TSSN - 交换系统
在本节中，我们将了解交换系统的工作原理。交换系统可以理解为一系列交换元件，这些元件以特定的方式排列和控制，以便在任意两个远程点之间建立一条公共路径。交换系统的引入降低了布线的复杂性，并使电话通信变得更加便捷。
交换系统的分类
在电信系统的早期阶段，交换的过程和阶段在建立或断开连接方面发挥着重要作用。在初始阶段，交换系统是手动操作的。这些系统后来实现了自动化。以下流程图显示了交换系统的分类方式。
早期阶段的交换系统是手动操作的。连接由电话交换机中的操作员建立。为了最大程度地减少手动操作的缺点，引入了自动交换系统。
自动交换系统分为以下几类：
机电交换系统 - 这里，机械开关由电气操作。
电子交换系统 - 这里，使用二极管、晶体管和集成电路等电子元件进行交换。
机电交换系统
机电交换系统是机械和电气交换类型的组合。其中部署了电路和机械继电器。机电交换系统进一步细分为以下几种。
步进式
步进式交换系统也称为斯特罗格交换系统，以其发明者 A B Strowger 的名字命名。斯特罗格系统中的控制功能由与系统中交换元件相关的电路执行。
横截式
横截式交换系统具有硬连线控制子系统，这些子系统使用继电器和锁存器。这些子系统功能有限，几乎不可能对其进行修改以提供其他功能。
电子交换系统
电子交换系统在处理器或计算机的帮助下进行操作，这些处理器或计算机控制交换时序。指令被编程并存储在控制操作的处理器或计算机上。这种在处理器或计算机上存储程序的方法称为存储程序控制 (SPC)技术。可以通过更改控制程序向SPC系统添加新功能。
电子交换系统使用的交换方案可以是空分交换或时分交换。在空分交换中，在整个呼叫持续时间内，在主叫和被叫用户之间建立一条专用路径。在时分交换中，语音信号的采样值以固定间隔传输。
时分交换可以是模拟的或数字的。在模拟交换中，采样电压电平按原样传输。然而，在二进制交换中，它们被二进制编码并传输。如果编码值在同一时间间隔内从输入传输到输出，则该技术称为空分交换。如果值被存储并在一段时间后传输到输出，则该技术称为时分交换。还可以通过结合使用空分和时分交换技术来设计时分数字交换机。
电信网络
电信网络是一组建立远程呼叫的系统。交换系统是电信网络的一部分。
交换站提供不同用户之间的连接。这样的交换系统可以组合在一起形成电信网络。交换系统通过称为中继线的线路连接。连接到用户端的线路称为用户线。
下图显示了一个电信网络。
从 20 世纪初到后期（1900-80 年），当一个人需要拨打远程电话时，首先将呼叫路由到最近的交换中心的接线员，然后记下被叫用户的号码和位置。在这里，接线员的工作是建立到远程交换中心的呼叫，然后召回主叫用户以建立连接。这种拨打电话的方式称为长途电话系统。
例如，海德拉巴的一位用户可以预订到孟买的长途电话，并等待接线员在通过中继线和交换系统建立连接后回电。
交换系统的基础
在本节中，我们将了解交换系统中使用的不同组件和术语。
入口和出口
交换机的输入电路集称为入口，输出电路集称为出口。交换系统的主要功能是在给定的入口-出口对之间建立电气路径。
通常，N表示入口，出口由M表示。因此，交换网络具有N个入口和M个出口。
交换矩阵
用于在入口和出口之间建立连接的硬件称为交换矩阵或交换网络。此交换网络是在连接入口和出口的过程中形成的连接组。因此，它与上面提到的电信网络不同。
连接类型
在电信网络中可以建立四种类型的连接。连接如下：
- 系统中两个用户之间的本地呼叫连接。
- 用户和外出中继线之间的外出呼叫连接。
- 传入中继线和本地用户之间的传入呼叫连接。
- 传入中继线和外出中继线之间的过境呼叫连接。
折叠网络
当交换网络的入口数等于出口数时，这样的网络称为对称网络，这意味着 N=M。出口连接到入口的网络称为折叠网络。
在折叠网络中，作为出口的 N 个入口再次折叠回入口。但是，交换网络根据需要提供入口和出口的连接。下图将帮助您了解交换网络的工作原理。
由于一次只能为一条线路提供一个连接，因此对于折叠网络的 N 个入口，只能建立 N/2 个连接。这样的网络可以称为非阻塞网络。在非阻塞网络中，只要被叫用户空闲，主叫用户就能建立与被叫用户的连接。
在上图中，只考虑了 4 个用户 - 线路 1 与线路 2 忙，线路 3 与线路 4 忙。在呼叫进行期间，没有机会拨打另一个电话，因此只建立了一个连接。因此，对于 N 个入口，仅连接 N/2 条线路。
有时，入口和出口连接可能会持续用于仅通过中继线进行过境呼叫，而不是在本地用户之间进行。如果入口和出口连接用于交换站间传输，使得交换站不支持本地用户之间的连接，则称为过境交换站。这种交换网络称为非折叠网络。这在下图中显示：
阻塞网络
如果网络中没有空闲的交换路径，则将拒绝请求的呼叫，此时用户被认为阻塞，网络称为阻塞网络。在阻塞网络中，同时交换路径的数量小于可以进行的最大同时对话次数。用户可能被阻塞的概率称为阻塞概率。良好的设计应确保阻塞概率低。
业务量
呼叫率和平均保持时间的乘积定义为业务强度。业务强度较高的连续 60 分钟称为繁忙时段。当业务量超过交换系统设计的限制时，用户会遇到阻塞。
尔朗
电信网络中的业务量由一个国际公认的业务强度单位测量，称为尔朗 (E)。如果交换资源在给定的观察期间持续占用，则该资源被认为承载 1 尔朗的业务量。