プログラム制御交換機は、電話の呼接続を処理します。
プログラム制御電話交換機は、記憶されたプログラムを使用して利用者の発呼要求を処理し、呼の確立、維持、解放の方法を決定します。企業内の電話交換システムは一般にPBXと呼ばれ、対応するインターフェースに応じて内線と外線トランクを接続できます。ここでいう交換は、MACアドレスに基づいてフレームを転送するイーサネットスイッチとは異なり、両者のポートや設定をそのまま相互に置き換えることはできません。
「プログラム制御」は制御方式を表し、「デジタル」は対応する音声処理方式または交換方式を表すため、両者を完全な同義語として扱うことはできません。世代や機種によってアーキテクチャが異なり、提供するサービス機能も異なります。機器を理解するには、筐体に端子がいくつあるかを見るだけでなく、まず利用者がどのように発呼し、システムがどのように着信先を見つけ、音声がどのチャネルを通って相手側に届くのかを確認してください。
呼が経る各段階
一般的なアナログ内線がオフフックになると、加入者回線の状態が変化し、交換機は対応するイベントを検出して規則に従って処理します。利用者が番号をダイヤルすると、システムは番号を収集・分析し、内線番号表、権限、経路選択に基づいて次の処理を決定します。着信先に接続できる場合、システムは呼出しと対応する呼状態の通知を行い、相手が応答すると、所定の仕組みに従って通話経路を確立します。
終話後、システムは解放条件を識別して呼を終了し、リソースを回収します。話中、無応答、利用可能なトランクがない状態、回線障害では、それぞれ異なる結果になることがあり、ある種類の通知音が聞こえただけで機器の故障と判断することはできません。番号計画、発信可能範囲、インターフェースの信号方式はすべてこの処理に関わり、ケーブルや音声回路が正常でも、ソフトウェア設定が誤っていると通話を接続できない場合があります。
信号と音声を分けて理解すべき理由
信号は、オフフック、ダイヤル、呼出し、応答、解放などの制御情報を表し、音声は双方の会話内容を伝えます。これらを関連する回線や構造にまとめるインターフェースもあれば、別の制御方式を使用するインターフェースもあります。音が聞こえることは、すべての信号が正しいことを意味せず、呼出しを行えることも、双方向の音声が接続された証明にはなりません。
呼処理装置は規則に従って接続を制御し、音声交換構造は確立された接続関係に従って対応するサンプルやメディアを転送します。図では役割を理解しやすくするため、制御を紫、音声を青で分けていますが、特定機種の内部配線を示したものではありません。CPUがあることから、すべての音声サンプルを同じプロセッサーが一つずつ処理すると推測したり、管理ポートを音声サービスポートとして扱ったりしないでください。
アナログ音声がデジタル交換に取り込まれる仕組み
デジタル交換システムにアナログ電話機を接続する場合、対応するインターフェース回路が回線と音声を処理し、サンプリングと符号化によってデジタル音声を得ます。相手側では、対応する方式に従って音声を復元します。PCMはパルス符号変調であり、サンプリング値を数字で表す方式を意味します。どの内線に発信するかを決定するものではなく、電話交換機の機能全体を表す名称でもありません。
従来のG.711音声は、毎秒8,000サンプル、1サンプル当たり8ビットを用い、符号化ビットレートが毎秒64,000ビットになるものとして理解できます。信号およびベアラのオーバーヘッドは別に計算します。これは一般的な符号化の例であり、すべての電話機器が1種類の符号化方式しか使用できないという意味ではありません。タイムスロット交換やその他の交換構造でも、対応する音声チャネルを正しい出力に割り当てる必要があり、サンプリングと呼制御は互いの代わりにはなりません。
内線ポートとトランクポートは役割が異なる
アナログ内線は通常、加入者回線に必要な条件を提供するFXSインターフェースに接続され、FXOはそのような回線に接続する側の終端として機能します。E1などのデジタルトランクには、電気的条件、フレーム構成、クロック、信号方式の選択も関わるため、コネクターが同じというだけでは互換性を判断できません。メーカー資料で同じくトランクと呼ばれるオプションでも、対応するプロトコル、容量、相互接続条件が異なる場合があります。
アナログ加入者アクセス、デジタルトランク、IP電話アクセスは、それぞれ別の要件として列挙する必要があります。音声ゲートウェイ機能を提供できる機器もありますが、それにはインターフェースとプロトコルの明確な対応が必要です。「プログラム制御」という言葉を、SIP内蔵、すべての符号化方式への対応、ネットワークルーティングと同一視することはできません。外部システムと相互接続する場合は、双方のインターフェース定義と必要な設定を入手し、仕様不明の電話回線を試しに差し込んで正しいポートを探すことは避けてください。
プログラム制御の価値と限界
プログラムとデータで番号、権限、一部のサービスを管理する方式は、通常、固定配線による論理回路よりも調整や状態確認が容易です。ただし、機能の追加には対応するハードウェア、ライセンス、バージョンが必要な場合があり、古い記事にある「ソフトウェアを変更するだけであらゆる新サービスを実現できる」という結論を、そのまま適用することはできません。着信転送、発信者番号表示、ファクスについても、実際のシステムと相手側の対応状況に応じて確認する必要があります。
ポート数、許容同時通話数、トランク容量は異なる指標です。内部に複数の内線があっても、外線トランクの同時通話数が制限されている場合、外線に同時発信する人数が増えるとリソース不足が生じることがあります。機器のサイズ、消費電力、保守コストは具体的な構成によって決まり、電子式であることが、すべての案件で低コストや高信頼性を保証するわけではありません。
Feichang Technologyの機器を使用した遠隔内線の延長
PBXのアナログ内線を建物間で延長する必要がある場合、対向で使用する電話用光多重化装置を検討できます。PBXのFXS加入者ポートをローカル側のFXOに接続し、光回線でリモート側のFXSに接続して、そこからアナログ電話機に接続します。光多重化装置は対応する回線サービスを延長し、番号分析と呼接続は引き続きPBXが処理します。光ファイバーは中央装置の電力をリモート側に供給しないため、延長装置自体の電源条件も満たす必要があります。
Feichang Technologyの電話専用製品カテゴリーにあるFCP-O16/FCP-S16の詳細には、1～16チャネルのFXO/FXS電話、および対応する設置とネットワーク管理の説明が記載されており、この種の延長要件の確認に利用できます。チャネル数、両端の役割、光ポート、電源仕様は発注情報に基づいて確認する必要があります。この機種から、E1トランク、IP登録、またはあらゆる交換システムの付加機能が必ず透過伝送されると推測することはできません。
呼接続と延長を分けて受入確認する
まず正常動作が確認済みの近端電話機でPBX内線を検証し、次に必要な適合条件に従って短い光リンクを試験してから、本番回線を接続します。着信、発信、呼出し、双方向音声、終話時の解放をチャネルごとに確認してください。発信者番号表示やファクスが必要な場合は、実際の端末で個別に検証してください。光ポートのランプが点灯していても、内線番号、通話権限、電話信号がすべて正しいとは限りません。
近端の内線は正常でもリモート側が動作しない場合は、ローカルインターフェース、対向機器、光回線、リモート側の加入者回線、電話機の順に区間ごとに障害を切り分けられます。複数の内線に同時に異常が発生した場合は、共通の電源、制御、トランクリソースも確認してください。一度に変更する条件は一つだけにし、正常時と障害時の状態を記録してください。重要な稼働中の通信システムで、試験のためにむやみにケーブルを抜かないでください。
引き継いだ担当者が保守できる納入資料を用意する
番号とポートの対応関係、インターフェースの役割、バージョン、設定バックアップ、試験記録を保管してください。どの内線が直接接続され、どの内線が光延長を経由し、どの外線通話がデジタルまたはIPトランクに依存するかを明確にしてください。重要なサービスの予備電源、予備リンク、復旧要件についても、個別に受入確認する必要があります。二重化電源があるからといって、どのような障害でもサービスが中断しないわけではありません。
拡張前には、インターフェース、同時通話数、交換リソース、伝送能力を再確認してください。最終的な判断では、何が呼を制御し、音声がどこを通り、遠隔回線がどのように延長されるかを説明でき、各機能を実際の資料と試験に対応付けられる必要があります。このようにプログラム制御電話交換機を理解することで、電話用光多重化装置、PCM符号化、産業用イーサネットスイッチを同じ種類の機器として扱うことを防げます。
資料に関する注記：模式図は技術的内容を確認したうえで一般的な仕組みの説明に使用しており、製品写真や実測記録ではありません。具体的なインターフェース、方式、機能は、選定した機種、バージョン、および現場での検証に従います。
検証資料： ITU-T Q.512 デジタル交換機のデジタル加入者アクセスインターフェース
Ciscoの音声ゲートウェイおよび電話トランクインターフェースの説明
ITU-T G.711 音声周波数のパルス符号変調
Feichang Technology FCP-O16/FCP-S16 卓上型電話用光多重化装置
Feichang Technology 電話専用光多重化装置カテゴリー
関連技術トピック： プログラム制御電話交換機の保守方法：電源、インターフェース、通話、設定の区間別トラブルシューティング
中国語の技術記事から翻訳。原文初公開：2019-11-13。原文最終改訂：2026-10-13T03:57:28+08:00。 中国語の原文を読む
