亞歷山大·格拉漢姆·貝爾
Alexander Graham Bell
在這之后的第二年，貝爾創(chuàng)辦了貝爾電話公司（也就是美國AT&T公司和朗訊公司的前身，貝爾實(shí)驗(yàn)室的發(fā)起者），開始了電話的商業(yè)化運(yùn)營。到了年底，用戶數(shù)很快就達(dá)到了3000戶。
沒過多久，貝爾又完成了波士頓和紐約之間的首次長途電話實(shí)驗(yàn)（相距300多公里），進(jìn)一步刺激了電話的快速普及。
當(dāng)時(shí)的宣傳海報(bào)
隨著電話數(shù)量和通話距離的迅速增加，人們發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的電話連線方式存在很大的問題。
當(dāng)時(shí)的連線方式，是直連模式，也就是1對1模式。
這種模式，適用于最早期用戶數(shù)量很少的情況。隨著用戶數(shù)增加，就會帶來很高的成本。
當(dāng)采用直連方式，連接N個電話，需要N*（N-1）/2條電話線
例如，10000個電話，就需要49,995,000條電話線
于是，人們開始引入了“交換（switch）”的概念。
所謂“交換”，就是“進(jìn)和出”。交換機(jī)，就是控制消息從哪里來，到哪里去。有了交換機(jī)之后，將大幅減少線纜和線桿成本，并且有利于管理和維護(hù)。
N個電話，只需要N條線
1878年，也就是電話發(fā)明兩年后，世界上最早的電話交換機(jī)出現(xiàn)了。這種交換機(jī)，是由話務(wù)員進(jìn)行人工操作的，所以稱為“人工交換機(jī)”。
話務(wù)員和人工交換機(jī)
人工交換機(jī)由用戶線、用戶塞孔、繩路（塞繩和插塞）和信號燈等設(shè)備組成。
用戶要打電話，先與話務(wù)員通話，告訴話務(wù)員要找誰，然后由話務(wù)員幫你接續(xù)。
人工交換機(jī)，根據(jù)當(dāng)時(shí)電話的分類，也分為兩種：磁石式和共電式。
最初的電話機(jī)，電能由自身提供，主要由送話器、受話器、手搖發(fā)電機(jī)、電鈴、干電池等部件構(gòu)成。因?yàn)槭謸u發(fā)電機(jī)上有兩塊永久磁鐵，所以得名“磁石電話機(jī)”。
早期的磁石電話機(jī)
1880年，出現(xiàn)了“共電式電話機(jī)”，通話雙方可以共同使用電話局的電源。這項(xiàng)改進(jìn)，使電話機(jī)的結(jié)構(gòu)大大簡化了，而且使用方便，拿起電話便可呼叫。
共電電話機(jī)（搖把沒了）
人工交換機(jī)的缺點(diǎn)是顯而易見的：容量很小，需要占用大量人力，工作繁重，效率低下，而且容易出錯。
1891年，有一個名叫史端喬的殯儀館老板，就吃了人工交換機(jī)的大虧。
A.B.史端喬，Almon Brown Strowger
他發(fā)現(xiàn)，打到自己店里的生意電話，總會被話務(wù)員轉(zhuǎn)接到另一家殯儀館。后來才知道，原來當(dāng)?shù)卦拕?wù)員是那家殯儀館老板的堂弟。于是，他很生氣，發(fā)誓一定要發(fā)明一個不需要人工操作的交換機(jī)。
結(jié)果，他還真的做到了。
他在自己的車庫里，制作了世界上第一臺步進(jìn)制電話交換機(jī)。
為了紀(jì)念他，這種交換機(jī)也被稱為“史端喬交換機(jī)”
這種交換機(jī)，由預(yù)選器、選組器和終接器等部件組成，以機(jī)械動作代替話務(wù)員的人工動作。當(dāng)用戶撥號時(shí)，選擇器隨著撥號發(fā)出的脈沖電流，一步一步地改變接續(xù)位置，從而將主叫和被叫用戶間的電話線路自動接通。
步進(jìn)制交換機(jī)工作原理圖
話說，史端喬確實(shí)是一個發(fā)明天才，除了步進(jìn)制交換機(jī)之外，大家經(jīng)常在電視上看到的旋轉(zhuǎn)式撥號盤，也是他發(fā)明的。有人還專門給他建了一個網(wǎng)站，以示紀(jì)念（網(wǎng)址就是他的名字：www.almonbrownstrowger.com）。
旋轉(zhuǎn)式撥號盤
1892年，第一個“史端喬步進(jìn)制電話局”在美國投入使用。
后來，在史端喬步進(jìn)制交換機(jī)的基礎(chǔ)上，又出現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)式和升降式的交換機(jī)。
1909年，德國西門子公司對史端喬步進(jìn)制電話交換機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)，主要是將三磁鐵上升旋轉(zhuǎn)型選擇器改為二磁鐵的選擇器，制成西門子步進(jìn)制電話交換機(jī)。
1929年在澳門安裝使用的西門子F1步進(jìn)制電話交換機(jī)
步進(jìn)制交換機(jī)雖然實(shí)現(xiàn)了替代人工，但是仍然存在很多缺點(diǎn)，例如接點(diǎn)是滑動式的，可靠性差，易損壞，動作慢，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大等。
日本富士通信機(jī)制造株式會社生產(chǎn)的A29步進(jìn)制交換機(jī)（1940年）
于是，工程師們繼續(xù)尋求更好的解決方案。
1919年，瑞典工程師貝塔蘭德和帕爾姆格倫共同發(fā)明了一種“縱橫接線器”的新型選擇器，并為之申請了專利。
縱橫制接線器
這種接線器，將過去的滑動式改成了點(diǎn)觸式，從而減少了磨損，提高了使用壽命。
縱橫連接器交叉點(diǎn)示意圖
在“縱橫連接器”的基礎(chǔ)上，1926年，世界上第一個大型縱橫制自動電話交換機(jī)在瑞典松茲瓦爾市投入使用。到了1938年，美國開通了1號縱橫制自動電話交換系統(tǒng)。緊接著，法國、日本等國家也相繼生產(chǎn)和使用該類系統(tǒng)。
從此，人類正式進(jìn)入縱橫制交換機(jī)的時(shí)代。到20世紀(jì)50年代，縱橫制交換系統(tǒng)已經(jīng)非常成熟和完善。
縱橫制交換機(jī)
“縱橫制”和“步進(jìn)制”，都是利用電磁機(jī)械動作接線的，所以它們同屬于“機(jī)電制自動電話交換機(jī)”。
就在縱橫制不斷完善的同時(shí)，隨著晶體管的發(fā)明，半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)飛速發(fā)展，人們開始考慮，在電話交換機(jī)中引入電子技術(shù)。
世界上第一個晶體管
由于當(dāng)時(shí)電子元件的性能還無法滿足要求，所以出現(xiàn)了電子和傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)合的交換機(jī)技術(shù)，被稱為“半電子交換機(jī)”、“準(zhǔn)電子交換機(jī)”。
后來，微電子技術(shù)和數(shù)字電路技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展成熟，終于有了“全電子交換機(jī)”。
1965年，美國貝爾成功生產(chǎn)了世界上第一臺商用存儲程式控制交換機(jī)（也就是“程控交換機(jī)”），型號為No.1 ESS（Electronic Switching System）。
No.1 ESS程控交換機(jī)
1970年，法國在拉尼翁開通了世界上第一個程控?cái)?shù)字交換系統(tǒng)E10，標(biāo)志著人類開始了數(shù)字交換的新時(shí)期。
程控交換機(jī)的實(shí)質(zhì)，就是電子計(jì)算機(jī)控制的交換機(jī)。
NEC程控交換機(jī)
它以預(yù)先編好的程序來控制交換機(jī)的接續(xù)動作，優(yōu)點(diǎn)非常明顯：接續(xù)速度快、功能多、效率高、聲音清晰、質(zhì)量可靠，其容量可大至萬門。
注：這里所說的“門”，是交換機(jī)容量的一種單位，可以簡單理解為最大支持的接續(xù)電話數(shù)量。
如此巨大的容量，意味著占地面積更小。程控交換機(jī)的機(jī)架數(shù)僅為縱橫制的1/10，而且每個機(jī)架的重量減輕一半多，非常有利于安裝和維護(hù)。
說到這里，我們需要暫停一下，回過頭來看看我們國家的交換機(jī)發(fā)展情況。
實(shí)際上，我國的電話事業(yè)起步并不算晚。早在清朝末年，我國就有了電話和電話交換網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然，那個時(shí)候還是人工交換機(jī)時(shí)代。
清朝的話務(wù)員和人工交換機(jī)
1882年，我國第一部磁石電話交換機(jī)在上海開通。
1904年，北京的第一個官辦電話局在東單二條胡同開通，當(dāng)時(shí)是100門人工交換機(jī)。
七七事變后，日本軍隊(duì)攻入北京。出于統(tǒng)治需要，日偽政府新建了大量的步進(jìn)制自動電話交換機(jī)，替換了人工交換機(jī)。
日偽時(shí)期的步進(jìn)制交換機(jī)
到1949年，當(dāng)時(shí)我國的電話普及率不到0.05%，全國的電話總用戶數(shù)只有26萬。使用電話，只是少數(shù)人的特權(quán)。
解放后，限于條件，我國電話交換機(jī)主要以人工交換機(jī)為主，步進(jìn)制交換機(jī)為輔。不過，我們也開始研制自己的縱橫制電話交換機(jī)。
建國初期郵電機(jī)房的工作人員
1960年，我國自行研制的第一套1000門縱橫制自動電話交換機(jī)在上海吳淞局開通使用。
后來，因?yàn)楸娝苤脑�，我國的通信技術(shù)發(fā)展進(jìn)入了長期的停滯階段。縱橫制交換機(jī)，也開始了長達(dá)40年的服役。
縱橫制交換機(jī)
一直到改革開放初期，我們都還在使用縱橫制、步進(jìn)制交換機(jī)，甚至是人工交換機(jī)，完全看不到程控交換機(jī)的影子。
改革初期的人工交換機(jī)話務(wù)員
當(dāng)時(shí)我國電話交換網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展水平，至少落后發(fā)達(dá)國家20年。
從數(shù)據(jù)就能看出來，1978年，全國電話普及率僅僅為0.38%，中國擁有的話機(jī)總數(shù)，還不到世界話機(jī)總數(shù)的1%。
直到進(jìn)入80年代，我們的電話交換網(wǎng)絡(luò)才算開始重新艱難起步。
當(dāng)時(shí)改革剛剛開始，經(jīng)濟(jì)和社會復(fù)蘇，老百姓的通信需求非常迫切。而郵電相關(guān)部門一沒技術(shù)（國際封鎖），二沒資金（自己窮），只能引進(jìn)國外的“落后”技術(shù)，甚至是淘汰下來的產(chǎn)品，倉促應(yīng)對。
郵電局的公共電話亭，人滿為患
當(dāng)時(shí)安裝一部電話需要上萬元，還要單位介紹信，就算這樣，還要等好幾個月，甚至一年半載
1982年，福建福州引進(jìn)并開通了日本富士通的F-150萬門程控電話交換機(jī)，轟動全國。
1984年，上海貝爾電話設(shè)備有限公司成立。這是我國第一個研制程控電話交換機(jī)的合資企業(yè)。
當(dāng)時(shí)冷戰(zhàn)尚未結(jié)束，包括程控交換機(jī)在內(nèi)的通信技術(shù)都受到“巴統(tǒng)”（輸出管制統(tǒng)籌委員會，總部在巴黎）的封鎖和限制，我們是買不到的。通過上海貝爾來制造，都屬于曲線救國。
1985年，聞風(fēng)而動的AT&T、諾基亞、愛立信，紛紛跑來設(shè)立辦事處。
于是乎，在這些國外通信企業(yè)的“幫助”下，我們國家很快就進(jìn)入了“七國八制”的混亂發(fā)展階段。
七國八制：當(dāng)時(shí)中國通訊市場上，總共有8種制式的機(jī)型，分別來自7個國家。
七國八制
全國上下，都是用的國外進(jìn)口設(shè)備。而這些不同制式的交換機(jī)互不相通，造成了中國通信網(wǎng)絡(luò)的一片混亂。
然而，在混亂之下，中國的自主通信產(chǎn)業(yè)開始崛起了。
越來越多的中方技術(shù)人員通過引進(jìn)的設(shè)備技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)、成長，越來越多的國營和民營資本開始進(jìn)入利潤豐厚的通信產(chǎn)業(yè)。
機(jī)房正在學(xué)習(xí)的通信技術(shù)人員
80年代中后期，大量的中國通信設(shè)備制造企業(yè)如雨后春筍一般涌現(xiàn)。
它們的主要研發(fā)目標(biāo)，就是程控交換機(jī)，尤其是技術(shù)含量較低的小門數(shù)用戶交換機(jī)。
這里面，就有兩家日后成長為世界級通信巨頭的企業(yè)——華為和中興。
創(chuàng)業(yè)早期的任正非（左一），他創(chuàng)辦的華為，最開始就是代理香港一家公司的小型交換機(jī)起家。
中興通訊創(chuàng)始人侯為貴（左四），中興也是先代理，后研發(fā)
當(dāng)時(shí)，雖然“七國八制”瓜分了中國通信市場，但是，有一塊市場空白被這些巨頭給“遺忘”了，那就是農(nóng)村。
由于農(nóng)村線路條件差、利潤薄，國外廠商都沒有精力或者不屑去拓展。
而中國交換機(jī)廠商抓住了這個寶貴的機(jī)會。
1992年1月，中興通訊ZX500A農(nóng)話端局交換機(jī)的實(shí)驗(yàn)局順利開通，由于性價(jià)比高，符合要求，獲得了巨大的成功。
中興的程控交換機(jī)研發(fā)
到1993年，中興2000門局用數(shù)字交換機(jī)的裝機(jī)量已占全國農(nóng)話年新增容量的18%。
ZX500生產(chǎn)鑒定會
無獨(dú)有偶，C&C08A型機(jī)是華為公司1993年自主開發(fā)的第一代數(shù)字程控交換機(jī)，也在農(nóng)話市場大賺特賺。
華為C&C08
僅靠農(nóng)村市場是不夠的，而且，小門數(shù)交換機(jī)也不可能有很好的未來。于是，兩家中國企業(yè)迅速調(diào)整戰(zhàn)略，很快推出了萬門以上的程控交換機(jī)。
1995年11月，中興通訊自行研制的ZXJ10大容量局用數(shù)字程控交換機(jī)獲原郵電部電信總局頒發(fā)的入網(wǎng)許可證，該機(jī)終局容量可達(dá)17萬線。
中興ZXJ10
同年，華為也推出了萬門機(jī)的C&C08C型機(jī)。
華為C&C08
也是在1995年，由原電子工業(yè)部第五十四研究所和華中科技大學(xué)聯(lián)合研制開發(fā)的EIM-601大容量局用數(shù)字交換機(jī)通過了部級鑒定。憑借EIM-601技術(shù)，金鵬電子誕生了。
與中興和華為的小作坊起家相比，大唐電信的起點(diǎn)要高得多。
雖然大唐電信于1993年成立，但是它背靠原郵電部電信科學(xué)研究，技術(shù)與人員均來源于后者。1986年郵電部一所就研制出了DS-2000程控?cái)?shù)字交換機(jī)，而1991年10所又研發(fā)出了DS-30萬門市話程控交換機(jī)，并于次年投入商用。1995年，新成立的大唐推出了SP30超級數(shù)字程控交換機(jī)，容量可達(dá)10萬門以上。
這里還有一個人物不得不提，他就是在中國通信史上寫下重要一筆的鄔江興。
鄔江興
1991年，年方38歲的解放軍信息工程學(xué)院院長鄔江興主持研制出了HJD04（簡稱04機(jī)）萬門數(shù)字程控交換機(jī)，從而一舉打破了國外廠商的壟斷。當(dāng)時(shí)，中興與華為仍處于千門交換機(jī)的水平。
HJD04（04機(jī)）
04機(jī)鑒定會
后來，在04機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上，成立了巨龍通信設(shè)備有限公司。短短3年之內(nèi)，其累計(jì)總銷售額高達(dá)100多億元，銷量超過1300萬線，成績相當(dāng)驚人。
就這樣，巨龍、大唐、中興、華為和金鵬五朵交換機(jī)領(lǐng)域的金花（也稱為“巨大金中華”）突破了國外廠商的重圍，憑借低廉的價(jià)格和政府支持，站住了腳跟，并一步一步改變了中國通信行業(yè)的格局。
不過，后來因?yàn)榉N種原因，五朵金花有的早早凋謝，有的更加艷麗，完全走向了不同的命運(yùn)�，F(xiàn)在看來，實(shí)在令人唏噓。
到了90年代，信息技術(shù)的發(fā)展速度簡直可以用“一躍千里”來形容。
伴隨計(jì)算機(jī)的普及，互聯(lián)網(wǎng)開始興起，并迅速發(fā)展壯大，逐漸影響我們的生活。
程控?cái)?shù)字交換與數(shù)字傳輸相結(jié)合，構(gòu)成了綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）。它通過普通的銅纜，以更高的速率和質(zhì)量傳輸語音和數(shù)據(jù)，不僅實(shí)現(xiàn)電話交換，還能實(shí)現(xiàn)傳真、數(shù)據(jù)、圖像通信等的交換。多媒體時(shí)代，正式到來。
在技術(shù)的不斷進(jìn)步下，我們的交換方式，從空分，逐漸變成了時(shí)分，頻分（波分）。我們的通信介質(zhì)，也從電纜逐漸變成光纜。
最重要的一個變化，就是通信方式。以前只有電報(bào)、電話，現(xiàn)在，移動通信崛起，手機(jī)開始成為人們的新寵。
手機(jī)（大哥大）
這一切的背后，是交換技術(shù)的更新迭代。
以語音為主的電路交換機(jī)，逐漸開始退居二線。以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主的分組交換機(jī)，開始占據(jù)主導(dǎo)地位。
進(jìn)入21世紀(jì)后，傳統(tǒng)電話交換機(jī)淘汰提速，程控交換機(jī)陸續(xù)開始退出歷史舞臺。
程控交換機(jī)下電退網(wǎng)
而NGN，可以說是固定電話網(wǎng)絡(luò)最后的謝幕了。
說到NGN這個詞，大家一定都聽說過。但是實(shí)際上，很少有人能夠準(zhǔn)確說出NGN到底是什么。和NGN經(jīng)常一起出現(xiàn)的概念名詞，還有“軟交換”，也經(jīng)常讓人迷糊，分不清它和NGN之間的關(guān)系。
NGN，就是Next Generation Network（下一代網(wǎng)絡(luò)）。
之所以大家對這個概念分不清，就是因?yàn)樗拿秩〉貌缓�，非常有混淆性�?/div>
從廣義上來說，NGN是在“這一代網(wǎng)絡(luò)”的基礎(chǔ)上，采用新技術(shù)，演進(jìn)出來的“新一代網(wǎng)絡(luò)”。“這一代網(wǎng)絡(luò)”，就是指傳統(tǒng)PSTN（公共交換電話網(wǎng)絡(luò)）網(wǎng)絡(luò)，可以簡單理解為程控電話交換機(jī)網(wǎng)絡(luò) 。
從狹義上來說，NGN是一種網(wǎng)絡(luò)模型，由很多設(shè)備組成。這些設(shè)備里面，就包括軟交換設(shè)備。
傳統(tǒng)電路交換和NGN的對應(yīng)關(guān)系
坑爹的是，“軟交換”也是一個帶有廣義和狹義多重理解的概念。
從廣義來說，“軟交換”是相對“硬交換”而言的。什么是硬交換呢？就是傳統(tǒng)程控交換機(jī)那種，所有的功能都做在一起，集合在一個設(shè)備里面。相當(dāng)于一個黑盒（可以看上面的圖，左邊的黑框），對外不可見。
軟交換，就是把這個黑盒給打破了，拆分開，分為不同的功能實(shí)體。拆開的目的，就是各司其職，靈活調(diào)度，有利于功能和容量擴(kuò)展。
狹義的“軟交換”，就是指的具體一種設(shè)備。例如華為的SoftX3000，中興的SS1B，就是軟交換設(shè)備，主要負(fù)責(zé)呼叫和會話控制。
華為SoftX3000
如今，NGN也要退出歷史舞臺了。即將取代它的，就是大名鼎鼎、令人膽寒的IMS（IP多媒體子系統(tǒng)）。
總而言之，如今已經(jīng)是分組交換的天下，傳統(tǒng)語音交換早已成了昨日黃花，漸漸離我們遠(yuǎn)去。
交換技術(shù)，一路走過了140年的發(fā)展歷程，不斷更新?lián)Q代，不得不讓人感慨技術(shù)的日新月異，科技的飛速進(jìn)步。
當(dāng)然，這離不開一輩又一輩通信人的執(zhí)著追求和努力付出。沒有傳承和積累，何來今日之輝煌？
展望未來，交換技術(shù)將走向何方？會不會出現(xiàn)新的顛覆性的交換方式？何時(shí)出現(xiàn)？這一切問題，就只能讓時(shí)間來告訴我們答案了。
（全文完）
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