Телефонные коммутаторы: история и эволюция

Введение

Устройство, используемое для соединения телефонных линий с целью установления связи между абонентами.

Телефонная коммутационная панель (или телефонный коммутатор) была устройством, используемым для соединения телефонных линий и установления телефонных соединений между абонентами или другими коммутационными панелями на протяжении всего 20-го века. Коммутационная панель являлась важным компонентом ручной телефонной станции и обслуживалась операторами, которые использовали электрические шнуры или переключатели для установления соединений. Электромеханическая автоматическая телефонная станция, изобретенная Алмоном Строугером в 1888 году, постепенно заменила ручные коммутационные панели на центральных телефонных станциях по всему миру. В 1919 году компания Bell System в Канаде также перешла на автоматическое переключение в качестве технологии будущего, после многих лет использования ручных систем. Тем не менее, многие ручные ведомственные АТС оставались в эксплуатации во второй половине 20-го века на многих предприятиях. Позднее электронные устройства и компьютерные технологии предоставили операторам доступ к широкому спектру функций. Частная автоматическая телефонная станция (PBX) на предприятии обычно оснащена консолью оператора или функцией автоответчика, которая позволяет обойти оператора.

История

После изобретения телефона в 1876 году первые телефоны сдавались в аренду парами, обеспечивая связь только между пользователями этих двух аппаратов. Вскоре стало очевидно, что использование центральной станции даже более выгодно, чем в телеграфии. В мае 1877 года компания Holmes Burglar Alarm Company в Бостоне, штат Массачусетс, основанная Эдвином Т. Холмсом, установила первую центральную станцию и коммутатор, который служил одновременно системой безопасности для банков и предприятий в ночное время и телефонной системой. Коммутатор обслуживал телефонные аппараты, изготовленные Чарльзом Уильямсом, лицензиатом компании Александра Грэма Белла. В январе 1878 года компания Boston Telephone Dispatch начала нанимать мальчиков в качестве телефонных операторов. Мальчики успешно работали телеграфистами, но их отношение, нетерпеливость и поведение были неприемлемы для непосредственного телефонного общения, поэтому компания стала нанимать женщин-операторов. Таким образом, 1 сентября 1878 года Boston Telephone Dispatch наняла Эмму Натт в качестве первой женщины-оператора. В небольших городах коммутатор обычно устанавливали на дому у оператора, чтобы он или она могли отвечать на звонки круглосуточно. В 1894 году New England Telephone and Telegraph Company установила первый коммутатор, работающий от батарей, 9 января в Лексингтоне, штат Массачусетс. Ранние коммутаторы в крупных городах обычно устанавливались от пола до потолка, чтобы операторы могли дотянуться до всех линий на станции. Операторами были мальчики, которые использовали лестницу для подключения к верхним разъемам. К концу 1890-х годов этого оказалось недостаточно для растущего числа линий, и Майло Г. Келлог разработал разделенный мультиплексный коммутатор, позволяющий операторам работать совместно, с одной группой на "A-щитке" и другой на "B-щитке". Эти операторы почти всегда были женщинами до начала 1970-х годов, когда мужчин снова стали нанимать. Кабельные коммутаторы телефонные работники часто называли "кабельными досками". Переход на панельные коммутаторы и другие автоматизированные системы сначала упразднил позицию оператора "B", а затем, как правило, спустя годы – и оператора "A". В сельской местности и пригородах коммутаторы в основном оставались небольшими и простыми. Во многих случаях клиенты знали оператора по имени. По мере перехода телефонных станций на автоматическую (дисковую) связь коммутаторы продолжали использоваться для специализированных целей. До появления прямой междугородней связи абоненту требовалась помощь междугороднего оператора для совершения платного звонка. В крупных городах часто использовался специальный номер, например, 112, который напрямую соединял с междугородным оператором. В других случаях абонент просил местного оператора соединить с междугородным оператором. Междугородный оператор записывал имя и город вызываемого абонента и просил звонящего положить трубку и ждать завершения звонка. Каждый центр платных звонков имел ограниченное количество каналов связи с отдаленными городами, и если эти каналы были заняты, оператор пытался найти альтернативные маршруты через промежуточные города. Оператор подключался к каналу связи с городом назначения, а входящий оператор отвечал на звонок. Входящий оператор получал номер от местного оператора справочной службы и соединял звонок. Когда вызываемый абонент отвечал, оператор сообщал ему, что нужно подождать, пока звонящий будет соединен, после чего перезванивал звонящему и фиксировал время начала разговора. В 1940-х годах, с появлением импульсного и многочастотного набора, оператор подключался к тандемному каналу и набирал код зоны (NPA) и код оператора для оператора справочной службы в отдаленном городе. Например, код оператора справочной службы в Нью-Йорке был 212 131. Если клиент знал номер и была возможность прямого набора, оператор набирал звонок. Если в отдаленном городе не было возможности прямого набора, оператор набирал код для входящего оператора, обслуживающего вызываемого абонента, и просил его соединить с номером. В 1960-х годах, когда у большинства телефонных абонентов появилась возможность прямого междугороднего набора, один тип оператора начал обслуживать как местные, так и междугородные звонки. Клиент мог позвонить, чтобы заказать звонок с оплатой вызываемой стороной, звонок с оплатой третьей стороной или звонок "лично". Для всех звонков с таксофонов требовалась помощь оператора. Оператор также мог помочь завершить местный или междугородний номер, который не соединялся. Например, сигнал повторного вызова (быстрый занятый сигнал) мог указывать на "все каналы заняты" или на проблему на станции назначения. Оператор мог использовать другой маршрут для завершения звонка. Если оператор не мог дозвониться, набрав номер, он мог позвонить входящему оператору в городе назначения и попросить его попробовать номер или проверить линию, чтобы узнать, занята она или нет. Кабельные коммутаторы, используемые для этих целей, в 1970-х и 1980-х годах были заменены системой позиционирования обслуживания трафика (TSPS) и аналогичными системами, которые значительно снизили участие оператора в звонках. Вместо того, чтобы просто набирать "0" для оператора, клиент набирал 1+NPA+7 цифр, после чего оператор отвечал и предоставлял необходимую услугу (сбор оплаты, подтверждение звонка с оплатой вызываемой стороной и т. д.), а затем передавал звонок для автоматической обработки системой TSPS. До конца 1970-х и начала 1980-х годов во многих небольших городах было принято иметь собственных операторов. NPA (код зоны) обычно имел свой крупнейший город в качестве основного центра платных звонков, а небольшие центры платных звонков обслуживали вторичные города, разбросанные по всей NPA. TSPS позволила телефонным компаниям закрыть небольшие центры платных звонков и консолидировать услуги операторов в региональных центрах, которые могли находиться в сотнях миль от абонента. В середине 1980-х годов компании Bell (BOC) открыли собственные офисы обслуживания операторов с системой под названием TOPS (Traffic Operator Position System) для работы в качестве местных и внутризоновых операторов. С помощью этой системы BOC перехватили внутризоновый трафик от AT&T, а также услуги, которые ранее предоставлялись на кабельном коммутаторе (станции платных звонков, мобильная и морская связь [корабль-берег]). Операторы AT&T вернулись на работу в BOC, поскольку внутризоновый трафик был передан BOC. В начале 1990-х годов AT&T заменила TSPS на OSPS (Operator Service Position System). Позиция OSPS представляла собой компьютерный терминал, в который оператор AT&T вводил информацию о выставлении счетов. С появлением OSPS появилась функция под названием Interflow, которая позволяла операторам в системе отвечать на звонки из любой точки в своем регионе. По мере изменения технологий менялось и применение Interflow. Interflow была внедрена по всей стране компанией AT&T. Это позволило AT&T закрыть практически все офисы операторов по всей территории США. По состоянию на 2004 год единственными офисами операторов AT&T, которые оставались, были офисы в Хьюстоне, штат Техас, и Джексонвилле, штат Флорида.

Following the invention of the telephone in 1876, the first telephones were rented in pairs which were limited to conversation between the parties operating those two instruments. The use of a central exchange was soon found to be even more advantageous than in telegraphy. In May 1877, The Holmes Burglar Alarm Company in Boston, Massachusetts, established by Edwin T. Holmes installed the first central office and switchboard that served both as a security service at night for banks and businesses, as well as a telephone system. The switchboard operated telephone instruments manufactured by Charles Williams, a licensee of the Alexander Graham Bell company. In January 1878 the Boston Telephone Dispatch company had started hiring boys as telephone operators. Boys had been very successful as telegraphy operators, but their attitude, lack of patience, and behavior was unacceptable for live telephone contact, so the company began hiring women operators instead. Thus, on September 1, 1878, Boston Telephone Dispatch hired Emma Nutt as the first woman operator. Small towns typically had the switchboard installed in the operator's home so that he or she could answer calls on a 24 hour basis. In 1894, New England Telephone and Telegraph Company installed the first battery operated switchboard on January 9 in Lexington, Massachusetts. Early switchboards in large cities usually were mounted floor to ceiling in order to allow the operators to reach all the lines in the exchange. The operators were boys who would use a ladder to connect to the higher jacks. Late in the 1890s this measure failed to keep up with the increasing number of lines, and Milo G. Kellogg devised the Divided Multiple Switchboard for operators to work together, with a team on the "A board" and another on the "B". These operators were almost always women until the early 1970s, when men were once again hired. Cord switchboards were often referred to as "cordboards" by telephone company personnel. Conversion to Panel switch and other automated switching systems first eliminated the "B" operator and then, usually years later, the "A". Rural and suburban switchboards for the most part remained small and simple. In many cases, customers knew their operator by name. As telephone exchanges converted to automatic (dial) service, switchboards continued to serve specialized purposes. Before the advent of direct dialed long distance calls, a subscriber would need to contact the long distance operator in order to place a toll call. In large cities, there was often a special number, such as 112, which would ring the long distance operator directly. Elsewhere, the subscriber would ask the local operator to ring the long distance operator. The long distance operator would record the name and city of the person to be called, and the operator would advise the calling party to hang up and wait for the call to be completed. Each toll center had only a limited number of trunks to distant cities, and if those circuits were busy, the operator would try alternate routings through intermediate cities. The operator would plug into a trunk for the destination city, and the inward operator would answer. The inward operator would obtain the number from the local information operator, and ring the call. Once the called party answered, the originating operator would advise him or her to stand by for the calling party, whom she'd then ring back, and record the starting time, once the conversation began. In the 1940s, with the advent of dial pulse and multi frequency operator dialing, the operator would plug into a tandem trunk and dial the NPA (area code) and operator code for the information operator in the distant city. For instance, the New York City information operator was 212 131. If the customer knew the number, and the point was direct dialable, the operator would dial the call. If the distant city did not have dialable numbers, the operator would dial the code for the inward operator serving the called party, and ask her to ring the number. In the 1960s, once most phone subscribers had direct long distance dialing, a single type of operator began to serve both the local and long distance functions. A customer might call to request a collect call, a call billed to a third number, or a person to person call. All toll calls from coin phones required operator assistance. The operator was also available to help complete a local or long distance number which did not complete. For example, if a customer encountered a reorder tone (a fast busy signal), it could indicate "all circuits busy," or a problem in the destination exchange. The operator might be able to use a different routing to complete the call. If the operator could not get through by dialing the number, she could call the inward operator in the destination city, and ask her to try the number, or to test a line to see if it was busy or out of order. Cord switchboards used for these purposes were replaced in the 1970s and 1980s by Traffic Service Position System (TSPS) and similar systems, which greatly reduced operator involvement in calls. The customer would, instead of simply dialing "0" for the operator, dial 1+NPA+7digits, after which an operator would answer and provide the desired service (coin collection, obtaining acceptance on a collect call, etc. ), and then release the call to be automatically handled by the TSPS. Before the late 1970s and early 1980s, it was common for many smaller cities to have their own operators. An NPA (area code) would usually have its largest city as its primary toll center, with smaller toll centers serving the secondary cities scattered throughout the NPA. TSPS allowed telephone companies to close smaller toll centers and consolidate operator services in regional centers which might be hundreds of miles from the subscriber. In the mid 1980s the Bell Operating Companies (BOCs) opened their own Operator Services offices with a system called TOPS (Traffic Operator Position System) to act as local and intraLATA telephone operators. With this the BOCs took intraLATA call traffic from AT&T as well as services which were once provided on a cordboard (Toll Stations, Mobile and Marine [Ship to Shore]). Operators from AT&T returned to work for the BOC as the intraLATA traffic was cut to the BOC. In the early 1990s AT&T replaced TSPS with OSPS (Operator Service Position System). The OSPS position was a computer terminal which the AT&T operator entered billing information. With the advent of OSPS a feature called Interflow allowed operators on a system to answer calls from anywhere within their region. As technology changed, so did the application of Interflow. Interflow was implemented nationwide by AT&T. This allowed AT&T to close virtually every operator office throughout the US. as of 2004 the only AT&T operator offices remaining were located in Houston, Texas, and Jacksonville, Florida.

Операция

Коммутатор обычно рассчитан на оператора, который сидит лицом к нему. Он имеет высокую заднюю панель, состоящую из рядов гнезд, каждое из которых обозначено и подключено как локальное расширение коммутатора (обслуживающего отдельного абонента) или как входящая или исходящая магистральная линия. Каждое гнездо также связано с лампой. На столе или рабочей поверхности перед оператором расположены колонны из трехпозиционных переключателей, называемых "ключами", ламп и шнуров. Каждая колонка состоит из переднего и заднего ключей, передней и задней ламп, а также переднего и заднего шнуров, вместе образующих шнуровую цепь. Передний ключ – это "ключ связи", позволяющий оператору разговаривать с данной парой шнуров. Задний ключ на старых "ручных" коммутаторах и PBX использовался для физического вызова абонента. На более новых коммутаторах задний ключ используется для сбора (извлечения) денег с монетных телефонов. Каждый ключ имеет три положения: назад, нормальное и вперед. В нормальном положении ключ обеспечивает электрическую цепь связи между передним и задним шнурами. Ключ в переднем положении (передний ключ) соединяет оператора с парой шнуров, а ключ в заднем положении посылает сигнал вызова по шнуру (на старых ручных станциях). Каждый шнур имеет трехпроводной телефонный разъем TRS: "кончик" и "кольцо" для тестирования, вызова и передачи голоса, а также "земля" для сигнала занятости. При поступлении вызова на задней панели загорается лампа гнезда, и оператор отвечает, вставляя задний шнур в соответствующее гнездо и переводя передний ключ вперед. Затем оператор начинает разговор с вызывающим абонентом, который сообщает оператору, с кем он хочет связаться. Если это другое расширение, оператор вставляет передний шнур в соответствующее гнездо и переводит передний ключ назад, чтобы вызвать вызываемого абонента. После соединения оператор оставляет оба шнура "поднятыми", а ключи – в нормальном положении, чтобы абоненты могли разговаривать. Контрольные лампы загораются, чтобы предупредить оператора, когда абоненты заканчивают разговор и вешают трубку. Любой из абонентов мог подать сигнал на контрольные лампы оператора, кратковременно нажав и отпустив кнопку удержания трубки, если ему требовалась помощь. Когда оператор опускает шнур, противовес за коммутатором опускает его, чтобы предотвратить спутывание. На магистральной линии сигналы "на крючке" и "вне крючка" должны передаваться в обоих направлениях. В односторонней магистрали станция инициации (A) отправляет короткий импульс для сигнала "вне крючка" и разомкнутую цепь для сигнала "на крючке", а станция назначения (B) отправляет сигнал нормальной или обратной полярности. Эта сигнализация "обратной полярностью" была перенесена на более поздние автоматические станции. В некоторых регионах использовались специализированные коммутаторы для обработки вызовов с таксофонов. В Северной Америке эти "монетные коммутаторы" постепенно выводились из эксплуатации после внедрения автоматизированной системы оплаты за междугородние звонки, предоставляемой системой позиционирования трафика. Специализированные монетные коммутаторы в основном использовались в крупных, густонаселенных районах, таких как Нью-Йорк, где большая местная зона обслуживания требовала специальных тарифов, позволяющих стоимость местного звонка варьироваться в зависимости от расстояния. В менее густонаселенных регионах вызовы с таксофонов обрабатывались обычными операторами без использования специализированных монетных коммутаторов.

The switchboard is usually designed to accommodate the operator, who sits facing it. It has a high back panel, which consists of rows of female jacks, each jack designated and wired as a local extension of the switchboard (which serves an individual subscriber) or as an incoming or outgoing trunk line. The jack is also associated with a lamp. On the table or desk area in front of the operator are columns of 3 position toggle switches termed "keys", lamps, and cords. Each column consists of a front key and a rear key, a front lamp and a rear lamp, followed by a front cord and a rear cord, making up together a cord circuit. The front key is the "talk" key allowing the operator to speak with that particular cord pair. The rear key on older "manual" boards and PBXs is used to ring a telephone physically. On newer boards, the back key is used to collect (retrieve) money from coin telephones. Each of the keys has three positions: back, normal and forward. When a key is in the normal position an electrical talk path connects the front and rear cords. A key in the forward position (front key) connects the operator to the cord pair, and a key in the back position sends a ring signal out on the cord (on older manual exchanges). Each cord has a three wire TRS phone connector: tip and ring for testing, ringing and voice; and a sleeve wire for busy signals. When a call is received, a jack lamp lights on the back panel and the operator responds by placing the rear cord into the corresponding jack and throwing the front key forward. The operator then converses with the caller, who informs the operator to whom he or she would like to speak. If it is another extension, the operator places the front cord in the associated jack and pulls the front key backwards to ring the called party. After connecting, the operator leaves both cords "up" with the keys in the normal position so the parties can converse. The supervision lamps light to alert the operator when the parties finish their conversation and go on hook. Either party could "flash" the operator's supervision lamps by depressing their switch hook for a second and releasing it, in case they needed assistance with a problem. When the operator pulls down a cord, a pulley weight behind the switchboard pulls it down to prevent it from tangling. On a trunk, on hook and off hook signals must pass in both directions. In a one way trunk, the originating or A board sends a short for off hook, and an open for on hook, while the terminating or B board sends normal polarity or reverse polarity. This "reverse battery" signaling was carried over to later automatic exchanges. Some areas used specialized switchboards to handle calls from payphones. In North America, these "coin boards" were gradually phased out after the introduction of the Automated Coin Toll System that was provided by the Traffic Service Position System. Dedicated coin boards were primarily used in large, densely populated areas such as New York City where the large local calling area required special billing arrangements to allow the rate for a local call to vary based on the distance called. In less densely populated regions, calls from payphones were handled by normal assistance operators without the use of dedicated coin boards.