ハイゲートウッド電話交換所

ハイゲートウッド電話交換機は、英国初の完全電子式電話交換機であった。ロンドン郊外のマスウェルヒルにあるグランドアベニューに、合同電子研究評議会（JERC）のメンバーによって建設された^{[1] 。 [a]}

1962年12月12日水曜日、郵政長官レジナルド・ベヴィンズ国会議員が郵政局を代表して、ハイゲート・ウッドの800回線交換機を、その建設に協力した5つのメーカーから受領した。これは英国初の全電子式電話交換機であり、公共サービスに投入された世界初の交換機の1つであった。この交換機は、数週間前に短期間、実験的に公共トラフィックを運んでいた。同氏はまた、同日、ゴーリング・オン・テムズ（高速TDM 100チャネル）、ペンバリー（低速TDM 30チャネル）、レイトン・バザードに、今後2年以内に設置および運用される3つのより高度な電子交換機の建設を発表した。完成したのはレイトン・バザードのTXE 1のみで、他の2つはすぐに放棄された。

ハイゲート ウッド電子交換機は、郵便局とイギリスの交換機製造業者 5 社による 6 年間の共同研究開発の成果でした。これは、合同電子研究委員会 (JERC) を通じて調整されました。交換機のさまざまなセクションのシステム設計、設置、製造はさまざまな請負業者が担当しましたが、試運転は契約の各当事者から選ばれたチームによって行われました。ハイゲート ウッド交換機は、その後に続くシステムの典型的なものではありませんでした。ハイゲート ウッドの場合のようにスタンバイ交換機はなく、すべて完全に独自に運用される 3 つの新しい交換機は、実際のサービス条件を試すように設計されることになっていました。そのうち 2 つは、時分割パルス振幅変調(TDM) 原理のわずかに異なるアプリケーションに基づいており、レイトン バザードの 3 つ目は空間分割スイッチングに基づいていました。これら 3 台はすべて完全にトランジスタ化される予定で、ハイゲート ウッド (約 5,000 個のトランジスタと 500 個の真空管を搭載) よりも小型で、消費電力も少なくて済みます。また、ハイゲート ウッドで問題となっていた信頼性も大幅に改善されると期待されていました。ハイゲート ウッドのモデルは実験室では「かなり満足のいく」動作をしていましたが (Harris 2001 を参照)、実際の交換機では長いケーブルを敷設するとアナログ伝送のノイズが大きすぎました。問題はアース配置にあると考えられていました。英国での TDM 交換機の運用は、パルス コード変調(PCM) が開発されてデジタル伝送ソリューションが提供され、System X が誕生するまで実現しませんでした。

ハイゲートウッドでの試験は失敗に終わった。ロイ・ハリスによれば、この回線は主に人工的なトラフィックを運び、1965年に廃止されるまで保守管理されていた。^[2]コネクテッド・アースのウェブサイトではハイゲートウッドを「大失敗」と呼んでいる。^[3]英国にとって、これはストロージャー交換機技術の有用性を拡大する中間的なアプローチが必要であることを意味した。この結果、80年代半ばにデジタルSPC交換機が登場するまで、ストロージャーの拡張と並行してリードリレーとクロスバー技術が実装された。^[4]

JERC の最初の決定の 1 つは、時分割多重化技術 (TDM) を採用した「スイッチド ハイウェイ」システムを使用して電子交換機を構築することであり、同時に電子交換の問題に対する代替ソリューションの研究も継続しました。「スイッチド ハイウェイ」システムは、 1952 年にドリス ヒルの LRF ハリスによって発明されました。また、実験装置は、同等の電気機械式交換機の完全なサービスとメンテナンス機能を提供する必要があることも決定されました。同時に、使用される技術は、既存の最大の交換機にサービスを提供できることが実証されている必要がありました。さらに、実験は公共サービスを提供する交換機で行われることになっており、したがって公共ネットワークと完全に相互接続されていました。つまり、既存のシステムと相互運用し、既存の加入者の装置と回線設備を使用できるようにするには、変換装置が必要でした。これらの理由により、ハイゲート ウッドの設備は、回線の数が少ないため必要と思われるよりも大きく、約 400,000 個の電子部品が取り付けられました。制御装置の多くは、約 7,000 回線の交換機に対応できました。交換機では、真空管とトランジスタの両方が使用されていました。トランジスタは約 5,000 個、真空管は 500 個ありました。当時のトランジスタは必要な性能に達していなかったため、より重要な領域では真空管が使用されました。

交換機の設計構想の中で最も斬新だったのは、共通チャネルで最大 100 件の会話を送信するためにパルス振幅変調と時分割多重化技術を使用した点です。これは当時としては時代をはるかに先取りしたものでした。この技術は、技術が追いつくにつれて、最終的に System X やその他のデジタル交換機で使用されるようになりました。この設備では、通話の設定と制御にタイムシェアリングも使用されましたが、これはその後のすべてのデジタル交換機の設計に採用されることになったものです。

当時のストロージャー交換機では、通話の設定方法と交換ポイントの総数を節約する必要性から、複雑なトランク システムによって多数のセレクタが相互接続されていました。スイッチド ハイウェイ システムのトランクは単純でした。各交換機が同時に 100 件の会話を処理でき、回線が交換機に接続される前に大きなグループにまとめられ、通話は 1 回に 1 件の通話を処理するのに十分な速さで動作する高速共通制御装置によって設定されていたためです。

Highgate Wood システムのトランクでは、回線 (加入者) と接続点がグループに分けられ、各グループのサイズはトラフィックに応じて異なります。グループには最大 800 回線があります。各グループは「ハイウェイ」に接続され、100 の多重化された会話が伝送されます。各会話は 10 kHz の繰り返し周波数で 1 マイクロ秒のタイム スロットまたはチャネル時間を使用します。「ハイウェイ」は電子スイッチまたはゲートによって完全に相互接続され、ゲートは「ハイウェイ」を共通制御にも接続します。電子システムの各回線にはゲートが設けられ、これにより「ハイウェイ」に接続できます。

通話を確立するために、回線ゲートと「ハイウェイ」スイッチ ゲートは、通話中、会話に割り当てられたチャネル時間に開くように設定されました。回線を「ハイウェイ」に接続するゲートは、もちろん、それ以外の時間には閉じられますが、多くの通話を切り替える可能性のあるハイウェイ間ゲートは、「ハイウェイ」で進行中のすべての会話のパルス チャネル時間に動作します。遅延ライン ストアがすべてのゲートを制御しました。

電子機器の高速化により、最大かつ最も負荷の高い交換機でも単一の共通制御で対応できるようになり、接続の設定に「1 つずつ」という原則を適用できるようになりました。制御には、シーケンスを制御する「論理」要素と、スイッチや通話に関する情報、回線に関する永続的および半永続的な情報を保存する「メモリ」要素が含まれていました。これらは、あらゆるタイプの電話交換機の基本要件でした。電気機械式交換機では、通話メモリは機械式スプリング セットと操作リレーの形で機器全体に分散され、回線情報はIDFのジャンパーの形で保存されます。

電子制御の最初のタスクは、新しい通話がいつ到着したかを検出することでした。この目的のために、各加入者の回線終端が 224 ミリ秒ごとに 280 マイクロ秒間検査されました。このプロセスはスキャンと呼ばれています。接続部はこの 8 倍の速度でスキャンされました。スキャンは磁気ドラムによって実行され、各トラックは 100 のセクションまたはワードに分割され、各回線に 1 つずつあります。100 回線ごとに並列トラックが使用され、1 つのトラックは永続的な (IDF) 情報 (つまり、ディレクトリ番号とサービス クラス) を提供し、もう 1 つのトラックは半永続的な情報 (つまり、回線がすでに使用されているか、PG 状態のためにパークされているか) を提供しました。トラックは順番に切り替えられるため、ドラムの回転に応じて各回線に関する情報を順番に読み取ることができ、ワードの角度位置とトラック番号によって機器の位置、つまりスキャンされている回線の回線装置番号が定義されます。ハイゲート ウッドの 800 回線 (接続点と加入者) のグループは、ドラムの各トラックに 1 つのサブグループが対応し、合計 8 つのサブグループに分割されました。各サブグループでは、回線ユニットが 10 列 10 行に配置され、回線の位置は ZXY コードで定義できます。Z はサブグループ、X は列、Y は行を表します。

回線終端ごとに個別の遅延線ストアを使用するのを避けるために、回線の ZXY 指定に対応するようにコード化された 5 つのストアの 3 セットを 800 回線の各グループで使用するのが便利でした。ドラムが回転すると、その時点で情報が利用可能であった回線の ZXY コードに対応する波形が生成されました。これらの波形は適切な遅延線を示し、通話がセットアップされる場合は、選択されたパルスが選択された遅延線に注入され、選択されたパルス時間に回線ゲートが繰り返し開き、接続がクリアされるまでパルスが循環し続けます。

システムの共通制御は 2 つの部分に分かれています。1 つ目は、通話の設定と進行に関する情報を保存および処理する装置です (この部分の装置で使用される記憶装置は、900 マイクロ秒の磁気歪遅延線です)。2 つ目は、磁気ドラム記憶装置を使用する、トランスレータなどを含む永久メモリです。さらに、システムの時間を計るために使用される波形ジェネレータや「クロック パルス」ジェネレータなどのさまざまなサービスが提供されました。

通話の進行中、設定装置はまず発信者をレジスター装置に接続し、その後、通話に適した空きチャネル、つまり両方の加入者が利用できるチャネルを選択するチャネル セレクターである「ハイウェイ」スイッチを介して発信者を相手に接続しました。

レジスター機器はダイヤルされた数字を受信し、100 個の 9 桁の数字を処理して保存することができました。レジスターとほとんどの制御機器は、大規模な都市交換機からのトラフィックを処理できる可能性があったにもかかわらず、この能力はハイゲート ウッドでは十分に活用されていませんでした。

監視装置は、セットアップされた接続を監視し、さらにトーン (たとえば、ダイヤル トーン) の適用を制御し、呼び出し音、計測、および解放条件を適用しました。監視装置は、各パルス チャネルを 1 マイクロ秒の期間にわたって検査しながら、「ハイウェイ」を連続的にスキャンして回線を監視しました。この期間に、通話の状態が記録され、通話が到達した段階と関連する回線のサービス クラスに応じて、装置内の論理回路が、呼び出し音を適用するか切断するか、または通話を解放するかという、実行するアクションを決定します。レジスタと監視装置の両方に「持続タイマー」があり、これは事実上、ストロージャー システムの B リレーと C リレー、および S パルスと Z パルスの代わりとなりました。これらのタイマーも共通の基準で提供されました。

このシステムは交換機内で 4 線式伝送を提供し、継続的に自動ルーチン化され、すべての共通機器が複製され、ルーチン担当者が作業員の障害を検出すると、予備機器が自動的に切り替えられました。この機器は実験的なものであり、さまざまな機器の運用とメンテナンス支援の実験的検証は、おそらくこのフィールド トライアルの最も重要な特徴でした。

交換機は既存のディレクター ネットワーク内のディレクター交換機として機能するように設計されており、新しいサービス設備を導入する試みは行われていませんでした。つまり、電子交換機と外部世界の間に変換装置を挿入する必要があり、交換機を加入者の装置に合わせて調整し、機械装置と連携するように設計する必要がありました。

• Broadhurst, SW、「The Highgate Wood Electronic Telephone Exchange」、The Post Office Electrical Engineers' Journal (POEEJ) 1963 年 1 月 (第 55 巻第 4 部) 265 ～ 274 ページ。この記事の参考文献には、1956 ～ 1960 年の 8 つの参考文献が引用されています。
• Highgate Wood の詳細については、JE Flood 教授にお問い合わせください。
• 電話交換の 100 年 (1878-1978): エレクトロニクス、コンピューター、そして... Robert J. Chapuis、Amos E. Joel 著 pp. 61–63

北緯51°35′18″ 西経0°8′51″ / 北緯51.58833° 西経0.​​14750° / 51.58833; -0.14750