1.2 電信網絡的發展

1.2.1 傳統的電話網絡

傳統的電話網中的交換網絡只完成單一的語音交換任務，而且在程控交換技術出現之前傳送的都是模擬語音信息。支撐電話業務的信令系統信令種類少，技術簡單，并且都是隨著語音信道傳送的。組成交換系統的主要元器件是繼電器和電磁式接線器，并依靠布線邏輯控制達到不同用戶間的通信交換。這種傳統的電話網絡已基本退出使用領域。但作為交換技術專業工作人員，了解交換技術的發展歷史，以史為鑒，對于認識電信網絡未來發展趨勢仍具有指導意義。

1.電話的發明

電的發現，為電話的發明創造了一個基礎。

電話出現前，電報技術就已經實用。19世紀上半葉，以美國紐約新大學美術教授莫爾斯發明的電報裝置最具有代表性，此后，電報通信被廣泛用于航海業。人們知道，當用戶在拍發電報時，把電文變成信息，再通過電報線路，以3xl05km/s的速度傳到遠方的親朋好友或其他人。拍發電報手續的繁瑣與不便，使歐洲的一些科學家產生利用導線傳遞語音的想法。

為此，很多科學家在實驗室里做過無數次試驗。

1854年，法國査爾斯？布素爾提出用活動磁盤的通話原理，并作了相關的試驗。

1857年，意大利的梅烏齊？穆西也發明了簡易的電話裝置。

1860年，德國的菲利普？賴斯利用他發明的電話裝置第一次將一曲旋律用電發送了一段距離。他把這個裝置叫作“Telephone”,這個詞的意思即為“電話”.這一名詞就這樣沿用下來。

1875年，有兩個美國人也在相互獨立地研究電話傳輸的方法。一位是伊利沙？格雷，另一位是亞歷山大？格雷厄姆？貝爾。

格雷是美國芝加哥的一位發明家和制造商，他發明的電話與德國人賴斯的差不多，但在發送器的薄膜上有所改進。格雷制作的電話接收器同他于1874年7月在英國和1875年7月在美國獲得專利權的那種電報接收器相似。1876年2月14日，格雷向美國專利局申請要求在一年內停止審批關于電話機的專利。他想爭取點時間把已經研制成功的電話機再作進一步改進，并提出在三個月內他將再次申請這一專利。然而，格雷僅僅晚去了專利局幾個小時，就使電話發明與他失之交臂。

1875年6月，貝爾與他的助手在美國波士頓從事研究多工電報機時，受一個偶然事故的啟發，研制出了新的電話機，經過一段時間的試驗和改進，最初的樣機得到完善，貝爾于1876年2月14日，向美國專利局申請專利權。美國專利局于1876年3月7日將這一專利權授予了貝爾。1876年3月10日，貝爾用他發明的裝置，第一次發送了一句完整的話。世界許多的電信部門都將3月10日，作為電話發明的紀念日。

最初電話機的通話質量是很差的，自愛迪生發明了炭精送話器后，才使電話通信質量得到很大的提高。

綜上所述，電話的發明是科學技術發展的必然。電話的發明是法拉第等科學家創建的電磁感應理論的具體應用。沒有電磁感應理論的出現，就沒有電話的發明。

最早的電話機，里面裝有一部手搖曲柄發電機，也稱磁石式發電機，手搖發電機在使用時，向對方發出振鈴信號，由本機的干電池組給送話器供電。裝有手搖發電機的電話機稱為磁石式電話機。

1886年前后，人們又發明了共電式電話機。共電式電話機不再使用手搖發電機和干電池，而是共同由電話局供電。從磁石式電話機發展到共電式電話機是一個重大的進步，它不僅使電話機的結構簡單、造價便宜，而且使用方便，拿起電話機就可以呼叫。

　　2.交換機的使用

僅有電話機只能使兩個用戶間進行電話通信，要使許多用戶都能進行相互間的通信，就必須要有一個交換設備（交換機）。各個用戶與交換機相連，由交換機解決任意兩個用戶之間的電話通信。

如果沒有交換機圖中的用戶要能夠相互通話就得進行如圖1-5（a）的連接，不僅線路費用大，而且在具體接線時很困難，因為每個用戶要與除它之外的所有用戶一一連線。在圖中只畫出8臺電話機的連線情況，而通常電話用戶是非常多的，顯然，沒有交換機是無法完成這些用戶之間電話通信任務的。圖1-5（b）所示為電話用戶與交換機之間的連接關系。

圖1-5交換機作用示意圖

1878年，世界上第一臺人工接轉的磁石式電話交換機開通使用。

1891年，人工接轉的共電式電話交換機被發明并開始實用。

人工接轉的電話交換機的容量受到極大限制。另外，人工接轉的電話通信使主被叫間的通話均經過人工話務臺，用戶感到十分不便。1889年美國堪薩斯州某個殯儀館的老板史端喬，發現電話接線員總是將他的業務電話接到他的競爭者那里，于是他決心發明一種自動電話交換設備。

1892年，史端喬發明的世界第一臺商用步進制自動電話交換機安裝使用。

1905年，旋轉制自動電話交換機研制成功。

1913年，全繼電器制交換機研制成功。同年美國科學家提出縱橫接線器的原理。

1919年，縱橫制小型交換機制造成功。

1926年，世界第一臺大型縱橫制電話交換機在瑞典投入使用。

由于自動交換技術和設備的進一步完善，1956年5月29日，在比利時的布魯塞爾和法國巴黎之間，世界上第一次開通了全自動電話業務。

20世紀40年代，電子元件剛產生并得到發展時，人們就注意到研究采用晶體管作開關元件的問題。到了20世紀50年代，電子式布控自動電話交換機在一些研制成功。

隨著計算機技術及大規模集成電路的發展，計算機技術在電話交換領域得到廣泛的應用。1965年，第一臺程控電話自動交換機在美國開通使用。

1970年，法國首先研制成功數字程控交換機。

目前，數字程控電話交換技術己經成為電話通信的主要技術手段。W絡技術的發展，對交換技術也起到重要的促進作用。讀者可在后續章節讀到相關的內容。

從以上電話技術發展的簡要過程，可以看到電話技術的發明和發展過程中，以下條件是必不可少的。

首先，電磁理論的發明是奠定電話技術發明的基礎。而各種電子技術上的進步，如電子管、晶體管、集成電路的出現都不同程度地影響交換技術的進步和發展。計算機技術又為程控交換技術的出現準備了條件。

第二，科學技術工作者抓住科學技術發展中的機遇，經過孜孜不懈的努力，推動了交換技術的發展。

第三，產品價格能夠被人們接受，就能進行商業化生產，相應的技術就能得以推廣。

在數字程控交換機出現前，由于交換的數字化沒有出現，因此，信息的交換都是模擬的。從電話發明到數字交換機普遍采用之前的100多年里，由各種形式的電話交換機連接而成的電話網絡就是傳統意義上的網絡。

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