莫爾斯發明電報後30多年的1876年，一位名叫貝爾的美國人發明了電話。第二年他就創辦了貝爾電話公司（美國AT&T公司和朗訊公司的前身，貝爾實驗室的發起者），開始了電話的商業化運營，當年用戶數就達到了3000戶。
貝爾（Alexander Graham Bell，1847－1922年）美國發明家、企業家。
隨著電話用戶數量的增加，人們發現剛開始的一對一電話連線方式不可行。例如，6門電話全網狀一對一連線，就需要15根電話線。
如果3000門電話全網狀一對一連線，就需要差不多450萬根電話線！於是，人們很快就發明了交換機：
最早的電話交換機是人工交換機，如圖3所示：
圖3 話務員和人工交換機
用戶要打電話，先與話務員通話，告訴話務員要找誰，然後由話務員幫你接續。這樣的交換機我國一直用到上世紀70年代。
史端喬（Almon Brown Strowger，1839-1902）1891年發明了世紀上第一臺自動交換機。
1891年，有一個名叫史端喬的美國人，他是一家殯儀館的老闆。他發現打到自己店裡的生意電話，總會被話務員轉接到另一家殯儀館。後來才知道，原來當地話務員是那家殯儀館老闆的堂弟。於是，他就想發明一個不需要人工操作的自動交換機。結果，他在自己的車庫裡，製作了世界上第一臺步進制自動電話交換機。為了紀念他，這種交換機被稱為“史端喬交換機”：
圖4 史端喬交換機
這種自動交換機是靠用戶撥號時發出的脈衝電流，通過電磁鐵的磁力驅動機械裝置，一步一步地改變接續位置，從而將主叫和被叫用戶間的電話線路接通。
隨著半導體器件的發明，1965年美國貝爾公司成功生產了世界上第一臺程控交換機。它是靠晶體管作為開關元件實現電路接續。儘管其速度快、容量大，不過其接線原理與當年的人工交換機相同。這在通信交換領域被稱為“電路交換”。
電路交換就是在A和B開始通信前，其中一方作為主叫方發起呼叫，交換機收到呼叫後，如果查明被叫方線路空閒，就建立一條從A到B的連接。當A到B的連接建立後，通信就沿著這條路徑進行。A和B在通信期間始終佔用這條信道，即使在通信的信號暫時不在通信路徑上流動時（例如打電話時雙方暫停說話），也是同樣地佔用信道。通信完畢才釋放所佔用的信道，將通信資源還給網絡，讓其他用戶使用。電路交換技術的好處是時延小、通信質量高。但需要獨佔資源，資源的利用率不高。一百多年前，丹麥科學家A. K. Erlang提出了關於話務量、呼損率和信道容量之間關係的計算公式。用這個公式計算就會發現，僅憑手機和基站性能的提升，採用電路交換不可能大幅度提高系統容量。
隨著互聯網的興起，一種被稱為分組交換的通信交換方式隆重登場了，它與電路交換的“呼叫——建立連接——通話——拆除連接”的交換流程完全不同。計算機直接將數據包標記上地址，然後將其“扔到”網絡裡面去，大量用戶的數據包都在網絡裡面競爭傳送，四通八達的網絡有許多節點（稱為網元），它們會存儲、判讀數據包的地址，然後根據最優算法，把數據包交給下一個網元，最終達到目的地。目的地計算機會存儲收到的數據包，然後將它們拼接成完整的數據信息。當然，在此過程中，還設計了一系列的“應答、丟包重發、超時重發”等等控制機制，以保障信息傳送的完整與可靠。本文將報文交換、X.25協議、幀中繼、ATM都歸入分組交換，將交換技術簡單分為電路交換與分組交換兩類。這既是迫於文章的篇幅，也是因為文章的科普性質。
智能手機既是一部電話機，又是一臺計算機。用它打電話時採用電路交換方式，用它上網時，採用分組交換方式。其實，智能手機應用的背後交織著公共陸地移動網（PLMN）、公共交換電話網（PSTN）和因特網，而國際之間的因特網的大部分流量是通過衛星通信網的。因此，這些網絡涉及到龐雜的協議轉換、交換、接口與信令協議。十多年來，許多諸如虛擬網、虛電路、軟交換等名詞令人眼花繚亂。那麼，未來這些修修補補的技術會不會長期地混下去呢？答案是否定的。網絡與交換將會以一種融合的新形式出現，其中最有希望的是由美國貝爾實驗室提出的IMS方案。IMS是IP多媒體業務子系統的英文縮寫。即是以IP為基礎構建移動、固定、計算機相融合的網絡架構。IMS將IP技術引入到電信運營領域，根據運營需求，對網絡從網元功能、接口協議、QoS和安全、計費等方面進行改造。
唯有將移動通信網和地面骨幹網相融合，進行脫胎換骨的改造甚至重建，並採用新型的交換技術，方能在大規模商用條件下，實現5G承諾的系統容量。
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