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人工電話交換時代 隨著時代的發(fā)展，對電話有需求的用戶越來越多，甚至普通家庭都希望擁有自己的電話。但是，為每對欲通話的家庭之間都鋪設電話線是不可能的。因此，一種稱為交換機（Switch，又稱Exchange）的設備誕生了。它位于整個電話網的中心，用于連接每個用戶。用戶想打電話時，先拿起電話連接到管理交換機的接線員，由接線員負責接通到對方的線路。這便是最早的電話交換網，交換接續(xù)工作全部由人工完成。通過使用交換機，交換網上需要的線路大大減少了。
自動電話交換時代 1889年到1891年期間，美國阿爾蒙· B·史端喬（Almon B Strowger）發(fā)明了步進式自動電話交換機。有趣的是，他發(fā)明自動交換機的目的并不是為了把接線員從繁忙的人工交換機上解放下來，而是來源于另外一則故事：他本是一個殯儀館老板。他發(fā)覺每當城里發(fā)生死亡事件，用戶給“殯儀館”打電話時，不知接線員是有意還是無意的，總會把電話接到另一家殯儀館。這使史端喬非常郁悶，發(fā)誓要將電話交換自動化。功夫不負有心人，史端喬憑他那過人的聰明和毅力，終于發(fā)明了一種步進式的自動電話交換機，并申請了專利。人們?yōu)榱思o念他，故又稱這種電話交換機為“史端喬交換機”。這種交換機的特點是由用戶話機的撥號脈沖直接控制交換機的動作，屬于“直接控制”方式。
以后，又出現(xiàn)了旋轉式和升降式的交換機。這類交換機采用了一個稱為“記發(fā)器”的部件來接收用戶的撥號脈沖，然后將其通過譯碼器譯成電碼來控制接線器的動作，這屬于“間接控制”方式。在采用記發(fā)器后，增加了選擇的靈活性，從而使交換機的容量得到了提高。
1919年，瑞典的電話工程師帕爾姆格倫和貝塔蘭德發(fā)明了“縱橫制接線器”，并申請專利。這種交換機將過去使用滑動摩擦方式的觸點改成了壓接觸，減少了磨損，從而提高了交換機的壽命；而且，由于采用了導電性好的貴金屬（如銀）做金屬觸點，也大大提高了接觸的可靠性。這種交換機的另一個特點是把控制部分和話路部分分開?？刂撇糠钟蓸酥酒骱陀洶l(fā)器來完成，稱為公共控制。公共控制對用戶撥號盤要求低，而中繼部署的靈活性大大提高。瑞典和美國分別在1926年和1938年開通了縱橫制交換機，接著，法國、日本和英國也相繼生產出縱橫制交換機。
半電子交換機時代 隨著電子技術，尤其是半導體技術的迅速發(fā)展，人們開始在交換機內引入電子技術，產生了電子交換機。由于當時技術條件的限制，僅在控制部分引入了電子技術，而話路部分在較長的一段時間內仍然采用機械觸點。這種交換機一般稱為半電子交換機或準電子交換機（區(qū)別是后者采用了速度較快的笛簧接線器）。
空分交換機時代 1946年，第一臺由存儲程序控制的電子計算機誕生，這對現(xiàn)代科學技術起到了劃時代的作用。通過在交換機中引入“存儲程序控制”的概念，1965年5月，美國貝爾系統(tǒng)的1號電子交換機（ESS No.1）問世了，這是世界上第一部開通使用的程控電話交換機。當時的交換機話路部分還保留了機械觸點，以“空分”方式工作，因此稱為空分交換機。并且，它交換的還是模擬信號。
數字交換機時代 20世紀60年代初以來，脈沖編碼調制（PCM）技術成功地應用于傳輸系統(tǒng)中，它通過將“模擬”的信號數字化，提高了通話質量、增加了傳輸距離，同時，節(jié)約了許多線路成本。1970年，法國開通了世界上第一部程控數字交換機E10，開始了數字交換的新時代。