TXE (Telephone eXchange Electronic)は、老朽化したストロージャー式交換機を置き換えるために英国郵政公社(GPO)が開発した電話交換機のシリーズである。
第二次世界大戦が終わると、英国の電話交換機供給業者は、実用的な電子システムが利用可能になるまでストロージャー社を使い続けるというGPOの決定を支持した。GPOは主に輸出市場での成功を守るためにそうしたのだが、実際には最終的にその成功を潰す結果となった。これにより、競合他社はGPOに先駆けて独自の改良型交換システムを開発することができた。1960年、オーストラリア郵政長官省が、レジスタ制御式のモーターユニセレクターシステムを提案した英国メーカー連合のシステムを却下し、LMエリクソンのクロスバーシステムを採用したことで状況は一変した。突然ルールが変わり、英国で現在使用されているGPOの電話機(共有サービスを含む)で動作する電子電話交換機の開発競争が始まった。
第二次世界大戦直前、郵便局に勤務していたトミー・フラワーズは、真空管を用いたVF (音声周波数)信号方式の研究に取り組んでおり、その過程で、真空管はオンオフを繰り返さなければ非常に信頼性が高いことに気づいた。この経験から、彼は戦争中にブレッチリー・パークで世界初のデジタルコンピュータ「コロッサス」を開発する自信を得た。戦後、コロッサスの成功を受けて、彼は数万個の真空管を用いた電話交換機の可能性について検討し始めた。しかし、それは不可能だと告げられ、また、機密保持法に縛られていたため、コロッサスで既に実現したとは言えなかった。しかし、ドリスヒルにある郵便局研究所で完全電子式の時分割多重(TDM)交換機の試作機が構築され、その後1962年にハイゲートウッドで実験的なTDM交換システムが構築・試験されたが、当時の技術では実現不可能であることが判明した。ソリッドステートスイッチングはうまく機能したが、アナログ伝送(ドリスヒルの実験室モデルの短いケーブルでは機能していた)は、大規模な交換機の長いケーブルでの公共サービスにはノイズが多すぎた。しかし、その原理は後に伝送がデジタル化されるにつれて、System Xを含む世界中のデジタル交換機の開発に活用されることになる。
シーメンス・ブラザーズ(後にアソシエイテッド・エレクトリカル・インダストリーズに買収され、各部門の名称がAEIテレコムズなどに変更された)は、ブラックヒースに電子交換ラボを設立した。このラボの責任者はジョン・フラッドで、彼はドリス・ヒルにあったトミー・フラワーズの電子交換チームの創設メンバーの一人だった。シーメンスのチームにはジム・ウォーマンというエンジニアがおり、彼のトランキングに関するアイデア(セクション分け、直列トランキング、ラインスキャン、ルート選択、再試行など)は、英国のTXE交換機の開発において中心的な役割を果たすことになる。
1960年にオーストラリアで主要契約を獲得できなかったこと、そしてその後のハイゲート・ウッドの失敗を受けて、英国のメーカーは完全デジタルシステムが開発されるまで(最終的にシステム Xとシステム Yとなるまで)、何か別のものを考案する必要があった。エリクソンはクロスバーシステムを製造し、コストを削減してきた20年の経験があったため、エリクソンと競争しようとしても無駄だった(プレッシーの子会社であるプレッシー・テレコミュニケーションズは異なる見解を持ち、GPOにクロスバーを採用するよう引き続き働きかけた)。この頃、米国ではベル研究所が電子制御リードリレーに基づくシステムを開発しており、これは有望に見えた。エリクソンのクロスバーのセールスポイントの1つは貴金属接点を使用していることだったが、リードリレーは貴金属接点が密閉されているため、さらに優れていると考えられた。また、動作時間と解放時間が非常に短い(1 ミリ秒未満)ため、電子制御に最適であり、これらのリードスイッチ式電子交換器は、当時最も実用的なスイッチングシステムであり、真の電子システムが開発されるまでは十分な電子システムであると考えられていました。しかし、トミー・フラワーズはデジタルシステムに直接移行することを主張していたため、この考えには賛成しませんでした。
AEIのマネージャー(WGパターソン)は、リードスイッチを用いた空間分割スイッチング方式が最適であると判断し、リードスイッチ自体は電子部品とはみなされていなかったものの、この時に「TXE」(Telephone eXchange Electronic:電話交換機電子式)という用語が考案された。
詳細な開発を行うには、はるかに大規模なチームが必要となり、AEIはAT&EとSTCを説得して共同作業に参加させた。彼らの作業の最初の成果は、TXE1と呼ばれるプロトタイプシステムだった。
TXE1は、1956年に設立され1969年まで存続した合同電子研究委員会(JERC)の3つのメンバーによって開発されました。JERCは、 GPO、シーメンス・ブラザーズ(後のAEI)、オートマチック・テレフォン・アンド・エレクトリック(後のプレッシー)、エリクソン・テレフォンズ(こちらも後のプレッシー)[ 1 ] 、ゼネラル・エレクトリック・カンパニー(GEC)、スタンダード・テレフォンズ・アンド・ケーブルズ(STC)で構成されていました。STCは共通制御を、AEIは交換機とスキャナ、ラインスキャン、テストコンソールを、AT&Eはダイヤルキャプチャ装置(レジスタ)と着信および発信ジャンクションを製造しました。 (英国の電話用語における「ジャンクション」は、日常的な意味でのジャンクションではなく、衛星交換機と主交換機の間で通話を接続する一対のワイヤに付けられた名称である。)TXE1の開発は1963年頃に始まった。ブラックヒースにはAEI機器のモデルがあり、リバプールのエッジレーンにはATE機器があった。AEIはTXE1をREX(リード電子交換機)と呼んだ。
完成は遅れたものの、TXE1は1968年にレイトン・バザードで運用を開始した。1万人の加入者を収容できるように設計されていたが、当初は3000人の加入者、152の着信ジャンクション、166の発信ジャンクションで運用を開始した。その後、TXE1の拡張ではなく、3つのTXE2交換機と1つのTXE6によって容量が増強された。
交換局は、レイク・ストリートにあった旧レイク・ハウスの跡地に建てられた、K型平屋建ての試作型建物内に設置された。建物には断熱パネル、二重窓、床下電気暖房が採用されていた。換気は、毎分600立方フィートの換気能力を持つ8台の換気装置によって行われ、建物の両側の窓の上部には、加熱された空気を排出するための「ヒット・アンド・ミス」式のルーバーが設けられていた。
1977年にTXE4に置き換えられたため、運用から外された。
機器の仕様が早急に必要となり、リードスイッチのマトリックスがクロスバースイッチとほぼ同じサイズになることがわかった。そのため、共通制御とは別に、AT&Eのクロスバーシステムの機器仕様がTXE1に採用された。共通制御には独自の機器仕様があった。共通制御は14ラックで構成され、交換機の完全なスイートを構成していた。集積回路がまだ一般的に使用されていなかったため、すべて個別部品で構成されていた。ユニットを互換性のあるものにするための信頼できるコネクタがあるかどうかについて、すべての請負業者の間で多くの議論があった。STCはユニットを撤去できるようにすることにしたが、AT&EとAEIはそうしなかった。使用されたコネクタは信頼性が高く、故障の特定において大きな利点があることが判明した。また、STCのエンジニアは、疑わしい故障ユニットをアウトリガーに設置して、その場でテストすることができた。
共通制御の機能の一つは、スイッチングネットワークを通して使用する最適な接続を決定することであり、この部分は経路選択と呼ばれた。質問器は利用可能な経路を返し、経路選択部は経路を選択し、マーカーにその経路をマークするように指示した。
この交換機は、スイッチング媒体としてリードリレーを使用しており、リード自体は長さ約3インチで、当時入手可能な唯一のリードでした。リードはAT&Eの子会社であるHivac(当時、英国で唯一のリードインサート製造業者)から供給されていました。交換機はA、B、Cスイッチに分かれた多段式で、リンクで相互接続されていました。一般的な市内通話は、ABC-Link-CBAを経由して接続されました。各リンクには、市内通話用の伝送ブリッジがある場合とない場合がありました。ブリッジは、発信ジャンクションユニット内に収められていました。
この交換機は当時としては先進的な機能を備えており、パルスダイヤル方式に代わるオプションとして多周波(MF)トーンダイヤル方式が選択可能で、交換機内通話にはダイヤル後の遅延がありませんでした。また、交換機の故障を検知して自動的に再ダイヤルを試みる機能も備えていました。再ダイヤルの試みはすべてテレプリンターに記録されました。さらに、デジタルエッジライトディスプレイで全ての通話を監視するテストコンソールも備えていました。別のディスプレイには、交換機を通過するトラフィックを視覚的に表示する機能があり、考案者のレイ・ハッブルにちなんでハッブルメーターと名付けられました。通話追跡がうまくいかない場合もありましたが、エンジニアたちは手動で通話を追跡する方法を考案しました。彼らは小さなコンパスを購入し、側面に磁性フェライト片を接着してコンパスの針を北から遠ざけるようにしました。そして、このコンパスをリードリレーの外側に沿って動かし、リレーが作動すると針が北に戻るようにしました。これを交換経路の複数のセットで繰り返し、追跡を完了させました。
ラック間のケーブル配線はケーブルロフトを経由して行われた。ケーブルは、多数の貫通部を通って補強された天井まで引き込まれた。
ベル・アントワープが設計した斬新ながらも後に大失敗に終わった機能は、加入者のサービス区分情報(PBX、共有サービス、着信拒否(ICB)、一時サービス停止(TOS)など)を保持するために使用されました。これはコンデンサストアと呼ばれるもので、薄いプラスチック片に情報を保持し、そのプラスチック片には最大10個の小さな銅片(容量10pF)を挿入することができました。薄いプラスチック片はデータストアラックに挿入され、1つはディレクトリ番号を表す位置に、もう1つは機器番号を表す位置に挿入されました。これは、ワイヤーで吊り下げられたプラスチック片とともに写真に写っています。サービス区分が頻繁に変更される加入者(TOSにされる加入者)にとって、ワイヤーでプラスチック片を吊り下げるのは一般的な方法でした。この情報は共通制御トランスレータによってパルス化され、適切な処理が行われました。最終的に問題となったのはケーブル干渉で、ラック背面の配線を大幅にやり直す必要がありました。このシステムは、後のTXE交換機ではダイモンドリングに置き換えられました。
レジスタはダイヤル処理全般を担当し、レジスタにはループ切断レジスタ、MFレジスタ(後にDTMFレジスタと呼ばれる)、着信レジスタの3種類がありました。ローカルレジスタは約20台、着信レジスタは約12台ありました。ローカルレジスタ(ループ切断レジスタとMFレジスタ)は交換機内通話と発信通話を処理し、着信レジスタは交換機への着信通話を処理しました。ローカルレジスタは加入者にダイヤルトーンを提供し、ダイヤルされた最初の桁を待ってから、トランスレータに要求して必要なアクションを確認します。トランスレータは最初の桁でローカル通話かどうかを判断し、ローカル通話の場合は、すべての桁が揃ったらレジスタに応答するように指示します。ローカル通話ではなく、交換機からルーティングする必要がある場合は、すべての通話がGSC(グループ交換センター)に送られるわけではなく、AAR(代替ルーティング)があったため、ルーティングを決定できるまで各桁をレジスタに応答するように指示します。ルーティングが決定され、数字が渡されると、レジスターは次の通話を受け付けることができるようになった。
MF送受信機は、MF加入者が通話を開始した際に使用されました。これらは加入者の回線と交換ネットワークに接続され、MFレジスタにMFトーンをパルスに変換してレジスタに保存しました。X、Y、および補助スイッチングプレーンが使用されました。
受信レジスタは、時分割電子ダイヤルパス(TDM)を使用して、受信ジャンクションから受信レジスタへパルス情報を転送した。この機能は、パルス情報が失われないようにするために必要だった。
ケーブルの断線や、加入者回線に恒久的なループが発生する可能性のある同様の事象が発生した場合、所定の時間が経過するとレジスタは強制的に解放され、加入者は待機状態に移行します。これは、各加入者に二重アーマチュア式回線リレーが搭載されており、待機状態では低電流アーマチュアのみが動作するため可能でした。
スキャナは加入者をスキャンし、受話器を上げて通話を開始した加入者を探し出し、保留状態の加入者は無視した。スキャナは関連する交換機のラックに設置され、情報をフィードバックすることで、登録簿を加入者に切り替えて発信音を発信できるようにした。
各棚には3つの出力分岐があり、写真に写っているキーを使って操作することができた。
TXE1には、−18V 、+ 50V、 −50Vの直流電源が必要でした 。これらの電源は、主電源から充電される鉛蓄電池によって供給され、ディーゼル発電機によってバックアップされていました。
交換機は、いくつかの障害はあったものの、概ね信頼性が高かった。これらの障害のほとんどは、共通制御エリアで発生した。共通制御機器は機能ユニットに分割され、各ユニットはA側とB側に複製され、各セクションはリードリレーによって隔離されていた。故障状態、手動制御、または所定の時間のいずれかで、指示されたユニットはパートナーに切り替わる。リレーの切り替えは、リード挿入部が水銀で湿らせられた一連のリードリレーによって制御されていた。数週間かけて定期的に水銀がブレードの接触点に移動し、水銀のビーズが残って「ON」となり、A側とB側の両方が稼働状態になった。この混乱により、交換機は隔離された。
また、ニッケル鉄製の接続線を持つASY63トランジスタに問題があり、はんだがうまく付着せず、回路基板との接続部がはんだ付け不良を起こしていました。これは、共通制御エリア内の電子機器のすべての部分で発生しました。この問題の解決策は、より強力なフラックスを含むはんだを使用して接続部を再はんだ付けすることでした。
保守作業のため、レジスタはヒンジ式になっており、下げてアクセスしやすくなっていた。これらのユニットは、共通制御装置とは異なり、配線が固定されていた。ただし、背面にあるストラップを外して配線をやり直すことで、ユニットを交換することは可能だった。加入者は、ローカルレジスタがCスイッチに接続されているため、通常のリードスイッチを使用してローカルレジスタに接続されていた。しかし、ローカルレジスタは共通制御装置に配線が固定されていた。
AT&EとSTCは、交換機の一部を切り離してテスターに接続できるように、テスターを開発した。テスターは交換機から送信される信号をシミュレートし、このようにして交換機の個々の部分をテストすることができた。
GPOがTXE2と呼んだ交換機のプロトタイプは、Pentex(GPO以外での販売ではPlesseyの商標)と呼ばれるシステムで、1963年からPlesseyの一部門であるEricsson Telephonesによって開発されました。Pentexの最初のフィールドテストは1965年にピーターバラ電話エリアで開始されました。リーミントンにも別のテストサイトがありました。このシステムは200~1,200人の顧客と約240台のErlangユニットに対応するように設計されていました。そのため、主にUAX13などの大規模な農村部のStrowger交換機の代替として使用されました。最初のTXE2は、ビーストンのPlessey工場から約20マイル離れたアンバーゲートに設置され、1966年12月15日にオープンしました。このシステムはPlesseyによって開発されましたが、GPOはTXE2交換機の競争入札を主張しました。製造契約はPlessey、STC、GECに同時に授与されました。約2,000~3,000台のTXE2が英国郵政公社(GPO)で運用され、最後の1台は1995年6月23日に運用から外された。
TXE2から発展したPentexシステムは30カ国以上に輸出され、1978年にプレッシー社が女王輸出賞を受賞する大きな要因となった。

共通制御設計のため、交換機全体が孤立状態(通話設定ができなくなる状態)になる可能性は常にあり、ごくまれに発生することもありました。この潜在的な弱点は、交換機の設計段階で少なくとも部分的には認識されていたため、最も重要な共通制御ユニットは3つのセクションに分割され、各セクションはA側とB側に複製されました。いずれかのサイドコンシグネチャーユニットで重大な障害が検出された場合、そのセクションのすべてのユニットは正常にサービスを提供しているサイドにロックされ、交換機に緊急の対応が必要であることを示す警報が有人センターに即座に送信されました。
通常運用時、交換機は8分ごとに3つのセクションすべてを片側からもう片側に自動的に切り替えていました。コールコントロールが8分以内に8回の通話設定失敗を検出すると、すべてのサイドコンシグネチャーユニットを強制的に反対側に切り替え、その側をサービスに固定し、即時アラームを発しました。トラフィックが非常に少ない期間には、通常8分間に交換機での通話設定試行は8回未満となり、上記のセキュリティシステムが機能しなくなる可能性がありました。そのため、交換機には30秒ごとにテストコールを発信する自動テストコールユニットが搭載されました。これにより、コールコントロールは8分以内に8回の失敗を検出できるだけでなく(すべての通話試行が失敗した場合)、テストコールは31回連続で通話試行失敗を検出した場合に独自の即時アラームを発し、交換機のどちらのセキュリティ側も通話を接続できないことを示しました。

さらなるセキュリティ対策として、レジスタへのパス設定の最初の試行が失敗し、発信時に顧客がダイヤルトーンを受信できなかった場合、交換機はその失敗を認識し、失敗した通話で使用された機器の詳細を保存し、別の機器を使用して自動的に2回目の試行を行いました。この処理は非常に高速(約50ミリ秒)で行われたため、2回目の試行が成功すれば、顧客は最初の試行が失敗したことに気づかないはずでした。

以前の農村部向けストロージャー交換機(UAX 13型およびそれより小型のもの)とは異なり、TXE2型は自動始動式ディーゼル発電機を備えた無停電電源装置を搭載していた。



保守補助装置として、交換機には保守データ記録装置(MDR)が装備されていました。これはかなり原始的なプリンターを備えており、交換機が通話障害を検出した時点で使用されていた機器の識別情報を表示していました。例えば、ダイヤルトーンの提供を再試行して成功した場合、MDRは印刷します。再試行が失敗した場合は、MDRは2回連続で印刷し、失敗した両方の経路で使用されていた機器の詳細を表示します。印刷された内容は読みやすいものではありませんでした。特殊紙に、2行それぞれ最大45箇所に短い焦げ跡が残るだけでした。各焦げ跡が何を示しているのかを知るには、プラスチック製のグリッド(下の右側の写真、MDRの写真の下を参照)を紙の上にかざす必要がありました。8分以内に8回以上の通話障害が検出された場合、重要な共通制御ユニットは、使用中の側(AまたはB)から反対側に強制的に切り替えられ、8分ごとの自動切り替えは中断され、即座に警報が発せられました。
TXE2では、同一交換局内で終了する通話は7段階の交換工程を経るのに対し、他交換局へ発信する通話はわずか3段階の交換工程を経るだけでした。交換機はA、B、C、Dと指定され(経路は、発信がABC、着信がDCBA、内線がABCDCBA)、共通制御機器は、Bスイッチセレクタ、Cスイッチセレクタ、監視セレクタ(監視リレーセットは通話中ずっと回線上に接続されたまま)、レジスタセレクタ、レジスタ、呼制御で構成されていました。
交換機の中央制御ユニットの設計における最も特徴的な点は、通話が逐次的に処理されることであった。そのため、通話設定は高速でなければならなかった。特に、通話制御は、交換機に着信した通話のインターデジタルポーズ時間よりも短い時間で解放される必要があった。この時間は、最短で60ミリ秒程度であった。TXE2の通話設定時間は約50ミリ秒であったため、この設計要件はかろうじて満たされていたが、それでもなお、システム全体の処理能力は、着信通話がレジスタへの初期接続で長時間遅延する確率によって左右された。
TXE2 のサービス品質は、A スイッチ グループ内の顧客数に依存し、アクセスできる AB トランクは 25 本のみでした。初期の交換機では、A スイッチ グループあたり 125 顧客が標準でした。A スイッチ グループに多くのビジーPBX回線が含まれている場合、顧客数は 75 人に減少する可能性があります。初期の (Mark I と Mark II – 違いはわずか) 交換機は、最大 2,000 人の顧客を処理できました。その後、Mark III TXE2 は最大 4,000 人の顧客を処理できるようになり、これらの交換機では、平均通話率が十分に低い場合、A スイッチ グループには最大 250 人の顧客が含まれ、アクセスできる AB トランクは依然として 25 本のみでした。

TXE2 (および TXE4) で使用された主要なメモリタイプの選択は、長年にわたりテストされた技術のコンポーネントを使用するという一般的な設計思想を特に特徴づけていました。そのため、 1945 年にベル研究所の T.L. ダイモンドが発明したダイモンド リングメモリが選ばれました。 [ 2 ]これは、ソレノイド コイルを備えた大径の磁性フェライト トロイダル リングで、書き込みワイヤと読み取りワイヤが通っています。これらのラックにより、加入者のディレクトリ番号を機器の場所の識別子に変換する機能が提供されました。これは、ストロージャー交換機ではディレクトリ番号と機器番号が同じでなければならなかったため、英国の交換機では大きな革新でした。
TXE2のスイッチングはリードリレーによって行われ、標準的なTXE2には約10万個のリードが含まれていました。リードは動作が速く、寿命は1000万回以上でした。ガラスカプセルは 長さ約25mm、直径約3mmでした 。各リレーコイル内には通常4個のリードがあり、2個は音声経路用、1個は経路保持用、1個は計測用でした。これらのリードによるスイッチングは、金属接点バンクを通過するベースメタルワイパーによってスイッチングが行われるストロージャー方式に比べて、はるかに高い信頼性が期待されました。ストロージャースイッチは、バンクを清掃するためのルーチンを実行する必要があり、注油と時折の調整も必要でした。リードリレーはこれらを必要としませんでした。しかし、実際には、特にシステムの運用初期には、リードの性能は予想よりも劣ることが判明しました。

プレッシー、STC、GECが製造したTXE2では、TXE2専用の機器構成が異なっていたため、各メーカーごとに予備の機器を用意する必要があった。さらに重要な点として、各メーカーは独自のリードバルブを製造しており(GEC向けには子会社のマツダオスラムバルブ社がリードバルブを製造)、製造初期には性能に大きな差が見られた。
TXE2専用機器はすべてスライドイン式のユニットに取り付けられており、主にシングル幅でしたが、一部ダブル幅のものもありました。保守用予備ユニットは体系的に保管されていました。加入者回線ユニットなど、各交換局で頻繁に、または緊急に必要となる可能性のあるユニットについては、各交換局に予備ユニットが備えられていました。予備ユニットが必要となる頻度や緊急性が低いユニットについては、同じメーカーのTXE2を6~10台程度管理するエリアセンターに予備ユニットが保管されていました。最後に、予備ユニットが必要となることがほとんどないユニットについては、英国には10の地域があり、各地域に1つのセンターが予備ユニットを保管していました。
初期の(1969年頃の)プレッシー交換機では、リード挿入部品のかなりの割合が高抵抗膜で汚染されており、断続的に高抵抗の接触が発生する傾向がありました。これが交換機の共通制御エリアのいずれかで発生すると、交換機が数時間にわたって孤立状態(通話ができなくなる状態)になる可能性がありました。これらの不具合は特定が非常に困難で、最終的には、初期のプレッシー交換機の共通制御ユニットに対してかなり大規模なリード交換プログラムを実施することでようやく解決されました。
STCリードスイッチは信頼性が高いことが証明されましたが、故障すると固着したり短絡したりする傾向がありました。これは初期段階では遮断の原因にもなりましたが、簡単な改良により、最も深刻な故障は交換機のごく一部に限定されました。GEC/MOVリードスイッチは、すべてのリードスイッチの中で最も信頼性が高いことが証明されました。
初期のトラブルがほぼ解消されたのは1974年頃のことだったが、その後TXE2は期待されたメリットをより多く実現するようになり、最終的には1人の技術担当者が3つの交換機の運用を維持し、合計で5,000~6,000人ほどの顧客にサービスを提供することも珍しくなくなった。
2005年の夏、TXE2機器のデモンストレーション用ラックがミルトン・キーンズ博物館のコネクテッド・アース・コレクションに移設された。[ 3 ]
エイボンクロフト博物館には、実際に動作するMXE2(モバイル版)があります。博物館内で通話に使用できます。[ 4 ]
MXE2の多くは北アイルランドに配備された。実際に「実戦」で使用されたのはそのうちの1台のみだった。それは1990年頃、テロリストによって交換局が爆破されたキャッスルウェランでの出来事である。MXE2の設置には通常6週間ほどかかるが、キャッスルウェランでは、爆破から1週間以内にMXE2(および北アイルランドの職員が設計した移動式伝送装置の追加使用)によって電話サービスが完全に復旧した。しかし、交換局は数年間使用されていなかったため、交換局を許容できるサービス水準まで復旧させるには、交換機保守担当の技術職員によるその後の多くの作業を要した。
TXE3は、2,000人以上の加入者を抱える交換局向けに設計された、TXE1のコスト削減および改良版でした。TXE1を開発したのと同じ3社、すなわちSTC、AEI、およびAT&EがTXE3を開発し、大規模交換局向けの標準BPOシステムとなることを意図していました。プロトタイプ交換機は、アーマーハウスの回路研究所で構築およびテストされました。試用期間は200人の加入者を対象とし、100人はテレコム本社の上級エンジニア向け、残りの100人はロンドン市内のモナーク交換局から一時的に移管されました(何か問題が発生した場合に備えて、c/oスイッチ経由)。試用期間は1969年から1970年まででした。
TXE3の開発中に、このシステムが競争の激しい輸出市場では高価すぎることが明らかになったため、AEIはチームを2つに分けました。1つはBPOの要望に何でも応え、もう1つは輸出用に縮小版を製造するチームです。1968年4月に試験が開始され、アーマーハウスでモデルは非常にうまく機能し、BPOは最初の6つの交換機を注文しました。ジム・ウォーマンはチームをブラックヒースからウーリッジに戻し、独自の製造とマーケティングを行う新しい部門を立ち上げました。最初の交換機の機器は9,600の容量で製造され、1968年にロンドンのロイヤル交換機の現場に設置されていましたが、GECがAEIに買収提案を行いました。買収提案は成功し、GECはTXE3よりもクロスバーシステムを好むと判断し、BPOへのTXE3供給契約をすぐにキャンセルしました。ロイヤル最初の交換機は設置が完了する前に解体され、すべてのTXE3機器は分解され、観測用に大学に提供されました。
TXE 3取引所は主に3つのエリアで構成されています。
制御領域はメイン制御ユニット(MCU)と呼ばれ、セキュリティ上の理由からこのモデルには2基搭載されていたが、最大12基まで搭載可能であった。各MCUは1時間あたり約6,000命令を処理できた。MCUは、磁気コア群に配線された複数のワイヤに格納された命令プログラムに従って動作した。動作シーケンスの変更は、多数の独立したユニット内部およびユニット間の大規模な配線変更ではなく、格納されているワイヤの配線をやり直すプログラム変更によって行うことができた。
回線スキャン回路は、1秒間に何度もパルスを用いて各回線、ジャンクションなどの状態を順次検査し、各パルスの直後にデータストア(サイクリックストア)が回線に関する永続的な情報をMCUに提供した。発信状態が検出されると、スキャンパルスがMCUに渡され、新しい通話を設定する必要があることを知らせ、MCUを一時的に他の通話からビジー状態にした。新しい通話を処理する最初のステップとして、MCUはサイクリックストアから提供されたディレクトリ番号とサービス種別(共有サービス、PBX回線、着信ジャンクションレジスタ、TOSなど)の情報を記録し、最大30個のレジスタからなる関連グループの1つを割り当てた。レジスタは、加入者回線、ジャンクション回路、その他のユニットと同様に、交換ネットワークの周辺端末に接続され、MCUは加入者端末とレジスタ端末を接続するようネットワークに指示を出した。
スイッチングネットワークは、複数のリンク回路の両側に配置されたリードリレーのクロスポイントで構成され、3段階(A、B、C)のスイッチングを実現している。A段階のスイッチは、周辺端末からのトラフィックをBC段階のアレイに集中させる。BC段階のアレイは内部で接続されており、アレイ内のすべてのBスイッチ端末とすべてのCスイッチ端末間で完全なアクセスが可能となっている。2人の加入者を他の2人に接続できるシンプルなスイッチを構築することは可能であるが、これを大規模に拡張すると、ますます非経済的になる。しかしながら、ネットワークを2段階に分割することで、かなりの経済効果が得られる可能性がある。
割り当てられたレジスタを呼び出し回線に接続するために、MCUはインターロゲータマーカーに、加入者から中央の「スルー」タイプのリンクまで、およびレジスタからリンクまでのすべての空きパスを識別するように要求しました。この情報はルート選択ユニットに返され、ルート選択ユニットは、両方の周辺端末で使用可能なリンク回線を識別し、ネットワークを最大限に活用するために選択された所定のルールに従って、最適な回線を選択しました。その決定はMCUに信号で送り返され、MCUはインターロゲータマーカーに、選択されたパスのペアをマークするように指示しました。パスは、リンクからC、B、Aステージを経由して加入者まで、そして同じリンクの反対側からC、B、Aステージを経由してレジスタまでです。
レジスタは加入者との接続を確認し、発信音を送信した。通常、このプロセス全体は約0.2秒で完了し、加入者が受話器を耳に当てる時間よりも短かった。MCUは、この通話に関する当面のタスクを完了したため、他の要求に対応できるようになった。MCUは、レジスタの識別情報と発信機器番号の記録を保持し、通話の進行状況における到達段階を記録した。
加入者は必要な番号をダイヤルし、受信した各桁はレジスタ内の電子回路に保存されます。この電子回路は、各桁の後にMCUを呼び出し、指示を要求します。交換局からの発信経路を決定するのに十分な桁数が受信されるまで、「次の桁の後に再度適用」という指示が送られ、MCUは他の要求の処理に戻ります。
十分な桁数が受信されると、MCUは交換機内の必要な経路、送信すべきルーティング桁数(発信通話の場合)、および受信した桁数のうちどれを転送する必要があるかを判断できるようになります。MCUはそれに応じてレジスタに指示を出し、レジスタが転送信号を発信し、最終的に発信者を目的の番号または接続点に接続するために必要な経路を設定します。
交換機で終端する通話の場合、交換ネットワーク内に伝送ブリッジと監視回路を導入する必要がありました。これは、最終接続に「ブリッジリンク」を用いることで実現されました。交換機内通話の計測を可能にするため、これらのリンクには、適切なタイミングでP線を所望の「X」または「Y」位相にパルスするローカル通話タイミング要素も含まれています。「X」および「Y」位相は、共有サービス加入者の計測をサポートするためにのみ必要とされていましたが、幸いなことに、そのサービスは既に廃止されています。
他の種類の通話についても同様の手順が取られる。いずれの場合も、MCUはプログラム指示に従って、示された状況において適切な接続パターンを決定し、経路を設定するための命令を発行する。
各MCU内部では、エラー検出を可能にする「5問中2問正解」方式のコードで情報が処理され、さらにプログラムストアの出力は複製されて追加の保護機能が備えられていた。
TXE 3モデルは満足のいく性能を発揮し、このモデルから得られた経験は基本設計の妥当性を確認し、TXE4の開発につながった。
TXE4 は、TXE3 システムのコスト削減版で、最大 40,000 人の加入者と 5,000 erlang を超える双方向トラフィックに対応し、通常は数名の技術担当官 (TO) が配置されていました。これは、 GPO の仕様に基づいてSTCが独自に開発したものです。北ロンドンの STC サウスゲート工場で製造され、スイッチング媒体としてリード リレーを使用しており、運用中に信頼性が証明されました。後に、プレッシーと GEC もいくつかの交換機を製造しました。メイン コントロール ユニット (MCU) と呼ばれるプログラム可能な共通制御を備えており、各交換機にはセキュリティのために少なくとも 3 つの MCU があり、最大で 20 個まで搭載できますが、理論的には 1 つだけでも動作可能です。監視処理ユニット (SPU) と呼ばれるユニットがあり、MCU から提供された情報に基づいて通話を制御します。
TXE4がTXE3よりも優れていることを証明するため、1969年に北ロンドンのマスウェル・ヒルにあるチューダー交換局に試験設備が設置された。2年間の試験運用が成功した後、1971年6月にSTC社と1500万ポンド相当のTXE4機器の供給契約が締結された。
最初の量産型TXE4は、1973年にサットン・コールドフィールドにあるバーミンガム地域の交換局、レクトリーに設置され、1976年2月28日に運用を開始しました。TXE4は、RDがレクトリー設計を意味するTXE4RDと呼ばれることもあります。レクトリーは4,300人の加入者で開設され、最大容量は8,000人でした。1983年には、350台のTXE4が400万人の顧客にサービスを提供していました。最後のTXE4は、1998年3月11日に(ヨークシャー州セルビーとエセックス州リー・オン・シーで)運用を終了しました。
スイッチングはリードスイッチとTXE1と同様の多段式回路で行われた。TXE1との違いは、拡張性の問題を軽減するためにスイッチング段が1段追加されている点である。したがって、一般的な経路はABC-Link-DCBAとなる。
加入者情報は、サイクリックストアと呼ばれるラックにプログラムされ、PTFEワイヤを「ダイヤモンドリング」と呼ばれる磁気コアに通して使用していました(詳細はTXE2の項を参照)。保存された情報は、サービスの種類(COS)、つまりPBX、コイン収集ボックス(CCB)、または単回線であり、その後にディレクトリ番号が続きました。加入者は、サイクリックストアラック上の位置から機器番号を取得しました。これは6桁の番号で、MUCKBLと呼ばれていました。交換機の一部では、機器はBUMCLKの形式でした。加入者が受話器を上げると、このワイヤにパルスが送信され、156msの スキャナによって受信され、リードリレーを介してレジスタへの経路が確立されました。レジスタは加入者にダイヤルトーンを返し、ダイヤルを開始できました。
各MCUは最大36個のレジスタを「所有」していました。MCUは、自身のすべてのレジスタを管理し、ダイヤルされた情報に基づいて通話のルーティング先を決定する責任を負っていました。ローカル交換機の番号体系は、サイクリックストア内のスレッドを介してMCUに提供されるため、MCUはこの情報を読み取ることができ、このようにしてすべての交換機を必要に応じて構成することができました。MCUが通話を交換機内部の通話として識別した場合(通常は最初の桁によって識別されます)、MCUは完全な番号がダイヤルされたらレジスタに応答するように指示します。ダイヤルされた最初の桁がゼロの場合、通常はグループ交換センターに直接ルーティングされます。ただし、交換機に代替利用可能なルート(AAR)がある場合、MCUはルーティング決定を行うために十分なルーティング桁を受信するまで待機する必要がありました。このAAR情報はサイクリックストアに格納されていました。 MCUはルーティングを決定すると、必要なパスを設定するコマンドをインターロゲータ/マーカーに送信し、転送するダイヤルされた数字をレジスタに伝えました。その後、MCUは次のタスクに移りました。接続が確立されると、スーパーバイザ処理ユニット(SPU)がパスとすべての通話メータリングタスクを処理しました。MCUには、すべてのレジスタからのダイヤルされた数字を保持するためのコアメモリと、通話設定情報を操作するためのその他のストレージがありました。スキャンレートは3種類ありました。加入者用が156ms、レジスタ、発信ジャンクション、ルーティング変換用が36ms、着信ジャンクション用が12msです。最後の12msは最も高速なスキャンで、着信ジャンクションから着信数字が失われないようにするためでした。
タイミングパルスはパルス発生器ラックによって生成されました。この発生器は166.7kHzの遅延線発振器を使用して 6マイクロ秒の基本パルスを生成し、これを8つのリングカウンタに入力して、各リングカウンタが6マイクロ秒の基本パルスを乗算して必要な各種パルスを生成しました。発生器は4台あり、1台は冗長構成となっていました。
TXE4の開発のかなり終盤になって、機器番号に誤ったディレクトリ番号が循環ストアに登録されている場合、別の機器番号のディレクトリ番号と競合し、複数のディレクトリ番号が作成される可能性があるという問題が発見されました。これにより、誤って登録された番号にダイヤルすると番号が取得できず(NU)トーンが発生し、重複した番号には誤った着信が届きました。交換機にはこの問題を検出する手段がありませんでしたが、MCUの1つをプログラミングすることで、エラーを検出して重複した番号の場所を出力する別のプログラムを実行できるようにしました。これは定期的に行う必要がありました。最終的に、さらに多くの診断ルーチンが追加された後、これはテスター299Aとして知られるようになりました。
MCUは、MCUラックの下部に配置された10個のスライドインユニット(SIU)に格納されたプログラムを実行した。これらのMTWSユニット(Miniature Threaded Wire Store)は、エナメル線が通された8×10個のコアからなるマトリックス構造であった。各MTWSには500個のプログラムステップが格納されていた。最初の8個のMTWSは通常動作に使用され、最後の2個は特殊ルーチン用に予約されていた。
5,000 のプログラミング ステップは、AE からの文字と 3 桁の 10 進数で指定されました (例: B253)。文字はさまざまな方法で決定され、たとえば、何らかの情報が存在するかどうかの判定 (例: A=true、B=false の場合、A253 または B253 のいずれか) によって決定されました。各ステップは、ワイヤが通っているコアに応じて 8 桁の 10 進数で構成されていました。最初の 3 桁 (例: 891) は、MCU に次にどのプログラム ステップに進むかを指示します。次の 2 桁は操作 (例: 55、2 つの情報を比較) を定義し、最後の 3 桁は、MCU に結果を格納する場所 (例: 020、この情報をメイン フェライト ストア 10 に格納) を指示します。したがって、プログラム ステップ全体は 89155020 となり、答えが true の場合は次のステップが A891、答えが false の場合は B891 になります。各ステップの実行には 12 マイクロ秒かかりました。 TXE4の設計ライフサイクル全体を通して、開発やアップグレードが行われるにつれて、プログラムは現場で容易に変更可能だった。
MCUには、コアストアを使用する不揮発性データストアが搭載されていました。データストアには、メインフェライトストア(MFS)、スペシャルフェライトストア(SFS)、レジスタフェライトストア(RFS)の3種類がありました。MFSは、MCU自体がさまざまな目的でデータを保持するために使用され、SFSはデータの操作に使用されました。たとえば、SFS2は、位置1~5に格納されているデータを、位置6~10に格納されているデータと交換することができました。各ストアには、2/5コードで表現された10桁の10進数が格納されていました。RFSには、ダイヤルされた数字など、MCUに関連付けられた各レジスタからのデータが格納されていました。MFSは20個、SFSは4個、RFSは最大36個ありました。
スイッチングパスの設定が失敗した場合、監視処理ユニット(SPU)からMCUに通知が送られます。この場合、MCUは新しいパスを設定するための再試行を開始します。失敗したパスの詳細が出力されます。
TXE4には、故障表示やその他の情報を記録する標準テレプリンタが2台搭載されていた。手動で傾向を把握するのが困難だったため、テレプリンタが出力する紙テープと印刷内容を自動的に分析する試みが行われた。PATE4(Print Analysis TXE4)は、紙テープを読み取り、共通の故障パターンを探す実験的なプログラムだった。
TXE4交換機は、平均故障間隔が50年となるように設計されている。

TXE4AはTXE交換機シリーズの最終機種であり、TXE4の改良版でした。 1975年に郵便局電気通信局から、コストを15%削減し、顧客向け設備を拡充するようSTCに委託され、開発されました。交換方式はTXE4と同じでしたが、共通制御回路を再設計し、集積回路(マイクロプロセッサを含む)を使用することで、大幅な小型化とコスト削減を実現しました。
TXE4Aはダイモンドリングを廃止し、ソリッドステートメモリを採用しました。これにより、交換データ(顧客情報など)の変更を、ダイモンドリングにジャンパー線を手動で通すのではなく、キーボード操作で行うことが可能になりました。
TXE4 MCUのプログラムは、32k個の16ビット命令を格納できるEPROMに保存されていた。各命令の実行時間は2マイクロ秒であったが、レジスタにアクセスする命令は6マイクロ秒を要した。この性能向上により、MCUあたりのレジスタ数を増やすことが可能になった。
TXE4Aが最初に運用を開始したのは、 1981年2月28日にベルグレイブで導入された。550台以上のTXE4およびTXE4A交換機が設置され、20年以上にわたり800万回線をカバーした。TXE4/Aシステムは、最終的にSystem Xに置き換えられるまで、非常に成功し、信頼性の高いシステムであることが証明された。TXE4の時代は、1998年3月11日にセルビーとリー・オン・シーがデジタル交換機に置き換えられたことで幕を閉じた。
TXE4E(拡張版)はSTCによって開発され、1980年代後半に導入されました。これは、TXE4とTXE4Aの両方の交換機を更新し、「スターサービス」、CCITT 7共通チャネル信号、通話ログの項目別記録など、System X交換機で利用可能な機能と同様の機能を提供するようにするためでした。伝送回線上のアナログ信号は、 System XおよびAXE10で使用されていたSS7信号システムに置き換えられました。これにより、着信通話が多すぎて交換機が過負荷になるのを防ぐ通話ギャップ制御が実現しました(例えば、新聞の懸賞で当選番号が誤って印刷された場合など)。
機能強化は、イーサネットバックボーンでMCUおよびSPUプロセッサと相互接続された追加の専用処理モジュールに実装されました。機能強化ソフトウェアは、RMX上で動作するIntel 8080、286、および386プロセッサに実装されました。
TXE4A MCUおよびSPUは、バックエンドシステムとのインターフェースとなる通信ポートを追加できるように最初から設計されていたが、TXE4 MCUおよびSPUはそうではなかった。
TXE4Eは、TXE4の10個のミニチュアスレッドワイヤストア(MTWS)を2つのユニットに置き換えました。各ユニットには6個のチップが搭載されており、取り外し可能で、別のコンピュータで再プログラムできます。これにより、バンク切り替え式の5,000プログラムステップが追加され、プログラムストアが2倍になり、拡張プロセッサと接続するための通信ポートが提供されました。サイクリックストアのスレッドフィールド(12ms x 156msと3 x 36ms)は共通化され、以前はスレッドで処理されていた新規加入者、解約、サービスクラスの変更はすべて端末経由で行われるようになりました。
このシステムには、機器を遠隔操作で停止させたり、アラームをリセットしたりする機能も備わっていた。
加入者情報がすべて格納されていた循環ストアゲートは、機能強化の第2段階として、ソリッドステートデバイスに置き換えられた。
電子機器の改良により、TXE4AとTXE4E(またはTXE4RD/IW相互接続)は、祝日などにおける料金データのダウンロード可能なアップデートを受信できるようになりました。このダウンロード機能により、以前は各交換局で手動で行っていた多くの機能を一元的に管理することが可能になりました。集中型データ管理ツールの導入後、800万人の顧客に対する料金変更を1人の担当者が作成・実装できるようになりました。当時、これはSystem XおよびAXE10交換局で利用可能だった機能と同等の機能を提供しました。
TXE5は、TXE2の改良版のために予約されていたと考えられている。しかし、そのような改良版は結局製造されなかった。
TXE6は、ストロージャー交換機の拡張用に設計された電子式共通制御交換機で、電子リードセレクタシステムまたはリードグループセレクタ(RGS)として知られていました。ロンドンとレイトン・バザードにそれぞれ1台ずつ、計2台のみが製造されました。ロンドンにあったものは、後にレイトン・バザードにあったものと統合されました。
本来の目的で使用されることはなく、レイトン・バザードの交番への着信電話のフロントエンドとして機能し、ダイヤルされた最初の数字によってTXE1または3つのTXE2交換機のいずれかに転送するだけであった。TXE6は1971年8月18日の夜に運用を開始し、1977年にTXE4交換機がTXE1と3つのTXE2交換機を引き継ぐまで、非常に信頼性の高いシステムであった。
TXE6は2つの部分から構成されていました。1つは1秒間に10パルス(pps)でデジタル信号を受信するユニット、もう1つは2段のクロスポイントスイッチです。10 ppsユニットはインターフェースとして機能し、ダイヤルされたパルスからの情報をストロージャー形式でリードグループセレクタレジスタ用の高速パラレル信号条件に変換しました。10 ppsユニットには4つの制御器が備えられており、それぞれに96のアクセス回路があり、合計384の入力ジャンクションがありました。中間スイッチングユニットにも4つの制御器があり、それぞれが2つの部分に分かれていました。各部分は、10レベルにわたって配置された48の入力と200の出力からなるスイッチングユニットを制御しました。これにより、10レベルで合計1,600の出力、つまり1レベルあたり160のトランクが利用可能になりました。出力は4つの制御器によって段階的に設定されていました。TXE6ユニットの特徴は、2つの機器レベルを組み合わせることで、任意の1レベルから40のトランクを利用できることでした。この施設はレイトン・バザードで使用されていました。