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计算机网络课程补充材料
通信交换技术的百年发展史
“电话”的出现
1876年2月，一位名叫亚历山大·贝尔的29岁年轻人，向美国专利局提交了一
项发明专利申请并获得批准。这项专利，就是日后影响了整个人类社会进程的通信
神器——电话。
亚历山大·格拉汉姆·贝尔（AlexanderGrahamBell）
在这之后的第二年，贝尔创办了贝尔电话公司（也就是美国ATT公司和朗讯
公司的前身，贝尔实验室的发起者），开始了电话的商业化运营。到了年底，用户
数很快就达到了3000户。没过多久，贝尔又完成了波士顿和纽约之间的首次长途电
话实验（相距300多公里），进一步刺激了电话的快速普及。
当时的宣传海报
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“交换机”的出现
随着电话数量和通话距离的迅速增加，人们发现，传统的电话连线方式存在很
大的问题。当时的连线方式，是直连模式，也就是1对1模式。
直连模式
这种模式，适用于最早期用户数量很少的情况。随着用户数增加，就会带来很
高的成本。
直连模式需要大量的电话线连接
如上图所示，当采用直连方式，连接N个电话，需要N*(N-1)/2条电话线例如，
10000个电话，就需要49,995,000条电话线。
于是，人们开始引入了“交换（switch）”的概念。所谓“交换”，就是“进和出”。
交换机，就是控制消息从哪里来，到哪里去。有了交换机之后，将大幅减少线缆和
线杆成本，并且有利于管理和维护。
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N个电话，只需要N条线
1878年，也就是电话发明两年后，世界上最早的电话交换机出现了。这种交换机，
是由话务员进行人工操作的，所以称为“人工交换机”。
话务员和人工交换机
人工交换机由用户线、用户塞孔、绳路（塞绳和插塞）和信号灯等设备组成。
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用户要打电话，先与话务员通话，告诉话务员要找谁，然后由话务员帮你接续。
人工交换机，根据当时电话的分类，也分为两种：磁石式和共电式。最初的电话机，
电能由自身提供，主要由送话器、受话器、手摇发电机、电铃、干电池等部件构成。
因为手摇发电机上有两块永久磁铁，所以得名“磁石电话机”。
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早期的磁石电话机
1880年，出现了“共电式电话机”，通话双方可以共同使用电话局的电源。这项改进，
使电话机的结构大大简化了，而且使用方便，拿起电话便可呼叫。
共电电话机（摇把没了）
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“步进制电话交换机”的出现
人工交换机的缺点是显而易见的：容量很小，需要占用大量人力，工作繁重，
效率低下，而且容易出错。1891年，有一个名叫史端乔的殡仪馆老板，就吃了人工
交换机的大亏。
A.B.史端乔（AlmonBrownStrowger）
他发现，打到自己店里的生意电话，总会被话务员转接到另一家殡仪馆。后来
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