电话程控交换机(是什么？如何工作？)-科能调度指挥系统

1. 概述

电话程控交换机，全称为存储程序控制交换机（Stored Program Control exchange），是一种利用计算机技术，以预先编好的程序来控制电话的接续工作的设备。它是电话通信系统的核心组成部分，负责实现电话线路的连接、切换和管理，确保电话通信的顺畅进行。电话程控交换机是一种基于数字技术的电话交换机，它是由计算机控制的自动交换机。与传统的模拟电话交换机相比，它采用数字信号进行通信，具有更高的通信质量和更强的扩展性。

电话程控交换机在电话通信系统中的地位举足轻重。它就像是一个交通枢纽，将来自不同用户的电话线路连接在一起，实现通话的建立和转接。没有电话程控交换机，电话通信就无法实现多用户之间的互联互通。同时，电话程控交换机还能够对通话进行管理和控制，例如实现呼叫等待、呼叫转移、三方通话等功能，提高了电话通信的灵活性和实用性。

电话程控交换机的作用主要体现在以下几个方面：

一、连接用户线路

电话程控交换机通过各种接口与用户的电话机相连，接收用户的呼叫请求，并将这些请求转发到目标用户的线路上。它可以同时连接大量的用户线路，实现多用户之间的通信。例如，在一个企业中，电话程控交换机可以将各个部门的电话机连接在一起，使得员工之间可以方便地进行内部通话。同时，它还可以连接外部的电话线路，实现与外部用户的通信。

二、实现通话转接

当用户拨打一个电话号码时，电话程控交换机根据用户输入的号码，查找目标用户的线路，并将呼叫请求转发到该线路上。如果目标用户正在通话中，电话程控交换机可以根据预设的规则，将呼叫请求进行排队等待、转移到其他用户或者播放忙音提示等操作。例如，在一个客服中心，当一个客户拨打客服电话时，如果所有的客服人员都在忙碌中，电话程控交换机可以将客户的呼叫请求进行排队等待，直到有客服人员空闲时，再将呼叫转接给该客服人员。

三、提供增值服务

电话程控交换机除了实现基本的通话连接功能外，还可以提供各种增值服务。例如，呼叫等待功能可以让用户在通话过程中，得知有其他用户正在呼叫自己，用户可以选择暂停当前通话，接听新的呼叫；呼叫转移功能可以让用户将自己的电话转移到其他号码上，例如当用户外出时，可以将电话转移到自己的手机上，确保不会错过重要的电话；三方通话功能可以让用户同时与两个其他用户进行通话，方便进行会议等活动。

四、管理通话质量

电话程控交换机可以对通话质量进行管理和控制。它可以检测通话中的噪声、回声等问题，并采取相应的措施进行处理，提高通话的清晰度和质量。同时，电话程控交换机还可以对通话进行录音和监控，以便在需要时进行查询和分析。

2. 电话程控交换机的硬件构成

一、话机

话机是电话程控交换机系统中最直接与用户交互的硬件设备。它的主要功能是将用户的语音信号转换为电信号，以便在通信网络中传输。同时，话机也能够接收来自网络的电信号，并将其转换为用户可以听到的语音信号。

不同类型的话机具有不同的特点。例如，传统的模拟话机结构简单、成本较低，但功能相对有限。数字话机则具有更高的音质、更多的功能和更好的扩展性。数字话机可以支持多种业务，如呼叫转移、呼叫等待、三方通话等，并且可以通过网络进行远程管理和配置。

在实际应用中，话机的选择需要根据用户的需求和预算来确定。对于一般的家庭用户或小型企业，模拟话机可能已经足够满足日常通信需求。而对于大型企业或对通信质量要求较高的用户，则可以选择数字话机，以获得更好的通信体验。

例如，某大型企业在办公室中部署了数字话机，员工可以通过话机上的快捷键轻松实现呼叫转移、呼叫等待等功能，提高了工作效率。同时，企业的 IT 部门可以通过网络对话机进行集中管理和配置，大大降低了维护成本。

二、线路

线路是连接电话程控交换机各个组成部分以及用户话机的物理通道。它主要包括用户线、中继线和内部连接线等。

1. 用户线

用户线是连接用户话机和电话程控交换机的线路。它负责将用户的语音信号传输到交换机，并将交换机发送的信号传输到用户话机。用户线通常采用双绞线或光纤等传输介质，具有一定的传输距离和带宽限制。

2. 中继线

中继线是连接不同电话程控交换机或连接电话程控交换机与公共通信网络的线路。它主要用于实现不同交换机之间的通信或与公共通信网络的连接。中继线可以采用数字中继线或模拟中继线，数字中继线具有更高的传输质量和可靠性，但成本也相对较高。

3. 内部连接线

内部连接线是连接电话程控交换机内部各个模块和组件的线路。它负责在交换机内部传输控制信号、数据信号和语音信号等。内部连接线通常采用印刷电路板上的导线或电缆等传输介质。

在实际应用中，线路的质量和可靠性对电话通信质量有着重要影响。如果线路存在干扰、衰减或断线等问题，将会导致通话质量下降、通话中断等故障。因此，在安装和维护电话程控交换机时，需要确保线路的质量和可靠性。

例如，某企业在新办公室装修时，对电话线路进行了重新规划和铺设。采用了高质量的双绞线和光纤作为传输介质，并对线路进行了严格的测试和验收，确保了线路的质量和可靠性。在后续的使用过程中，该企业的电话通信质量得到了显著提高，没有出现因线路问题导致的故障。

三、数字处理系统

数字处理系统是电话程控交换机的核心组成部分之一，它主要负责对语音信号进行数字化处理和交换。数字处理系统通常由数字信号处理器（DSP）、数字交换矩阵和存储器等组成。

1. 数字信号处理器（DSP）

数字信号处理器是数字处理系统的核心部件，它负责对语音信号进行采样、量化、编码和压缩等处理。DSP 可以将模拟语音信号转换为数字信号，并对数字信号进行各种处理，以提高语音信号的质量和传输效率。

2. 数字交换矩阵

数字交换矩阵是数字处理系统的关键组成部分，它负责实现数字信号的交换和路由选择。数字交换矩阵可以根据用户的呼叫请求，将数字信号从一个端口切换到另一个端口，实现不同用户之间的通信连接。

3. 存储器

存储器是数字处理系统的重要组成部分，它负责存储数字信号处理器处理后的语音数据和控制信息等。存储器可以分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）等类型，RAM 用于存储临时数据，ROM 用于存储固化的程序和数据。

在实际应用中，数字处理系统的性能和功能对电话程控交换机的整体性能有着重要影响。一个高性能的数字处理系统可以提供更高的语音质量、更快的交换速度和更多的业务功能。

例如，某通信运营商采用了先进的数字处理系统的电话程控交换机，能够实现高清语音通话、视频通话等业务功能。同时，该数字处理系统还具有强大的抗干扰能力和容错能力，能够在恶劣的通信环境下保证通信质量和可靠性。

四、控制器

控制器是电话程控交换机的大脑，它负责对整个交换机进行控制和管理。控制器通常由中央处理器（CPU）、存储器和输入输出接口等组成。

1. 中央处理器（CPU）

中央处理器是控制器的核心部件，它负责执行交换机的控制程序，对交换机的各个组成部分进行协调和管理。CPU 可以根据用户的呼叫请求，进行呼叫分配和路由选择，控制数字处理系统进行信号处理和交换，并对交换机的状态进行监测和管理。

2. 存储器

存储器是控制器的重要组成部分，它负责存储交换机的控制程序、数据和配置信息等。存储器可以分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）等类型，RAM 用于存储临时数据，ROM 用于存储固化的程序和数据。

3. 输入输出接口

输入输出接口是控制器与外部设备进行通信的通道。它负责接收用户的输入信息，如拨号号码、功能键操作等，并将交换机的状态信息和处理结果输出给用户，如语音提示、显示屏显示等。

在实际应用中，控制器的性能和稳定性对电话程控交换机的整体性能有着至关重要的影响。一个高性能、稳定可靠的控制器可以保证交换机的正常运行，提高通信质量和效率。

例如，某企业的电话程控交换机控制器出现故障，导致整个交换机无法正常工作。企业的 IT 部门及时联系了设备供应商，对控制器进行了维修和更换。在更换了新的控制器后，交换机恢复了正常运行，企业的通信业务也得以顺利进行。

电话程控交换机的硬件构成包括话机、线路、数字处理系统和控制器等各个组成部分。每个组成部分都具有特定的功能和特点，它们共同协作，实现了电话通信的交换和管理。在实际应用中，需要根据用户的需求和实际情况，选择合适的硬件设备，并进行合理的配置和维护，以确保电话程控交换机的正常运行和通信质量。

3. 电话程控交换机的软件构成

一、操作系统的作用和功能

电话程控交换机的操作系统是整个交换机软件的基础，它为其他软件提供运行环境和管理服务。其主要作用和功能如下：

1. 资源管理

操作系统负责管理交换机的硬件资源，包括处理器、内存、存储设备、通信接口等。它合理分配这些资源，确保各个软件模块能够高效地运行。例如，操作系统会根据不同软件模块的需求，分配相应的内存空间和处理器时间，以提高系统的整体性能。

2. 任务调度

操作系统负责调度交换机中的各种任务，确保它们能够按照预定的顺序和时间执行。例如，当有多个呼叫同时到达时，操作系统会根据优先级和时间顺序，安排交换软件对这些呼叫进行处理。同时，操作系统还会监控各个任务的执行状态，及时调整调度策略，以保证系统的稳定性和可靠性。

3. 通信管理

操作系统负责管理交换机与外部设备之间的通信，包括与话机、线路、其他交换机等的通信。它提供了统一的通信接口和协议，使得不同的设备能够方便地与交换机进行通信。例如，操作系统会处理来自话机的呼叫请求，并将其转发给交换软件进行处理；同时，它还会将交换软件处理后的结果反馈给话机，实现双向通信。

4. 安全管理

操作系统负责保障交换机的安全，包括防止非法访问、防止病毒感染、防止数据丢失等。它提供了用户认证、访问控制、数据加密等安全机制，确保交换机的运行安全可靠。例如，操作系统会要求用户输入密码进行认证，只有通过认证的用户才能访问交换机的管理界面；同时，它还会对交换机中的重要数据进行加密，防止数据被窃取。

二、交换软件的作用和功能

交换软件是电话程控交换机的核心软件，它负责实现电话和数据的交换管理。其主要作用和功能如下：

1. 呼叫处理

交换软件负责处理来自话机的呼叫请求，包括呼叫建立、呼叫保持、呼叫转移、呼叫挂断等。它根据用户输入的号码，进行寻址和路由选择，将呼叫连接到目标话机。例如，当用户拨打一个电话号码时，交换软件会根据号码分析结果，选择合适的线路和交换节点，将呼叫连接到目标话机。

2. 信令处理

交换软件负责处理电话通信中的信令，包括呼叫建立信令、呼叫释放信令、状态信令等。它根据信令的类型和内容，进行相应的处理和响应。例如，当交换软件接收到一个呼叫建立信令时，它会根据信令中的信息，进行寻址和路由选择，建立呼叫连接；当交换软件接收到一个呼叫释放信令时，它会释放相应的资源，结束呼叫连接。

3. 资源管理

交换软件负责管理交换机的交换资源，包括线路资源、交换节点资源、带宽资源等。它根据呼叫的需求，合理分配这些资源，确保呼叫能够顺利进行。例如，当有多个呼叫同时到达时，交换软件会根据线路的空闲情况和带宽需求，选择合适的线路和交换节点，将呼叫连接到目标话机。

4. 故障处理

交换软件负责处理交换机中的故障，包括硬件故障、软件故障、通信故障等。它会检测故障的类型和位置，并采取相应的措施进行处理。例如，当交换软件检测到一个硬件故障时，它会将故障设备隔离，并启动备用设备，确保系统的正常运行；当交换软件检测到一个软件故障时，它会进行故障恢复或重启相应的软件模块，以恢复系统的正常功能。

三、应用软件的作用和功能

应用软件是电话程控交换机的扩展软件，它为用户提供各种业务功能。其主要作用和功能如下：

1. 增值业务

应用软件可以为用户提供各种增值业务，如呼叫转移、呼叫等待、三方通话、语音信箱等。这些业务可以提高用户的通信效率和便利性，满足用户的个性化需求。例如，用户可以通过设置呼叫转移功能，将呼叫转移到其他号码，确保不会错过重要的电话；用户还可以通过使用语音信箱功能，在不方便接听电话时，让对方留言，以便后续回复。

2. 管理功能

应用软件可以为管理员提供各种管理功能，如用户管理、设备管理、业务管理、统计分析等。这些功能可以帮助管理员更好地管理交换机，提高系统的运行效率和可靠性。例如，管理员可以通过用户管理功能，添加、删除、修改用户信息，控制用户的权限和业务使用范围；管理员还可以通过统计分析功能，了解系统的运行状态和业务使用情况，为系统的优化和升级提供依据。

3. 接口功能

应用软件可以为其他系统提供接口功能，实现与其他系统的集成和协同工作。例如，应用软件可以与企业的办公自动化系统集成，实现电话与电子邮件、即时通讯等的融合；应用软件还可以与电信运营商的业务支撑系统集成，实现用户业务的开通、变更、查询等功能。

四、软件协同工作实现电话和数据交换管理及业务功能支持

电话程控交换机的操作系统、交换软件和应用软件协同工作，实现了电话和数据的交换管理以及支持各种业务功能。具体来说，它们的协同工作方式如下：

1. 操作系统为交换软件和应用软件提供运行环境和管理服务

操作系统负责管理交换机的硬件资源，为交换软件和应用软件提供运行环境。它还负责调度任务、管理通信、保障安全等，为交换软件和应用软件的正常运行提供保障。例如，当交换软件需要处理一个呼叫请求时，操作系统会为其分配相应的处理器时间和内存空间；当应用软件需要与外部系统进行通信时，操作系统会提供统一的通信接口和协议。

2. 交换软件实现电话和数据的交换管理

交换软件是电话程控交换机的核心软件，它负责实现电话和数据的交换管理。它根据用户输入的号码，进行寻址和路由选择，将呼叫连接到目标话机。同时，它还负责处理信令、管理资源、处理故障等，确保呼叫能够顺利进行。例如，当用户拨打一个电话号码时，交换软件会根据号码分析结果，选择合适的线路和交换节点，将呼叫连接到目标话机；当交换软件检测到一个线路故障时，它会自动切换到备用线路，确保呼叫不会中断。

3. 应用软件为用户提供各种业务功能

应用软件是电话程控交换机的扩展软件，它为用户提供各种业务功能。它通过与交换软件进行交互，实现对交换资源的控制和管理，为用户提供增值业务和管理功能。例如，当用户需要设置呼叫转移功能时，应用软件会向交换软件发送相应的指令，交换软件会根据指令进行相应的处理，实现呼叫转移功能；当管理员需要查询系统的运行状态时，应用软件会从交换软件中获取相应的数据，并进行统计分析，为管理员提供决策依据。

总之，电话程控交换机的软件部分包括操作系统、交换软件、应用软件等，这些软件协同工作，实现了电话和数据的交换管理以及支持各种业务功能。在实际应用中，我们需要根据不同的需求和场景，选择合适的软件模块和配置方案，以提高系统的性能和可靠性。同时，我们还需要不断地进行技术创新和升级，以适应不断变化的通信市场和用户需求。

4. 电话程控交换机的优点

电话程控交换机的优点主要体现在技术和经济两个方面，以下是详细分析：

技术上的优越性

提供多种用户服务功能
- 程控交换机能够提供许多新的用户服务功能，如缩位拨号、来电显示、叫醒业务、呼叫转移、呼叫等待等业务，不再局限于单一的语音业务。
维护管理方便，可靠性高
- 程控交换机可以通过故障诊断程序对故障进行检测和定位，发生故障时紧急处理迅速及时。例如，当交换机的某个部件出现问题时，系统能够快速识别故障点，便于维修人员快速修复。
灵活性大
- 为适应交换机外部条件的变化，增加的新业务往往只需要改变软件（程序和数据）就能满足不同外部条件（如市话局、长话局等的不同需求）的需要。这意味着程控交换机可以根据不同的使用场景和需求进行灵活调整，而不需要对硬件进行大规模改动。
便于利用电子器件的最新成果
- 随着电子技术的不断发展，新的电子器件不断涌现。程控交换机能够方便地采用这些最新的电子器件成果，使整机技术上的先进性得到发挥，例如采用更先进的芯片或电路设计，提升交换机的性能。

经济上的优越性

交换设备方面
- 体积小：采用电子器件大大减小了交换机的体积，占用机房的面积小。例如，与传统的纵横制交换机相比，程控交换机的体积可能只有其1/8 - 1/4，这对于机房空间有限的场所来说非常有利。
- 耗电省：用电子器件代替机械部件，大大减低了能量消耗，长期使用下来可以节省大量的电费开支。
- 成本低：随着集成电路价格的减低，可以大幅度减低交换机成本，使得程控交换机在经济上更具竞争力。
线路设备方面
- 可以通过采用远端用户模块方式节省用户线，降低线路设备费用。例如，在一些大型企业或社区中，通过合理布局远端用户模块，可以减少从交换机到用户端的线路铺设长度，从而节省线路建设成本。
维护生产方面
- 减少维护工作量：由于检测和诊断故障的自动化，减少了不少维护工作量，节省了维护人员。例如，一些程控交换机可以自动监测线路状态，当出现故障时自动报警，维护人员只需根据报警信息进行针对性维修即可。
- 提高生产效率：制造工艺简单了，生产效率也提高了，这有助于降低程控交换机的生产成本，进而降低用户的采购成本。

5. 电话程控交换机的应用

电话程控交换机在多个领域都有广泛的应用，以下是一些主要的应用场景：

企业通信

内部沟通：程控交换机可以提高企业内部沟通效率，降低通信成本。例如，企业内部电话、传真、邮件等各种通信方式可以集成在一起，方便员工之间的沟通和协作。
电话会议：支持电话会议功能，提高团队协作效率。
语音留言：员工不在座位时，可以通过语音留言功能接收重要信息。
自动接听：自动接听来电，提高客户服务效率。

客服中心

自动转接：根据客户需求自动转接至相应部门或客服人员，提高服务效率。
语音导航：通过语音导航功能，引导客户快速找到所需服务。
自动回拨：在客服人员忙碌时，自动回拨客户，提高客户满意度。

公共事业

公共服务热线：如政府服务热线、公共事业服务热线等，通过程控交换机实现高效的客户服务。
应急调度：在公共安全、医疗急救等领域，程控交换机可以实现快速的应急调度。

酒店、宾馆等服务行业

分机管理：每个房间或部门可以分配独立的分机号码，方便管理和客户联系。
电话计费：通过程控交换机实现对电话使用情况的统计和分析，帮助企业更好地管理电话费用。
来电显示：提供来电显示功能，方便酒店工作人员识别来电者身份。

教育、医疗等机构

内部通信：在学校、医院等机构内部，程控交换机可以实现高效的内部通信，提高工作效率。
远程协作：支持远程会议、远程教学等功能，促进教育和医疗资源的共享和协作。

6. 总结

电话程控交换机是一种基于数字技术的电话交换机，具有更高的通信质量、更强的扩展性和更高的可靠性。它采用计算机程序对电话信号进行处理，通过确定通信路径和转发电话信号来实现电话通信。电话程控交换机广泛应用于各种通信场景，如企业内部通信、公共电话网、移动通信网等。通过先进的计算机技术和复杂的程序控制，实现了电话线路的连接、切换和管理，为人们提供了便捷、高效、灵活的电话通信服务。随着通信技术的不断发展，电话程控交换机也在不断地升级和完善，其功能和性能也将越来越强大，为人们的通信生活带来更多的便利和惊喜。

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