デジタル交換機

デジタル交換機とは

デジタル交換機は、電話回線における通話や制御の信号を、全てデジタル信号として処理・交換する装置です。これは、従来の電子交換機がアナログ信号を扱っていたのとは対照的です。デジタル化によって、音声品質の向上や交換処理の効率化が図られ、ISDN（サービス統合デジタル網）の基盤を支える重要な役割を担いました。

歴史

デジタル交換機の歴史は、1970年代にアメリカのAT&Tで開発された中継交換機No.4ESSに始まり、その後加入者交換機No.5ESSが登場しました。日本では、1982年に中継交換機D60形、1983年に加入者交換機D70形が導入され、その後、INSネット用のD70Dも開発されました。長年にわたり運用されてきましたが、設備の老朽化やIPネットワークへの移行が進んでいるため、NTTグループでは2025年を目処にこれらのデジタル交換機を「メタル収容装置」に置き換える計画を進めています。

特徴

デジタル交換機は、その名の通り、信号処理をデジタル化している点が最大の特徴です。具体的には、以下の様な利点があります。

高品質な通信: 通話信号をデジタル（PCM）のまま処理するため、伝送や交換による音質の劣化が少ないです。
高い信頼性: 集積回路化が進み、機械的な動作部分が少ないため、故障しにくく、消費電力も低いです。
効率的な伝送: 時分割多重化や光収容技術により、伝送路を効率的に利用できます。
個別BORSCHT機能: デジタルスイッチから加入者線に直接大電力を供給できないため、各加入者線に個別のBORSCHT機能（バッテリー供給、過電圧保護、リング信号供給など）を持たせています。

通話路

デジタル交換機では、時分割方式が通話路制御に用いられています。時分割多重化された伝送路は「ハイウェイ」と呼ばれ、時間スイッチと空間スイッチを組み合わせて回線交換を行います。

時間スイッチ: 時間スイッチは、時分割多重化された信号を一時的にメモリに保存し、時間的な位置を入れ替えることで交換操作を行います。高速・大容量のメモリを使用することで、多数の回線を同時に交換できます。
空間スイッチ: 空間スイッチは、物理的なスイッチのように、入力された信号を時間位置ごとに別の出力回線に振り分けることで交換操作を実現します。

通話路スイッチを多段構成にする場合、TST（時間スイッチ-空間スイッチ-時間スイッチ）構成が用いられることが多く、多重化チャネル数の増加に伴い、ネットワークの利用効率が向上します。

制御方式

デジタル交換機の制御方式は、電子交換機と同様に、ソフトウェアで機能を追加・変更できる蓄積プログラム方式が採用されています。各機能は優先順位に基づいた時分割多重化処理で実行されます。

保守運用

デジタル交換機には、自動故障検知機能や予備系への自動切り替え機能が備わっています。また、遠隔保守や統計機能など、オペレーター向けのインターフェースも充実しています。

信号処理

デジタル交換機では、通話路の監視、信号の処理、呼び出し音や話中音などの音声信号の発生もデジタル回路で行います。

共通線信号

共通線信号No.7に対応しており、高度な通信制御を実現しています。

日本における交換機形式

日本国内では、以下のような形式のデジタル交換機が導入されていました。

中継交換機: D60形、改D60形
加入者交換機: D70形、改D70形、DMS-10形、DMS-100形
新ノードシステム: NS-8000

関連項目

交換機
電話交換機

外部リンク

2 章 電話交換システム - 電子情報通信学会知識ベース (PDF)

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