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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(dāng)時也叫做塞端和塞環(huán)。在第一次世界大戰(zhàn)之中一次嚴(yán)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(yīng)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(dāng)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(zhǔn)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?？刂乒δ芴幚韥碜员镜丨h(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(yīng)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(shè)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(shù)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(wù)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。