程控交换机，全称为存储程序控制交换机（与之对应的是布线逻辑控制交换机，简称布控交换机），也称为程控数字交换机或数字程控交换机。通常专指用于电话交换网的交换设备，它以计算机程序控制电话的接续。程控交换机是利用现代计算机技术，完成控制、接续等工作的电话交换机。
1设备类型
数字程控交换机分为长途交换机，本地交换机等。另外还有专用于信令网和智能网的类型。[1]
1970年，法国开通了世界上第一部程控数字交换机，采用时分复用技术和大规模集成电路。随后世界都大力开发，进入80年代，程控和数字交换机开始在世界上普及。
2设备功能
数字程控交换机[2] 的基本功能主要为：用户线接入，中继接续，计费，设备管理等。
本地交换机自动检测用户的摘机动作，给用户的电话机回送拨号音，接收话机产生的脉冲信号或双音多频（DTMF)信号，然後完成从主叫到被叫号码的接续（被叫号码可能在同一个交换机也可能在不同的交换机）。在接续完成後，交换机将保持连接，直到检测出通信的一方挂机。
其中通话接续部分是利用交换机中的数字交换网络，采用PCM方式实现数字交换的，控制部分是通过软件由计算机来实现的。
3基本构成
电话交换机的主要任务是实现用户间通话的接续。基本划分为两大部分：话路设备和控制设备。话路设备主要包括各种接口电路（如用户线接口和中继线接口电路等)和交换 (或接续）网络；控制设备在纵横制交换机中主要包括标志器与记发器，而在程控交换机中，控制设备则为电子计算机，包括中央处理器(CPU),存储器和输入 /输出设备。
程控交换机实质上是采用计算机进行“存储程序控制”的交换机，它将各种控制功能，方法编成程序，存入存储器，利用对外部状态的扫描数据和存储程序来控制，管理整个交换系统的工作。
控制设备
控制部分是程控交换机的核心，其主要任务是根据外部用户与内部维护管理的要求，执行存储程序和各种命令，以控制相应硬件实现交换及管理功能。
程控交换机控制设备的主体是微处理器，通常按其配置与控制工作方式的不同，可分为集中控制和分散控制两类。为了更好的适应软硬件模块化的要求，提高处理能力及增强系统的灵活性与可靠性，程控交换系统的分散控制程度日趋提高，已广泛采用部分或完全分布式控制方式。
话路设备
- 交换网络
交换网络的基本功能是根据用户的呼叫要求，通过控制部分的接续命令，建立主叫与被叫用户间的连接通路。在纵横制交换机中它采用各种机电式接线器（如纵横接线器，编码接线器，笛簧接线器等）,在程控交换机中主要采用由电子开关阵列构成的空分交换网络，和由存储器等电路构成的时分接续网络。
- 接口设备
接口设备是数字程控交换机与外围环境的接口，其功能是完成外部信号与交换机内部信号的转换。数字程控交换机的接口设备主要有用户电路、中继电路和信令收发设备。
（a）用户电路
用户电路的作用是实现各种用户线与交换之间的连接，通常又称为用户线接口电路[3] （SLIC,Subscriber Line Interface Circuit)。根据交换机制式和应用环境的不同，用户电路也有多种类型，对于程控数字交换机来说，主要有与模拟话机连接的模拟用户线电路 (ALC)及与数字话机，数据终端(或终端适配器)连接的数字用户线电路（DLC)。
模拟用户线电路是适应模拟用户环境而配置的接口，其基本功能[4] 有：
. 馈电（Battery feed):在电话通信中，交换机通过用户线向共电式话机直流馈电；
. 过压保护（Overvoltage Protection):由于用户线是外线，所以可能会遭到雷电或高压电等的袭击，交换机内是严禁高压进入的，这会损坏交换机内部设备。为了防止用户线上的电压冲击或过压而损坏交换机，其必须具备过压保护功能。
. 振铃（Ringing)：向被叫用户话机馈送铃流，铃流电压一般是通过继电器控制或高压电子器件向话机提供。
. 监视（Supervision)：为完成电话呼叫，交换机必须能够正确判断出用户线上的以下3种情况。
a）用户话机的摘挂机状态。
b）用户话机（号盘）发出的拨号脉冲。
c）投币、磁卡等话机的输入信号。
上述用户线的几种情况的判断可通过监视用户线上直流环路电流的通/断来实现。用户挂机空闲时，直流环路断开，没有馈电电流；反之，用户摘机后，直流环路接通，有馈电电流。
. 编解码（CODEC)：利用编码器和解码器（CODEC),滤波器，完成话音信号的模数与数模交换，以与数字交换机的数字交换网络接口。
. 混合（Hybrid)：进行用户线的2/4线转换，以满足编解码与数字交换对四线传输的要求。
. 测试（Test)：提供测试端口，进行用户电路的测试。
这7种功能常用第一个字母组成的缩写词（BORSCHT)代表。对于模拟程控交换机，不需要编解码功能；而在数字程控交换机中，除某些特定应用的小型交换机利用增量调制方式外，其它大部分均采用PCM编解码方式。
数字用户线电路是为适应数字用户环境而设置的接口，它主要用来通过线路适配器（LAM)或数字话机（SOPHO-SET)与各种数据终端设备(DTE)如计算机，打印机，VDU,电传相连。
（b） 出入中继器
出入中继器是中继线与交换网络间的接口电路，其功能是完成外部信号与交换机内部信号的转换，用于交换机中继线的连接。它的功能和电路与所用的交换系统的制式及局间中继线信号方式有密切的关系。对模拟中继接口单元（ATU),其作为是实现模拟中继线与交换网络的接口，基本功能一般有：
(1).发送与接收表示中继线状态（如示闲，占用，应答，释放等）的线路信号。
(2).转发与接收代表被叫号码的记发器信号。
(3).供给通话电源和信号音。
(4).向控制设备提供所接收的线路信号。
对于最简单的情况，某一交换机的中继器通过实线中继线与另一交换机连接，并采用用户环路信令，则该模拟中继器的功能与作用等效为一部“话机”。若采用其它更为复杂的信号方式，则中继器应实现相应的话音，信令的传输与控制功能。
数字中继线接口单元（DTU)的作用是实现数字中继线与数字交换网络之间的接口，它通过PCM有关时隙传送中继线信令，完成类似于模拟中继器所应承担的基本功能。但由于数字中继线传送的是PCM群路数字信号，因而它具有数字通信的一些特殊问题，如帧同步，时钟恢复，码型交换，信令插入与提取等，即要解决信号传送，同步与信令配合三方面的连接问题。
数字中继接口单位的基本功能包括帧与复帧同步码产生，帧调整，连零抑制，码型变换，告警处理，时钟恢复，帧同步搜索及局间信令插入与提取等，如同模拟用户电路的BORSCHT,也可将数字中继单元的上述8种功能概括为GAZPACHO。
（c）信令系统
信息系统（Signalling System)
在交换机内各部分之间或者交换机与用户，交换机与交换机间，除传送话音，数据等业务信息外，还必须传送各种专用的附加控制信号（信令），以保证交换机协调动作，完成用户呼叫的处理，接续，控制与维护管理功能。
按信令的作用区域划分，可分为用户线信令与局间信令，前者在用户线上传送，后者在局间中继线上传送。如果按信令的功能划分，则可分为监视信令，地址信令与维护管理信令。
1 用户线信令
它是在用户与交换机之间用户线上传送的信令。对于模拟电话用户线，这种信令包括：
(1)监视信令
此信令反映直流用户环路通断的各种用户状态信号，如主叫用户摘机（off-hook)(呼出占用），主叫用户挂机（on-hook)(正在清除或拆线）及被叫用户摘机（应答），被叫用户挂机（反向清除或拆线）。交换机检测到这些信号时便会执行相应的软件，产生有关的动作，如交换机向主叫用户发拨号音或忙音，回铃音等，或向被叫用户馈送振铃信号等。
(2)地址信令（被叫号码）
此信令为主叫用户发送的被叫号码，交换机识别后控制交换网络进行接续。广泛应用的模拟话机有两类：脉冲式话机与双音频式话机。
a.直流脉冲信号
拨号盘话机或脉冲式按键式话机发送直流脉冲信号，通过话机拨号控制用户环路电路断续而产生直流脉冲串。
b.双音多频信号
程控交换机的快速多频按键话机所发送的拨号信号，不再用脉冲而用同时发送的“双音”表示一个数字。
2 局间信令
此信令是在交换机或交换局之间中继线上传送的信号，用以控制呼叫的接续。由于使用的交换机制式和中继传输信道类型很多，组网涉及面广，因而局间信令比较复杂。为保证通信网中交换机互通，必须建立统一的国际与国内标准。
根据信令通道与话音通路的关系，可将局间信令分为随路信令（CAS,Channel Associated Signalling)与共路信令（CCS,Common Channel Signalling);若按信道与信号的形式，又可分为直流，交流与数字型信令。如同用户线信令，也可将局间信令按功能分为监视信令，地址信令与管理信令。
各种机电式交换机都采用随路信令，虽然程控数字交换机仍多采用随路信令，但它一般具有采用共路信令的功能与潜力。为充分发挥程控数字交换系统的优点，采用先进的共路信令是当前程控交换技术的一个重要发展方向。
(1).随路信令
将话路所需要的控制信号由该话路本身或与之有固定联系的一条信令通道来传送，即用同一通路传送话音信息和与其相应的信令。
(2)共路信令
将一组话路所需的各种控制信号集中到一条与话音通路分开的公共信号数据链路上进行传送。CCITT No.7号信令是一种目前最先进，应用最广泛的国际标准化共路信令系统，由于它将信令和话音通路分开，可采用高速数据链路传送信令，因而具有传送速度快，呼叫建立时间短，信号容量大，更改与扩容灵活及设备利用率高等特点，最适用于程控数字交换与数字传输相结合的综合数字网和未来综合业务数字网。
程控交换机主要功能：
◆虚拟总机：代替总机转接来话。
自录语音：录制特殊语音（例如：您好！这里是上海远智网络信息科技有限公司，请拨分机号码、查号请拨0，传真请拨101）
◆弹性编码：各分机可编制分机号码。
◆等级限制：限制拨打国际、国内、市话等7级。
◆中继热线：提机免拨9出外线。
◆呼入选择：外线呼入直拨、转接、群呼选择。
◆强插服务：在特殊情况下总机对正在通话的分机进行强插通话。
◆代拨长途：总机可代低等级的分机拨打长途。
◆区分振铃：能区别振铃来自外线还是内线。
◆征询转接：外线转接实现征询和音乐等待。
◆计费方式：反极计费方式或延时计费方式。
◆打印选择：中英文打印选择。
◆语音信箱：查询自身等级、号码、话费、日期、时间等。
4发展现状
2009年中国生产数字程控交换机414700万线，同比下降7.95%。对于通讯设备行业，行业景气支撑点主要有两个，一是电子信息产业振兴规划带来的投资机会。从产业的角度来看，电子信息产业振兴规划将有利于通讯业的升级，有利于通信业通过产业结构调整把握住行业的发展机会，从而牵引着通信设备行业的盈利能力得到增强。二是电信业重组和3G牌照的发放将加大运营商对通信设备的采购量。随着国内电信重组及3G牌照发放，国内电信投资开始加速。
中国加入WTO和国家对西部大开发战略部署的实施，使众多交换机厂家、商家将有千载难逢的良机，这为交换机提供了广阔的市场。同时，由于各交换机产商在技术上的不断革新，尤其在IP领域的不断开发和应用，使得交换机在一段很长时间内仍具有较大市场前景。首先，价格优势使交换机比虚拟网具有更为广阔的市场前景。其次，从使用对象角度考虑，交换机比虚拟网具有更大的市场。在某些工矿企业等单位，通话主要以内部为主；在各宾馆、酒店等大型企事业单位，安装交换机不仅仅是满足通话的需要，更是树立本单位良好形象的需要。此外，安装交换机可以通过拨打本话务台查找用户需要的电话号码（如在宾馆呼叫总台），而这一点虚拟网无法做到。其三，用户交换机向IP领域的渗透，使交换机具有新的生命力。PABX产品的开发将出现重大转移，许多传统的厂商将放弃过去的体系结构，转向支持基于服务器的各种体系结构和系统的增值互联，这一转变，使程控交换机重新获得市场，使通信产品在IP 领域的广泛应用起到积极的推动作用。2011年，宽带市场驱动因素未变，竞争压力仍将提升；FTTH 将成为主流的宽带建设模式，宽带建设高潮尚未来到；光通信行业将从持续大规模的宽带建设中充分受益，未来3年增长确定。看好大规模宽带建设对相关通信企业的长期业绩驱动。
5优越性
1、技术上的优越性
（1）能够提供许多新的用户服务功能，如缩位拨号、来电显示、叫醒业务、呼叫转移、呼叫等待等业务，不再是单一的语音业务了。
（2）维护管理方便，可靠性高。程控交换机可以通过故障诊断程序对故障进行检测和定位，以发生故障时紧急处理迅速及时，因此它在维护管理上和可靠性上带来了好处。
（3）灵活性大。为适应交换机外部条件的变化，增加的新业务往往只需要改变软件（程序和数据）就能满足不同外部条件（如市话局、长话局等的不同需求）的需要。
（4）便于利用电子器件的最新成果，使整机技术上的先进性得到发挥。
2、经济上的优越性
（1）交换设备方面。体积小，采用电子器件大减小了交换机的体积，这样占用机房的面积小；耗电省，用电子器件代替机械部件，大大减低了能量消耗；成本低，随着集成电路价格的减低，可以大幅度减低交换机成本。
（2）线路设备方面。可以通过采用远端用户模块方式节省用户线，降低线路设备费用。
（3）维护生产方面。由于检测和诊断故障的自动化，减少了不少维护工作量，节省了维护人员。由于制造工艺简单了，生产效率也提高了。
6管理与维护
1 、硬件上需注意的方面
(1)机房温度和环境。程控交换机对机房的温度和环境要求较高。用户量越多，能耗也越大，散发出来的热量也越大，因此需要在恒温、干净的环境中运行。机房温度要保持在20℃左右，如果温度太高，会造成机器散热困难，使机器的 元器件参数发生变化，电路的稳定性降低，严重时还会损坏设备。注意温度的同时还要保持机房的一定湿度，如机房太潮湿，会使机器的金属部件生锈，腐蚀设备，甚至会造成线路绝缘降低，电路短路等现象。机房过于干燥，则容易产生静电，直接威胁到交换机的安全。按规定，机房的湿度应保持在40%～60%。温度和湿度可通过温度计等监视，必要时，可以安装空调、加湿机或抽湿机等进行调节。此外，机房还要求有防火、防尘措施，电缆管道施工完毕后要认真堵塞，以防止小动物进入。
(2) 防静电措施。程控交换机的电路采用大规模和超大规模集成电路运行。集成化程度越高，耐电压和耐冲击的水平相应也就越低。而静电产生的电压有时会高达几十，几百，几千或是上万伏，如此高的静电电压足以击毁或击伤芯片，所以静电效应对程控交换机威胁极大。因此，机房地板要求铺设防静电地板，机务人员进入机房工作时要换防静电拖鞋，在触摸设备，插拔电路板时要戴上防静电手套。在机房工作时不宜来回反复走动奔跑，以防止摩擦产生静电。
(3) 接地设施。一般认为数字通信的抗干扰能力强，但对程控交换机来说，接地设施的好坏，将直接影响设备的运行质量，如果接地设施不良，则会造成地电位起伏波动，有可能使交换机的数字电路运算出现逻辑错误。实际工作中，要求交换机的信号接地、功率接地、保护接地、工作接地等符合标准。同时降低接地电阻、加粗接地线、规范接地都是对机器运行稳定行之有效的手段。
(4) 电磁环境。电磁环境的污染情况十分严重，在程控机房内和附近，不允许安装大功率无线电台，以防止电磁辐射影响交换机的正常工作。在机房内，交换机的各种电缆与市电交流电源线应尽量远离，不能长距离并排铺设，以免造成电磁耦合或阻容耦合干扰。必要时，各类线缆应互相交叉通过。
2 、软件管理上需做到的几点
(1) 密切关注机器的运行状况，及时发现各类告警信息。
(2) 经常检查操作维护终端、计费系统、话务台、打印机等是否处在正常工作状态。
(3) 各种不同类型的备用电路板是否保管良好。
(4) 重大操作后，应及时拷贝和打印交换机数据库的资料，并按规定认真保管，以备急需时使用。
(5) 定期检查音频配线架上的防雷器件，保安排插是否有效。防止因线路故障从外线引入交流电而损坏机器。
7交换机配置
中兴ZXJ10网管实验仿真系统
简介
程控交换原理课程是通信专业的基础课程，通过结合主流程控交换设备进行教学，可以有效地提升学员对程控交换原理的理解，电路交换网络的学习和七号信令的掌握。
ZXJ10程控交换实验仿真教学软件包括“虚拟机房”和“虚拟后台”两个软件。
软件真实模拟再现了程控交换设备ZXJ10的硬件和后台129服务器[V10.0.03.04.3]的界面。本软件以最典型的程控交换机机型ZXJ10的8KPSM为例，结合中兴通讯助理交换工程师认证考试的需要，设计仿真程控交换最基本的功能。
功能介绍
仿真软件有以下几个功能界面：
? 虚拟机房
对程控交换设备了如指掌是学习程控交换技术的第一步，无论是中兴、华为或是贝尔厂家出的程控交换机备外形上有所不同，都具有相同的功能单元，在功能上是一致的。通过本软件中虚拟机房的‘硬件观察’可以帮助客户观察设备硬件，掌握设备结构细节，对设备组成有更直观、更全面的认识。
? 虚拟后台
在“虚拟后台”中包括实验、业务实现和信令跟踪：
? 典型实验单元——100%复现通讯设备网管的配置过程，掌握上机操作数据配置。通过4个经典的程控交换实验软件，学员可以掌握程控交换系统的设计、本地电话的开局、七号信令知识的学习及局间电话业务的开通。
? 虚拟电话——体验业务实现过程
在数据配置结束后，如何验证结果呢？不如拿起电话，直接呼叫一次。客户在虚拟电话中模拟体验电话拨打过程，验证实验操作的结果，对电信业务进行真实的体验。
? 故障定位工具、信令跟踪工具——如果定位设备配置的故障。
怎样发现操作的错误，定位配置的故障？仿真软件提供了强大的告警、呼叫跟踪及信令跟踪工具。学员通过学习和使用这些工具就可以轻松地发现在实验过程中的错误，通过在操作过程中对故障点的定位与排除，加深对理论知识的理解和实践经验。