분의 스위치는 내결함성 방식으로 이를 수행 합니다 . 많은 전화 교환에서 사용되며 아마도 현대 산업에서 가장 중요한 알고리즘 중 하나인 Charles Crews 알고리즘에 대한 논의는 Nonblocking Minimum Span Switching을 참조하십시오.

결함 허용

복합 스위치는 본질적으로 내결함성이 매우 뛰어납니다. 하위 스위치가 충돌하면 제어 컴퓨터가 주기적 테스트 중에 알아냅니다. 그런 다음 컴퓨터는 해당 하위 스위치에 대한 모든 링크를 "사용 중"으로 표시합니다. 이렇게 하면 새 통화가 스위치에 들어오는 것을 방지하고 활성 통화를 방해하지 않습니다. 이렇게 하면 이러한 통화가 끝난 후 하위 스위치가 더 이상 사용되지 않습니다. 잠시 후 기술자가 와서 회로 기판을 교체합니다. 다음 테스트가 성공하면 수리된 하위 스위치에 대한 연결이 "유휴"로 표시되고 스위치가 전체 기능을 재개합니다.

일부 감지할 수 없는 오류를 방지하기 위해 스위치의 모든 계층 간의 링크는 선입선출 대기열을 통해 할당됩니다. 이렇게 하면 사용자가 전화를 끊고 다시 전화를 걸면 하위 스위치 사이의 다른 링크를 통해 서비스를 받을 수 있습니다. 후입 선출 링크 할당으로 인해 사용자가 자주 전화 접속에 실패할 수 있습니다.