縱橫制電話交換機由縱橫接線器等組成接續網路，用電磁元件組成控制設備的自動電話交換機。
基本介紹
- 中文名：縱橫制電話交換機
- 外文名：crossbar telephone switching system
- 接續網路 ：縱橫接線器
- 控制設備：電磁元件
- 橫制原理提出：1913年
- 交換機製成：1923年
- 引入中國：1957年
概述,特點,採用縱橫接線器作為交換網路中的接續器件。,採取交換和控制兩種功能分開的方式,用多頻互控信號作為縱橫制電話局的局間信號,交換矩陣原理,電路設計,優點,
概述
1913年美國首先提出縱橫制原理。1923年瑞典首先製成可供實用的縱橫接線器。1926年瑞典開始制出大容量縱橫制電話交換機。中國於1957年開始研製縱橫制電話交換機，1960年在上海吳淞建成國內第一個縱橫制電話交換機試驗局。縱橫制電話交換機見圖1。1964年開始研製編碼縱橫制長途自動電話交換機，並於1976年在北京建成編碼制電話交換試驗局。
1938年，美國開通了1號縱橫制自動電話交換機，採用集中控制原理，比早期採用類似步進制控制原理的縱橫制有很大的改進。以後又相繼研製了新型的市內電話和長途電話的縱橫制交換機。到20世紀50年代，不少國家也都研製了自己的縱橫制自動電話交換機，縱橫制交換技術已達到比較完善和成熟的階段。我國也從50年中期開始研製縱橫制電話交換機。1960年，第一個市話縱橫制交換機在上海吳淞局開通使用，縱橫制交換機在我國電話交換領域中發展了近30年，到70年代，在我國電話交換領域中占主導地位。從80年代起，我國開始使用程控數字交換機。
縱橫接線器由縱線（入線）和橫線(出線)組成。平時，縱線同橫線互相隔離，但在每個交叉點處有一組接點。根據需要使一組接點閉合，就能使某一縱線與某一橫線接通（圖2）。10條縱線和10條橫線有100個交叉點，控制這100個交叉點處的接點組的閉合，最多能接通10個各自獨立的通路。在實際的10×10接線器中，這100個接點是由5條橫棒和10條縱棒控制的。每個橫棒需要兩個電磁鐵驅動，每個縱棒由一個電磁鐵驅動（圖3）。實際的縱橫接線器的縱線和橫線不限於10×10。加一條兩位置的轉換橫棒，即可擴大為20條橫線，成為10×20接線器。加一條三位置轉換橫棒，即可擴大為30條橫線，構成10×30接線器。
特點
縱橫制電話交換機在通話質量和業務性能上都優於步進制電話交換機。它的主要特點是：
採用縱橫接線器作為交換網路中的接續器件。
縱橫制的中繼方式較步進制優越，中繼方式不受十進制的限制，組織方法比較靈活。採用大量的10×20或10×30接線器分級復接和串接，可組成不同數量縱線和橫線的中繼方式。橫線的利用度不受10的限制，每條橫線的話務負荷能力比步進制大,且具備二次測選性能,因此有利於降低呼叫、損失和提高接通率。
採取交換和控制兩種功能分開的方式
代替步進制中電話用戶發出撥號脈衝直接控制機鍵的上升旋轉動作的方式。在縱橫制交換機中，電話機的撥號脈衝先由記發器收存下來，在適當的時候轉發給標誌器，以控制選定路由中接線器橫棒和縱棒的動作，形成間接控制方式。採用間接控制方式可實現控制設備的集中化，從而使交換功能和控制功能完全分開。因此，通話接續部分的電路可以大大簡化，控制接線部分可以公用。這樣，控制接線部分在用戶每次呼叫完成接續以後，可以立即釋放，以便供其他用戶使用，所以利用率較高。控制設備的集中化還為交換機增加二次選測性能和選測迂迴路由的性能提供條件。
由於縱橫制交換機備有專用的記發器，用戶可以使用音頻按鈕話機。縱橫制電話交換機使用在長途電話交換上還能為長途呼叫獲得按通話距離和通話時間自動計費的性能。
用多頻互控信號作為縱橫制電話局的局間信號
發話局用6種不同的音頻,以6中取2的組合編成15種信號，向受話局傳送，叫做前向信號。受話局每收到一個信號就向發話局回送一個證實信號，叫做後向信號。後向信號用4種不同的音頻，以4中取2的組合編成6種信號。這種音頻信號速度快並能通過載波、微波、脈碼調製等設備傳送，是局間信號方式的一項重要改進。
此外，縱橫制電話交換機還能為電話網的組織結構提供較大的靈活性，便於組織成技術上經濟上合理的網路結構，因而在世界各國得到了廣泛採用。
集中控制是交換技術發展中的一個轉折點。它採用公共的控制設備記發器與標誌器，存儲用戶所撥的號碼並進行靈活的編碼控制各種接續。較步進制的控制方式有很大的優越性。
交換矩陣原理
縱橫制是在全繼電器基礎上發展的。同樣一個N×M的交換矩陣，如用全繼電器構成需N×M只繼電器，而用縱橫接線器則僅需N+M只縱橫向電磁鐵，從而縮小體積、節省成本。橫向電磁鐵控制橫桿，每一橫桿上有N只彈性指針，橫桿可以做上下二個位置動作，分別由上下二隻橫向電磁鐵控制。縱向電磁鐵控制縱桿，把裝在橫向桿上已上下動作的彈性指針嵌入交換矩陣的一組接點推動簧中去，從而使該組接點動作。
在50年代，縱橫接線器進一步發展其結構，使橫桿中增加一根轉換桿。原來閉合一組交叉點時橫桿及縱桿均僅有一桿動作，而改進後則每次橫桿工作時，轉換桿也作必要的動作，這樣可使縱橫接線器容量成倍擴大，而體積增加不多。
上述機械結構的縱橫接線器稱之謂撥簧式縱橫接線器，其容量有10×20×4（5），即10路縱向引入線，20路橫向出線，每路為4線或5線。以後又發展了10×30×3的容量。
在長途電話自動交換上發展了另一種縱橫接線器，稱之謂編碼縱橫接線器。編碼縱橫接線器在結構上有了進一步的發展，它將撥簧式接線器的橫桿改為碼條，碼條共6根，可以有多達52種組合的動作，因而最大可構成10×52×3容量的接線器，而在長話交換上僅取30種組合，構成容量為10×30×6的接線器。
在縱橫接線器向小型化發展時，70年代我國又研製成了螺簧接線器，其容量為10×10×3及10×16×2。
如要由縱橫制接線器構成大容量的交換局，必須採用多級接線器交叉串聯構成鏈路系統，例如採用10×30×3的接線器二級串聯就可擴展為30×30=900，即任一入線可接至900條出線中的任一條。多級鏈路系統的設計成功才使縱橫制在話路交換矩陣上奠定了基礎。
電路設計
縱橫制的蛹起，也得歸功於在電路設計上的突破。首先創建了標誌機電路，其主要功能有：①話源的識別，即查定出要發話或受活的話源座標；②在受話接續中要接受被叫的字冠或全部號碼；③把被叫號碼譯成相應設備的座標；④測試空閒的中繼線或空閒用戶；⑤吸動相應縱橫接線器的橫桿電磁鐵及縱桿電磁鐵，因而建立接續，並作導通核對。標誌機的工作時間一般約為500ms，因此一隻標誌機可為一大群用戶或中繼線所合用。標誌機可分為用戶呼出標誌機。選組標誌機、用戶呼入標誌機等。
記發機是記錄用戶號盤所發出的十進制斷續脈衝，也具有部分字冠解碼功能，這些號碼在本局呼叫時一般用多線方式傳送給標誌機。
多頻收發碼器是用在局間接收或傳送多頻互控記發機信號。
通話電路及用戶電路是接收用戶的線路信號如摘機、掛機，此外還具有饋電、振鈴、計次脈衝的產生、傳送信號音、用戶電路鎖定等功能。
此外還有一些維護管理電路如話務統計、故障記錄、例行測試電路，鈴流及信號音產生器。典型的撥簧式市話縱橫制中繼方式見圖1。
1優點
縱橫制和步進制相比有以下優點：①由繼電器接收話機號盤脈衝，接收脈衝及斷續比範圍可以擴大，減少對話機調整要求；②通話接觸點均是貴金屬，無滑動磨擦，因此雜音低；③機械結構簡單，無衝擊式或旋轉式機械運動，故不必經常作調整注油等工作；④中繼線利用率高，且有二個迂迴路由，因此組網靈活，利用率約可提高20%；⑤用戶電路有鎖定功能，在中繼忙、被叫忙時僅占用用戶電路，因此話務遞減率大。
我國生產的縱橫制交換機型號較多，市話交換機有HJ—921型、HJ—921J型，HJ—941型、SH—1型等，長途交換機有JT—801型等，此外長市農合一交換機，用戶交換機方面也還有較多型號和品種。
