教学课件 程控数字交换技术(第二版)(刘振霞)
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程控数字交换技术第2章ppt课件解读
相比传统的模拟交换技术，程控数字 交换技术具有更高的通话质量和更强 的抗干扰能力。
程控技术的引入
计算机技术的普及使得程控交换成为 可能，提高了交换设备的灵活性和自 动化水平。
技术发展历程
01
02
03
早期数字交换技术
20世纪70年代，程控数字 交换技术开始出现，主要 用于大中型城市的电话网 络。
技术成熟与普及
程控数字交换技术第2 章ppt课件解读
contents
目录
• 程控数字交换技术概述 • 程控数字交换技术原理 • 程控数字交换技术的实现 • 程控数字交换技术的优势与挑战 • 程控数字交换技术的应用案例
01
程控数字交换技术概述
技术背景
数字通信技术的兴起
程控数字交换技术的优势
随着数字信号处理和微电子技术的进 步，数字通信逐渐取代模拟通信。
呼叫中心
电信运营商利用程控数字交换机建立呼叫中心，提供客户服务、技 术支持和销售代表等业务，提高客户满意度和忠诚度。
移动通信
移动通信网络中的交换机采用程控数字交换技术，实现移动设备的语 音和数据交换，支持移动设备的通信需求。
企业内部通信的应用案例
企业电话系统
01
企业内部电话系统采用程控数字交换机，提供高效、可靠的电
实现过程中的关键技术问题
实时性
程控数字交换机需要处理大量实时数据，因此需要保证硬件和软 件的实时性，以满足通信系统的要求。
可靠性
程控数字交换机是通信系统中的关键设备，需要具备高可靠性，以 保证通信的稳定性和不间断性。
可扩展性
随着通信技术的发展，程控数字交换机需要具备可扩展性，以适应 新的业务需求和技术变化。
智能农业
程控数字交换技术第6章PPT课件
17
第6章 呼叫处理的基本原理
（ 4 ）同一状态下，不同输入信号处 理也不同。如在振铃状态下，收到主 叫挂机信号，则可作中途挂机处理； 收到被叫摘机信号，则可作通话接续 处理。前者转向空闲状态，后者转向 通话状态。
18
第6章 呼叫处理的基本原理
（ 5 ）在同一状态下， 同 样的输入信号也可能因不 同 情况有不同结果。如在空 闲状态下，主叫用户摘机， 要进行收号器接续处理； 如遇到无空闲路由，则要 送忙音处理，转向听忙音 状态。
19
第 6章 呼叫处理的基本原理 6.2.2 SDL图简介
SDL图是SDL语言中的一种图形表示方法
6.2.3 描述局内呼叫的SDL进程图举例（如下页图）
20
第6章 呼叫处理的基本原理
0 空闲 A摘机 接收号器 送拨号音 启动T0 1
等待收号
A挂机 停拨号音
拨号
T0 停拨号音
停拨号音
复原收号器 停T0 Y 0 空闲 复原收号器
25
第6章 呼叫处理的基本原理
输入处理程序需完成的主要功能有：
用户线扫描监视：监视用户线状态是否发生了
变化；
中继线线路信号扫描：监视采用随路信令的中
继线的状态是否发生了变化；
接收各种信号：包括拨号脉冲、DTMF信号和
MFC信号等；
接收公共信道信令；
接收操作台的各种信号等。
26
第6章 呼叫处理的基本原理
9
第6章 呼叫处理的基本原理
10
第6章 呼叫处理的基本原理
通过上面对一个本局呼叫的基本呼叫过程的描 述，我们不难发现整个呼叫处理过程就是处理机在 某个状态，监视、识别外部来的各种输入信号（例 如用户摘挂机、拨号等），然后进行分析，执行任 务和输出信号（例如振铃、送各种信号音等），进 入另外一个状态，再进行监视、识别输入信号、再 分析、执行、输出信号……的过程。
第1章绪论(程控数字交换)PPT课件
*
0 ＃D
22
1.1 自动电话交换机的发展:三个阶段
人工交换阶段：
磁石式电话交换机 共电式电话交换机
机电式自动交换阶段： 步进制交换机（Step by Step System）：
史端乔（Strowger）式自动电话交换机 德国西门子式自动交换机 特点：直接控制方式
23
电话交换技术发展的三个阶段
机动制交换机： 旋转制或升降制电话交换机 特点：间接控制方式
1
教材及参考书
❖ 《程控数字交换与交换网》（第二版），叶敏， 北京邮电大学出版社，2003年1月
❖ 《程控数字交换技术原理》，张文冬，北京邮电出版 社，2005年12月
❖ 《现代交换原理与通信网技术》，卞佳丽， 北京邮电大学出版社，2005年5月，第1版
❖《交换技术》，糜正琨 杨国民， 清华大学出版社，2006年7月，第1版
话筒 听筒
甲方
听筒
话筒
乙方
17
1.1 电话的发展
一、电话技术及发展：
a. 磁石电话： b. 脉冲电话： c. DTMF电话：
电子电话机的组成特点: 1. 均为共电制电话机； 2. 通话装置二/四线转换； 3. 被呼叫装置为90V，25Hz铃流信号； 4. 呼叫装置为电话机向交换机发送的选择信号，
PULSE/DTMF。
共同特点：
噪声大 易磨损 维护工作量大 接线速度慢 故障率高 电路技术简单 人员培训容易
24
电话交换技术发展的三个阶段
纵横制交换机（Crossbar System）： 特点：间接控制方式 接线器接点采用压接触方式
电子式自动交换阶段： 半电子交换机（准电子交换机）：
话路部分采用机械接点，控制部分采用电子器件。 全电子交换机：
精品课件-程控数字交换技术(第二版)(刘振霞)-第12章
交换网络模块(SNM)用来完成模块间的话路交换，消息分 配模块(MDM)用来完成模块间的通信。为了满足通信网的发展 和用户不断增长的新需求，根据需要还可添加其他功能模块， 如增加No.7信令模块(CSM)、分组交换模块(PHM)、座席管理模 块(PMM)、话音业务模块(VSM)、智能业务模块(INM)和数字综 合业务模块(ISM)等。
第12章 典型局用交换机介绍
12.1.5 外围交换模块(PSM)的分级控制方式 外围交换模块采用主处理机(MP)、单元处理机(PP)、通
信处理机(MPMP)的分级控制方式，如图12-3所示。
第12章 典型局用交换机介绍 图12-3 外围交换模块(PSM)的分级控制方式
第12章 典型局用交换机介绍
第12章 典型局用交换机介绍
2. 全分散控制方式
ZXJ10程控数字交换系统由许多独立的分散式功能模块 组成。例如，外围交换模块(PSM)完成基本的呼叫处理功能； 交换网络模块完成模块间的通信和话路交换；No.7信令模块 (CSM)完成No.7信令的2级和3级功能处理；操作维护模块(OMM) 完成系统的操作维护等。每个模块都有各自的主处理机(MP)， 能相对独立地完成模块内的呼叫接续功能，在某一模块出现故 障时不影响其他模块的运行。
第12章 典型局用交换机介绍
表12.2 外围交换模块T网HW线的分配
HW 线序号 0～13 14 15 16～62 63
分配情况 用于和中心模块的话路连接
用于分散 No.7 信令 暂未用
用于模块内各单元 T 网自环用
第12章 典型局用交换机介绍
3. 交换网络模块(SNM) 交换网络模块(SNM)用于完成模块间话路的接续功能，可 有8～32个S网，适用于不同的容量情况。所以ZXJ10机的交换 网络为多T网大容量的交换网结构，SNM的各个T网和外围模块 的交换网均有连接，当某一T网发生故障时，只影响一个T网， 外围交换模块间的接续不会阻断。SNM模块的T网常称为SNET 或S网。SNET交换单元数量与外围模块数量的关系如表12.3所 示。
第12章 典型局用交换机介绍
12.1.5 外围交换模块(PSM)的分级控制方式 外围交换模块采用主处理机(MP)、单元处理机(PP)、通
信处理机(MPMP)的分级控制方式，如图12-3所示。
第12章 典型局用交换机介绍 图12-3 外围交换模块(PSM)的分级控制方式
第12章 典型局用交换机介绍
第12章 典型局用交换机介绍
2. 全分散控制方式
ZXJ10程控数字交换系统由许多独立的分散式功能模块 组成。例如，外围交换模块(PSM)完成基本的呼叫处理功能； 交换网络模块完成模块间的通信和话路交换；No.7信令模块 (CSM)完成No.7信令的2级和3级功能处理；操作维护模块(OMM) 完成系统的操作维护等。每个模块都有各自的主处理机(MP)， 能相对独立地完成模块内的呼叫接续功能，在某一模块出现故 障时不影响其他模块的运行。
第12章 典型局用交换机介绍
表12.2 外围交换模块T网HW线的分配
HW 线序号 0～13 14 15 16～62 63
分配情况 用于和中心模块的话路连接
用于分散 No.7 信令 暂未用
用于模块内各单元 T 网自环用
第12章 典型局用交换机介绍
3. 交换网络模块(SNM) 交换网络模块(SNM)用于完成模块间话路的接续功能，可 有8～32个S网，适用于不同的容量情况。所以ZXJ10机的交换 网络为多T网大容量的交换网结构，SNM的各个T网和外围模块 的交换网均有连接，当某一T网发生故障时，只影响一个T网， 外围交换模块间的接续不会阻断。SNM模块的T网常称为SNET 或S网。SNET交换单元数量与外围模块数量的关系如表12.3所 示。
程控数字交换技术(第二版)(刘振霞)-第7章
第7章 电信网规程
3) 树形网 树形网结构如图7-1(c)所示。 树形网结构也叫辐射网结构，该结构一般应用于网络的 分级结构中。
第7章 电信网规程
4) 环形网和总线网 环形网和总线网结构如图7-1(d)、(e)所示。 环形网和总线网结构主要应用于数据通信中。在环形网 和总线网中传输的信息速率较高，因此要求各节点有较强的 信息识别和处理能力。
第7章 电信网规程
(a)
(b)
(c)
(d )
Байду номын сангаас(e)
图7-1 电信网的结构 (a) 网状网；(b) 星形网；(c) 树形网；(d) 环形网；(e) 总线网
第7章 电信网规程
2) 星形网 星形网结构如图7-1(b)所示。
星形网结构的中心节点是一个汇接局，周围节点是交换 分局。具有N个节点的星形网共需(N -1)条中继线路。很显然， 与网状网相比，星形网结构的优点是节省了传输线路设备， 但由于设置了汇接中心，因而需要增加一定量的费用。一般 当中继线费用高于汇接交换设备费用时才采用这种结构。当 汇接局设备的转接能力不足或发生故障时，将会对网络的接 续质量和网络的稳定性产生影响。
(6) 按网络拓扑结构分类。按网络拓扑结构可分为网状 网、星形网、环形网、树形网、总线网等。
第7章 电信网规程
(7) 按信号形式分类。按信号形式可分为交换、传输、 终端不全是数字信号的数/模混合网和交换、传输、终端都是 数字信号的数字通信网。
(8) 按信息传递方式分类。按信息传递方式可分为同步 转移模式(STM)网和异步转移模式(ATM)网。
(3) 网络的建设投资和维护费用应尽可能低，经济上要合 理。
第7章 电信网规程 2. 基本要求
(1) 网络应能为任一对通话的主叫用户和被叫用户建立一条 传输话音的信道。
程控数字交换技术(第二版)图文 (5)
第5章 控制系统的结构与程序管理
2. 分级控制方式 随着微处理机的发展，程控数字交换机里可配备若干 个微处理机分别完成不同的工作，这样使程控数字交换机 在处理机配置上构成了二级或二级以上的结构。图5-5所示 为三级处理机控制系统。
在图5-5所示的三级处理机控制系统中，外围处理机用 于控制电话外设，完成诸如监视用户摘、挂机状态等简单 而重复的工作，以减轻呼叫处理机的负担；呼叫处理机完 成呼叫的建立；运行维护处理机完成系统维护测试工作。
(3) 对控制设备灵活性及适用性的要求。要求控制系统能 适应新的服务要求和技术发展。
第5章 控制系统的结构与程序管理 5.4.1 控制系统的呼叫处理能力(BHCA)
1. BHCA值的计算
实际中考查控制部件的处理能力往往很难。原因是 BHCA值受很多因素的影响，如呼叫类型、被叫状态、接 口数量、话务量、处理机结构、软件设计等。不同类型的 呼叫其处理的繁简程度是不一样的。另外，呼叫的成功或 者失败，使处理机的开销也不一样，因此要获得最终的 BHCA值是不容易的。研究人员一般用一个线性模型来估 算控制部件的呼叫处理能力。根据这个模型，忙时处理机 用于呼叫处理的时间开销为
第5章 控制系统的结构与程序管理
第5章 控制系统的结构与程序管理
5.1 控制系统的组成 5.2 控制系统的工作模式 5.3 控制系统的控制方式和特点 5.4 程控数字交换机对控制设备的要求 5.5 程控数字交换机软件 5.6 程序的执行管理
第5章 控制系统的结构与程序管理
5.1 控制系统的组成
程控数字交换机的控制系统主要由处理机(CPU)、内存 储器(RAM)和各种输入/输出设备(I/O)组成。控制系统与交 换网络、接口设备的关系如图5-1所示。
程控数字交换技术第3章PPT课件
• 本章学习内容：
– 介绍了单个交换节点（交换设备）的内部构成和工作 原理。 – 章节目录略
第3章 数字交换机的话路部分
第3章 数字交换机的话路分
• 3.1 数字交换机的系统结构 • 本节问题：
1.数字交换机包含了哪些基本模块？ 2.用户级如何跟选组级相连？ 3.用户级包括哪些模块？用户电路有哪些功能？ 用户模块有哪些功能？PCM编译码是在哪个 模块中实现的？ 4.数字中继器有哪些功能？
第3章 数字交换机的话路部分
4）监视S(Supervision) 通过监视用户直流电流来监视用户线回 路的通/断状态。可检测出：
a) 用户话机的摘挂机状态
b) 号盘话机发出的拨号脉冲
c) 投币话机的输入信号 d) 用户通话时的话路状态（话终挂机监视）
第3章 数字交换机的话路部分
监视电路与馈电电路合在一起
现低阻抗。
●
因为馈电电流影响送话器工作特性，所以为了使电话 机送话特性达到最佳，馈电电路应能把馈电电流限制 在20～50mA之间，既保证用户通话质量，又尽量降 低线路上的损耗。 一般公用交换机要求包括话机电阻在内的环路电阻小
●
于2000Ω，对少数远距离用户的馈电也可采取提高馈
电电压的做法，即在b线串接＋24V升压电池。
四、帧定位
帧定位是使输入的码流相位和局内的时钟相位同步。 帧定位原理图：
利用一个弹性存储器作为缓冲器，使输入的PCM码流在 存储器内延迟（暂存）一下，以完成帧调整功能。 为了保证一帧中每一时隙的内容正确地写到规定的存储 器内，弹性存储器的写入受输入PCM码流的帧同步信号 控制，读出则受本交换机的帧同步信号控制。
• 3.2 用户模块的组成
– 问题：用户模块有哪些功能？用户电路有哪些功能？PCM编译
程控数字交换技术(第二版)(刘振霞)-第9章
(5) 不同类型和特性的用户终端之间不能互通，这是因 为电路交换要求通信双方在消息传输、编码格式、同步方式、 通信协议等方面完全兼容。
(6) 呼损严重，即由于对方终端忙或交换网络负载过重 而接续失败。
综上所述，电路交换适用于话音等实时性业务。
第9章 宽带交换技术
9
2. 报文交换
1) 报文交换的定义
第9章 宽带交换技术
9
第9章 宽带交换技术
9.1 交换方式的技术特征
9.2 交换技术的演变
9.3
ATM交换技术
9.4 基于ATM的B-ISDN协议模型
9.5 ATM交换机
9.6 ATM通信网接口
9.7 ATM通信网信令
第9章 宽带交换技术
9
9.1 交换方式的技术特征
1. 面向连接和无连接
面向连接是指两个用户之间的通信信息沿着预先建立 的通路传输；面向无连接是指依靠路由来完成选路工作。
分组交换机也叫数据包交换，处理机将要传送的数据裁 剪并封装成若干较短的、长度不等的数据块，并在每个数据 块中加上必需的控制信息(如初始分组标志、源地址、目的地 址、控制信息、逻辑信道编号、分组编号、最末分组标志等)， 然后按规定的格式进行排列组成一个个数据分组。交换机根 据每个分组的地址信息，为分组寻找输出的通路并将它们发 送(或转发)至目的地。到达目的地后由分组交换机拆包，然 后根据分组头的附加控制信息重新按顺序装配成一个个完整 的信息。
第9章 宽带交换技术
9
9.2 交换技术的演变
1. 电路交换 1) 电路交换的定义 电路交换是以电路连接为目的的交换方式。 2) 电路交换的通信过程 电路交换的通信过程分为三个阶段：电路建立→消息传输 →电路拆除。
第9章 宽带交换技术
(6) 呼损严重，即由于对方终端忙或交换网络负载过重 而接续失败。
综上所述，电路交换适用于话音等实时性业务。
第9章 宽带交换技术
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2. 报文交换
1) 报文交换的定义
第9章 宽带交换技术
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第9章 宽带交换技术
9.1 交换方式的技术特征
9.2 交换技术的演变
9.3
ATM交换技术
9.4 基于ATM的B-ISDN协议模型
9.5 ATM交换机
9.6 ATM通信网接口
9.7 ATM通信网信令
第9章 宽带交换技术
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9.1 交换方式的技术特征
1. 面向连接和无连接
面向连接是指两个用户之间的通信信息沿着预先建立 的通路传输；面向无连接是指依靠路由来完成选路工作。
分组交换机也叫数据包交换，处理机将要传送的数据裁 剪并封装成若干较短的、长度不等的数据块，并在每个数据 块中加上必需的控制信息(如初始分组标志、源地址、目的地 址、控制信息、逻辑信道编号、分组编号、最末分组标志等)， 然后按规定的格式进行排列组成一个个数据分组。交换机根 据每个分组的地址信息，为分组寻找输出的通路并将它们发 送(或转发)至目的地。到达目的地后由分组交换机拆包，然 后根据分组头的附加控制信息重新按顺序装配成一个个完整 的信息。
第9章 宽带交换技术
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9.2 交换技术的演变
1. 电路交换 1) 电路交换的定义 电路交换是以电路连接为目的的交换方式。 2) 电路交换的通信过程 电路交换的通信过程分为三个阶段：电路建立→消息传输 →电路拆除。
第9章 宽带交换技术
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由于交换系统的设备承担了所有终端设备的汇接及转接任务，在通信网中 成为了关键点，因此在网络的结构图中，常将含交换系统的点称为节点。
电信网仅有上述设备往往不能形成一个完善的通信网，还必须包括信令、 协议和标准。从某种意义上说，信令是实现网内设备相互联络的依据，协议和 标准是构成网络的规则。因为它们可使用户和网络资源之间，以及各交换设备 之间有共同的“语言”，通过这些“语言”可使网络合理地运转和正确地控制， 从而达到全网互通的目的。
3) 交换设备
如果说传输设备是电信网络的神经系统，那么交换系统就是各个神经的中枢， 它为信源和信宿之间架设通信的桥梁。其基本功能是根据地址信息进行网内链路 的连接，以使电信网中的所有终端能建立信号通路，实现任意通信双方的信号交 换。对不同的电信业务，交换系统的性能要求不同，例如对电话业务网，交换系 统的要求是话音信号的传输时延应尽量小，因此目前电话业务网的交换系统主要 采用直接接续通话电路的电路交换设备。交换系统除电路交换设备外，还有适合 于其他业务网用的报文交换设备和分组交换设备等。
2. 电话网的特点
电话网最初的设计目标很简单，就是要支持话音通信，因此话音业务的特 点也就决定了电话网的技术特征。话音业务具有如下特点：
(1) 速率恒定且单一。每个用户的话音经过抽样、量化、编码后都形成了 64 kb/s的速率，网中只有这种单一的速率。
(2) 话音对丢失不敏感。电话通信中允许一定的信息丢失，因为话音信息的 相关性较强，可以通过通信的双方用户来恢复。
空分式模拟程控交换机
时分式数字程控交换机
年代 1878 1892
1938
1965 1970
特点 借助话务员进行电话接续，效率低，容量受限 交换机进入自动接续时代。系统设备全部由电磁器件构成，靠 机械动作完成“直接控制”接续。接线器的机械磨损严重，可靠 性差，寿命低 系统设备仍然全部由电磁器件构成。靠机械动作完成“间接控 制”接续，接线器的制造工艺有了很大改进，部分地解决了步进 制的问题 交换机进入电子计算化时代。靠软件程序控制完成电话接续， 所交换的信号是模拟信号，交换网络采用空分技术 交换技术从传统的模似信号交换进入了数字信号交换时代，在 交换网络中采用了时分技术
图1-3 有交换设备的通信
1.2 交换与通信网
当终端用户分布的地域较广时，可设置多个交换机(如市话分局交换机)，每 个交换机连接与之较近的终端，且交换机之间互相连接，如图1-4所示。
交换机
交换机
图1-4 交换机之间的通信
当终端用户分布的地域更广，多个交换设备之间也不便做到个个相连时， 就要引入汇接交换设备，构成典型的电信通信网，如图1-5所示。
(3) 话音对实时性要求较高。话音通信中，时延应尽量小，用户双方应像 面对面一样进行交流。
(4) 话音具有连续性。通话双方一般是在较短的时间内连续地表达自己的 通信信息的。
随着通信技术的发展，通信的业务将越来越丰富，传统的电话网正在向综 合业务数字网(ISDN)发展。
1.3 电话交换机的发展与分类
2. 电话交换机的分类
(1) 按交换机的使用对象，电话交换机可分为局用交换机(用于电信部门)和 用户交换机(用于企、事业集团)。
(2) 按呼叫接续方式，电话交换机可分为人工接续交换机和自动接续交换机。
(3) 按所交换的信号特征，电话交换机可分为模拟信号交换机和数字信号交 换机。
(4) 按接线器的工作方式，电话交换机可分为空分交换机(接线器采用空间 开关方式)和时分交换机(接线器采用时间开关方式)。
(3) 增加第N + 1个终端时，必须增设N条线路。
(4) 当终端间相距较远时，线路信号衰耗大。
图1-2 多个878年，美国人阿尔蒙·B·史端乔提出了交换的设想，其基本思想是将多 个终端与一个转接设备相连，当任何两个终端要传递信息时，该转接设备就把 连接这两个用户的有关电路接通，通信完毕再把相应的电路断开。我们称这个 转接设备为交换机，如图1-3所示。
1) 终端设备
终端设备的主要功能是把待传送的信息和在信道上传送的信号进行相互转 换。对应不同的电信业务有不同的终端设备，如电话业务的终端设备就是电话 机终端，数据通信的终端设备就是计算机等。
2) 传输设备
传输设备是传输媒介的总称，它是电信网中的连接设备，是信息和信号的 传输通路。传输链路的实现方式很多，如市内电话网的用户端电缆，局间中继 设备和长途传输网的数字微波系统、卫星系统以及光纤系统等。
终端
传输媒介
终端
图1-1 点对点通信
点对点通信存在如下缺点：
(1) 任意两个用户之间的通话都需要一条专门的线路直接连接，当存在N 个终端时，需要的传输线数为N(N -1)/2条，传输线的数量随终端数的增加而急 剧增加，如图1-2所示。
(2) 每个终端都有N -1条线与其他终端相连接，因而每个终端需要N -1 个线路接口。
终端设备一般置于用户处，故将终端设备与交换设备之间的连接线叫做 用户线，而将交换设备与交换设备的连接线叫做中继线。
用户交换机是由机关、企业等集团单位投资建设，供内部通信使用的交 换机。
用户线 中继线
汇接交换机 市话交换机 用户交换机
图1-5 典型的电信通信网
1. 电信网的构成要素及主要功能
基本的电信网由终端、传输和交换等三类设备组成。
第1章 概 述
1.1 电话通信的起源 1.2 交换与通信网 1.3 电话交换机的发展与分类 1.4 程控数字交换机简介 1.5 程控数字交换机的优越性与技术发展
1.1 电话通信的起源
1. 电话的问世 电话通信是我们生活中应用最广泛、使用最频繁的一种通信方式。电话
通信于1876年由美国科学家贝尔发明。最初的电话通信只能完成一部话机与 一部话机的固定通信，如图1-1所示。这种仅涉及两个终端的通信称为点对点 通信。
1. 电话交换机的发展 早期的交换设备有人工交换机、步进制交换机、纵横制交换机、空分式模 拟程控交换机等，目前先进的交换机有时分式数字程控交换机、ATM交换机等。 不同阶段的电话交换机简介如表1.1所示。
表1.1 不同阶段的电话交换机简介
名称 人工交换机 步进制交换机 (模拟交换)
纵横制交换机 (模拟交换)