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       最開始的電話交換是由人工來完成的、接線員站在機電式交換臺前進行操作。二線的本地環(huán)路是通過帶有金屬塞環(huán)的插頭來連接的，這兩條線當時也叫做塞端和塞環(huán)。在第一次世界大戰(zhàn)之中一次嚴重的接線員大罷工最終使電話交換完全依靠人的時代結(jié)束了，接線員逐漸被機電式交換機所代替。1890年出現(xiàn)了步進制交換機（根據(jù)發(fā)明者命名也叫史端喬式交換機），但要實際應用價格卻十分昂貴。然而在20年代早期，像芝加哥這樣的大城市有了中心局用交換機，可以允許用戶直接撥打本地電話而不需要有人參與。但是當用戶不知道本地電話號碼或要撥打長途電話的時候仍需要接線員。

       目前步進制交換機仍在使用，大多數(shù)是用于農(nóng)村。后來又出現(xiàn)了一種新一代的縱橫制交換機，在大城市中縱橫制交換機開始逐漸取代步進制交換機。新一代的縱橫制交換機必須能夠執(zhí)行三個主要功能：信令、控制和交換。信令功能要準備好線路并且把所撥號碼發(fā)送到長途交換機上。信令同時還要監(jiān)視線路和干線的狀態(tài)，把狀態(tài)信息傳送給控制功能模塊。控制功能處理來自本地環(huán)路或入中繼線所撥的號碼，并且和信令模塊一起執(zhí)行相應的操作。交換矩陣則把交換機端口連接在一起。

       縱橫交換矩陣傳輸?shù)氖悄M話音，從這個意義上說它是一個模擬設備。然而，交換機并不只是矩陣那么簡單，由于電話號碼是數(shù)字形式的所以控制功能必須具有最基本的數(shù)字計算功能。在美國，1960年左右，長途區(qū)號的使用和人們付得起長途電話費的事實都意味著PSTN如果能在更短的時間內(nèi)接通更多的電話，電話公司就可以獲取更多的收入貝爾系統(tǒng)在1965年安裝了第一個電子交換系統(tǒng)（No.1ESS），交換技術又向前發(fā)展了一步。雖然交換矩陣仍是模擬式的，信令也是如此，但控制功能卻是由計算機來完成。這種類型的交換機叫做存儲程序控制（SPC）交換機。又過了10年，交換矩陣也數(shù)字化了，第一次使數(shù)字化DS-0可以像0、1比特流一樣通過交換機傳輸。

       交換機中使用了計算機后，PSTN也增加了許多功能。No.1ESS引入了快速撥號（縮位撥號）、呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫等待和三方通話等功能，程控交換機也簡化了許多管理和維護工作。這樣可以很容易地改變電話號碼，例如計算機提供了記錄保存、話務量統(tǒng)計、呼叫跟蹤等特性。

       ESS交換系統(tǒng)得到了長足發(fā)展，后來又出現(xiàn)了No.2ESS、No.3ESS、0.1AESS，它們的模擬矩陣都是基于舌簧繼電器的。除了貝爾系統(tǒng)之外，GTE的EAX（自動電子交換）也使用了計算機控制。而1976年引入的No.4 。ESS不僅控制功能實現(xiàn)了數(shù)字化，交換矩陣也數(shù)字化了，第一次使得整個中心局用交換機成為一個大的計算機系統(tǒng)。實際上，IP路由器和現(xiàn)在的電話交換機之間有許多共同點。