纵横制电话交换机

纵横制电话交换机由纵横接线器等组成接续网路，用电磁元件组成控制设备的自动电话交换机。

概述

1913年美国首先提出纵横制原理。1923年瑞典首先制成可供实用的纵横接线器。1926年瑞典开始制出大容量纵横制电话交换机。中国于1957年开始研制纵横制电话交换机，1960年在上海吴淞建成国内第一个纵横制电话交换机试验局。纵横制电话交换机见图1。1964年开始研制编码纵横制长途自动电话交换机，并于1976年在北京建成编码制电话交换试验局。

1938年，美国开通了1号纵横制自动电话交换机，采用集中控制原理，比早期采用类似步进制控制原理的纵横制有很大的改进。以后又相继研制了新型的市内电话和长途电话的纵横制交换机。到20世纪50年代，不少国家也都研制了自己的纵横制自动电话交换机，纵横制交换技术已达到比较完善和成熟的阶段。我国也从50年中期开始研制纵横制电话交换机。1960年，第一个市话纵横制交换机在上海吴淞局开通使用，纵横制交换机在我国电话交换领域中发展了近30年，到70年代，在我国电话交换领域中占主导地位。从80年代起，我国开始使用程控数字交换机。

纵横接线器由纵线（入线）和横线(出线)组成。平时，纵线同横线互相隔离，但在每个交叉点处有一组接点。根据需要使一组接点闭合，就能使某一纵线与某一横线接通（图2）。10条纵线和10条横线有100个交叉点，控制这100个交叉点处的接点组的闭合，最多能接通10个各自独立的通路。在实际的10×10接线器中，这100个接点是由5条横棒和10条纵棒控制的。每个横棒需要两个电磁铁驱动，每个纵棒由一个电磁铁驱动（图3）。实际的纵横接线器的纵线和横线不限于10×10。加一条两位置的转换横棒，即可扩大为20条横线，成为10×20接线器。加一条三位置转换横棒，即可扩大为30条横线，构成10×30接线器。

特点

纵横制电话交换机在通话质量和业务性能上都优于步进制电话交换机。它的主要特点是：

采用纵横接线器作为交换网路中的接续器件。

纵横接线器用推压式接点代替步进制交换机中的旋转滑动接点，其动作轻微，接触可靠，接点磨损小，杂音小，因而通话质量好，维护工作量小，有利于开放数据通信、用户电报、传真电报、书写电话等业务。

纵横制的中继方式较步进制优越，中继方式不受十进制的限制，组织方法比较灵活。采用大量的10×20或10×30接线器分级复接和串接，可组成不同数量纵线和横线的中继方式。横线的利用度不受10的限制，每条横线的话务负荷能力比步进制大,且具备二次测选性能,因此有利于降低呼叫、损失和提高接通率。

采取交换和控制两种功能分开的方式

代替步进制中电话用户发出拨号脉冲直接控制机键的上升旋转动作的方式。在纵横制交换机中，电话机的拨号脉冲先由记发器收存下来，在适当的时候转发给标志器，以控制选定路由中接线器横棒和纵棒的动作，形成间接控制方式。采用间接控制方式可实现控制设备的集中化，从而使交换功能和控制功能完全分开。因此，通话接续部分的电路可以大大简化，控制接线部分可以公用。这样，控制接线部分在用户每次呼叫完成接续以后，可以立即释放，以便供其他用户使用，所以利用率较高。控制设备的集中化还为交换机增加二次选测性能和选测迂回路由的性能提供条件。

由于纵横制交换机备有专用的记发器，用户可以使用音频按钮话机。纵横制电话交换机使用在长途电话交换上还能为长途呼叫获得按通话距离和通话时间自动计费的性能。

用多频互控信号作为纵横制电话局的局间信号

发话局用6种不同的音频,以6中取2的组合编成15种信号，向受话局发送，叫做前向信号。受话局每收到一个信号就向发话局回送一个证实信号，叫做后向信号。后向信号用4种不同的音频，以4中取2的组合编成6种信号。这种音频信号速度快并能通过载波、微波、脉码调制等设备传送，是局间信号方式的一项重要改进。

此外，纵横制电话交换机还能为电话网的组织结构提供较大的灵活性，便于组织成技术上经济上合理的网路结构，因而在世界各国得到了广泛采用。

集中控制是交换技术发展中的一个转折点。它采用公共的控制设备记发器与标志器，存储用户所拨的号码并进行灵活的编码控制各种接续。较步进制的控制方式有很大的优越性。

交换矩阵原理

纵横制是在全继电器基础上发展的。同样一个N×M的交换矩阵，如用全继电器构成需N×M只继电器，而用纵横接线器则仅需N+M只纵横向电磁铁，从而缩小体积、节省成本。横向电磁铁控制横杆，每一横杆上有N只弹性指针，横杆可以做上下二个位置动作，分别由上下二只横向电磁铁控制。纵向电磁铁控制纵杆，把装在横向杆上已上下动作的弹性指针嵌入交换矩阵的一组接点推动簧中去，从而使该组接点动作。

在50年代，纵横接线器进一步发展其结构，使横杆中增加一根转换杆。原来闭合一组交叉点时横杆及纵杆均仅有一杆动作，而改进后则每次横杆工作时，转换杆也作必要的动作，这样可使纵横接线器容量成倍扩大，而体积增加不多。

上述机械结构的纵横接线器称之谓拨簧式纵横接线器，其容量有10×20×4（5），即10路纵向引入线，20路横向出线，每路为4线或5线。以后又发展了10×30×3的容量。

在长途电话自动交换上发展了另一种纵横接线器，称之谓编码纵横接线器。编码纵横接线器在结构上有了进一步的发展，它将拨簧式接线器的横杆改为码条，码条共6根，可以有多达52种组合的动作，因而最大可构成10×52×3容量的接线器，而在长话交换上仅取30种组合，构成容量为10×30×6的接线器。

在纵横接线器向小型化发展时，70年代我国又研制成了螺簧接线器，其容量为10×10×3及10×16×2。

如要由纵横制接线器构成大容量的交换局，必须采用多级接线器交叉串联构成链路系统，例如采用10×30×3的接线器二级串联就可扩展为30×30=900，即任一入线可接至900条出线中的任一条。多级链路系统的设计成功才使纵横制在话路交换矩阵上奠定了基础。

电路设计

纵横制的蛹起，也得归功于在电路设计上的突破。首先创建了标志机电路，其主要功能有：①话源的识别，即查定出要发话或受活的话源座标；②在受话接续中要接受被叫的字冠或全部号码；③把被叫号码译成相应设备的座标；④测试空闲的中继线或空闲用户；⑤吸动相应纵横接线器的横杆电磁铁及纵杆电磁铁，因而建立接续，并作导通核对。标志机的工作时间一般约为500ms，因此一只标志机可为一大群用户或中继线所合用。标志机可分为用户呼出标志机。选组标志机、用户呼入标志机等。

记发机是记录用户号盘所发出的十进制断续脉冲，也具有部分字冠译码功能，这些号码在本局呼叫时一般用多线方式传送给标志机。

多频收发码器是用在局间接收或发送多频互控记发机信号。

通话电路及用户电路是接收用户的线路信号如摘机、挂机，此外还具有馈电、振铃、计次脉冲的产生、发送信号音、用户电路锁定等功能。

此外还有一些维护管理电路如话务统计、故障记录、例行测试电路，铃流及信号音产生器。典型的拨簧式市话纵横制中继方式见图1。

优点

纵横制和步进制相比有以下优点：①由继电器接收话机号盘脉冲，接收脉冲及断续比范围可以扩大，减少对话机调整要求；②通话接触点均是贵金属，无滑动磨擦，因此杂音低；③机械结构简单，无冲击式或旋转式机械运动，故不必经常作调整注油等工作；④中继线利用率高，且有二个迂回路由，因此组网灵活，利用率约可提高20%；⑤用户电路有锁定功能，在中继忙、被叫忙时仅占用用户电路，因此话务递减率大。

我国生产的纵横制交换机型号较多，市话交换机有HJ—921型、HJ—921J型，HJ—941型、SH—1型等，长途交换机有JT—801型等，此外长市农合一交换机，用户交换机方面也还有较多型号和品种。

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