如何打通一個電話

原始思路

假設電話已經發明了，於是小青和老秦以及很多人都想通電話，想想看，我們應該如何來滿足他們的願望？

首先，要把他們的電話用線纜互相都連起來，如圖1所示：

圖1 電話互連

這種連線的方法在電話數量較少的情況下，是可以的。可是當喜歡裝電話的人數越來越多時，就不行了，如圖2所示：

圖2 大量的連線電纜

交換機的作用

為什麼說不行呢？原來這種方法會浪費了大量的連線線纜，特別是電話數多、距離長遠時尤其浪費。所以實際上，我們並不是這樣來連線電話，而是通過交換機來連線的，如圖3所示：

圖3 交換機示意

這個圖中，圓圈部分即為交換機。所有電話線在交換機內的交叉點，相當於一個開關點，平時是打開的。當有任意兩個用戶需要通話時，把對應的開關點合上，這兩個用戶就可以連通了。比如1和3用戶，以及2和6用戶要通話，那么將對應的開關按下（如圖中的小黑點所示），即可實現通話了。通完話時，再把相應的開關點斷開。可以看到，這種通過交換設備的連線方式，一樣可以實現兩兩之間的互連，但卻節約了大量的線纜和施工量，使投資費用大大地降低了。

不過雖然節約了投資，但怎么控制這些開關點，卻不是件容易的事。剛開始時，是藉助話務員來進行人工控制的。當有兩個電話用戶需要通信時，主叫方會拿起電話對話務員說：“我想接xxx”，話務員一看，xxx沒有占線，就把你們電路接通（呼叫建立），然後你們就可以通話了。通話結束後，話務員再把線路給斷開（呼叫釋放）。隨著技術的發展，這個曾經是話務員所做的事，現在已經完全交給程式來自動而且快速地完成了。

程控交換

那么，程式是怎么來自動地完成的呢？咱們現在讓小青和老秦來打一個電話，他們邊打咱邊看交換機都在乾什麼？

現在假設小青的電話接在交換機1上，老秦的電話接在交換機2上，如圖4所示，這個圖包含了整個呼叫的過程。

圖4 交換機處理一次呼叫流程

現在小青開始摘機了。只見他拿起電話，便聽到話筒里發出“嘟——”的長音。這是交換機給他送的撥號音，提示他撥號呢？他一摘機，交換機就監測到了，然後就開始檢查他的電話類型，看是小靈通、隨我行還是別的什麼電話。弄清楚他是什麼電話後，開始準備收號器，送撥號音。

小青聽到撥號音後，開始撥號了。他在廣州，給在深圳的老秦撥電話，前面要加上深圳的區號0755……他撥完號後，相當於告訴交換機他要接誰的電話。

交換機的收號器接收到他撥的號碼後，將號首送給程式分析，看是本地號碼、長途號碼還是特服號碼等等。確定是到深圳的號碼後，將呼叫信息通過信令鏈路，交換到連線被叫（也就是老秦）交換機的鏈路上，送給被叫所在的交換機，被叫交換機收到信息後，查看被叫老秦的電話是空閒的還是忙的，如果是忙的，就回忙音；如果是空閒的，就預占通話路由，並給主叫小青送回鈴音，同時給被叫老秦送振鈴。

小青聽到了回鈴音——哎，怎么是“嘟——嘟——嘟——”，而不是音樂？嘿嘿，通常默認的回鈴音就是這種“嘟——嘟——”的長音，除非老秦去電話公司開通彩鈴業務，才會給主叫回音樂。但老秦是革命老前輩，又沒找到合適的革命歌曲，他一般不趕這個時髦的。

好了，既然老秦聽到了電話鈴聲，那他就會過來接聽的。只見他一拿起電話，交換機立即檢測到被叫摘機，於是馬上停振鈴和回鈴音，建立主被叫間通話路由，雙方開始通話。通話開始時交換機啟動計費，同時時刻監視主、被叫用戶的狀態。當檢測到有一方掛機時，停止計費，釋放路由，同時給還未掛機的一方送催掛音。

歸納起來，電路交換處理一次通話都要經過呼叫處理、通話建立和釋放話路三個階段。對應這三個階段，交換機要（1）隨時能發現呼叫的到來；（2）能接收並保存傳送來的被叫號碼；（3）能檢測被叫的忙閒和是否有空閒通路；（4）能向空閒的被叫用戶振鈴，並在被叫應答時與主叫建立通話電路；（5）能隨時發現任何一方用戶掛機。

雙音多頻

在電話接續流程中，除了通話以外，呼叫、釋放等為建立通話鏈路和拆除通話鏈路所需的各種控制命令，統稱為信令。信令分為用戶信令和局間信令。用戶信令是終端和交換機之間的信令，局間信令是交換機與交換機之間的信令。用戶信令多為模擬信令，較常用的傳送方式是雙音多頻（DTMF），即從8個不同頻率的單音中選取兩個來組合，表示1位電話號碼，如圖5所示：

圖5 DTMF示意

局間信令可分為隨路信令和共路信令。隨路信令是通過話路來傳送的，即信令和話路共用一條通道。而共路信令是與話路分開傳送的。共路信令的代表是SS7（又稱NO.7，7號信令），是當前固定電話網、移動通信網中使用的信令。