Concevoir un central téléphonique Strowger (pas-à-pas) 10 000 lignes : Aperçu ingénierie historique

Le système **Strowger (Pas-à-pas / SxS)**, inventé par Almon Brown Strowger (1891), fut le premier central téléphonique automatique pratique. Il utilisait **impulsions cadran rotatif** pour orienter mécaniquement un appel à travers une cascade de **sélecteurs électromécaniques**. Concevoir un central 10 000 lignes (4 chiffres) est un exercice classique d'ingénierie téléphonie. Voici l'architecture.

1. Plan numérotation : Numéros d'annuaire 4 chiffres

• Plage : **0000–9999** (10 000 numéros uniques).
• Structure : **Milliers-Centaines-Dizaines-Unités** (chaque chiffre 0–9).
• Codes spéciaux : 0=Opératrice, 1=Longue distance (plus tard), 9=Accès jonctions, 11x=Urgence (plus tard).

2. Terminaisons lignes : L'étage Rechercheur de ligne (RL)

• **10 000 lignes abonnés** → terminées sur **batteries de Rechercheurs de ligne**.
• Chaque **Rechercheur de ligne** (sélecteur rotatif) dessert **10–20 lignes** (typiquement 10 ou 20).
• **500–1 000 Rechercheurs de ligne** total (pour 10k lignes @ 10–20 chacun).
• **Fonctionnement :** Décroché → relais ligne actionne → RL monte verticalement (niveau) pour trouver ligne demandeuse → tourne horizontalement (rotatif) pour connecter au **Premier Sélecteur**.
• **Lampes test/occupé** sur cadre pour chaque ligne.

3. Étages sélecteurs : Le tissu commutation (4 étages pour 4 chiffres)

Chaque chiffre composé avance l'appel d'un étage à travers un **Sélecteur** (interrupteur rotatif 10 niveaux × 10 contacts = 100 bornes).

Étage	Nom	Fonction	Nombre (Approx)
1er	**Premier Sélecteur (PS)**	Reçoit 1er chiffre (Milliers). Cherche **Second Sélecteur** libre.	~100–200
2e	**Second Sélecteur (SS)**	Reçoit 2e chiffre (Centaines). Cherche **Troisième Sélecteur** libre.	~200–400
3e	**Troisième Sélecteur (TS)**	Reçoit 3e chiffre (Dizaines). Cherche **Sélecteur Final / Connecteur** libre.	~400–800
4e	**Sélecteur Final / Connecteur (CS)**	Reçoit 4e chiffre (Unités). **Termine directement sur ligne appelé** (ou jonction).	**~1 000–2 000** (1 par 5–10 lignes)

4. Mécanique sélecteur (L'« Interrupteur Strowger »)

• Pas vertical (Niveau) : Électro-aimant tire cliquet → monte ensemble balais d'1 des 10 niveaux (0–9). Piloté par **impulsions cadran** (courant boucle interrompu).
• Pas rotatif (Contact) : Second électro-aimant fait pivoter balai horizontalement sur 10 contacts (0–9) sur ce niveau. Piloté par **pause inter-chiffre** (temps hors crochet entre chiffres).
• Contacts balais : 3 fils (Pointe, Anneau, Manchon) pour chemin parole + contrôle.
• Recherche (Hunting) : Si contact cible occupé, sélecteur passe au suivant (chasse rotative) — trouve chemin libre.

5. Jonctions & Connectivité inter-centraux

• Jonctions sortantes : Depuis **Sélecteurs Finaux** (niveaux dédiés) → vers autres centraux / réseau interurbain. Accessibles en composant **9** (ou 8, 1) + numéro.
• Jonctions entrantes : Terminées sur **Sélecteurs Entrants** (ou niveaux dédiés Sélecteur Final) → cherchent Sélecteur Final libre → sonnent ligne appelée.
• Groupes jonctions : Dimensionnés par **formules Erlang B/C** (ingénierie trafic). Grade service (ex: P.01 blocage).

6. Circuit contrôle : Le « Cerveau » (Logique relais)

• Relais ligne : Détecte décroché (courant continu boucle) → démarre Rechercheur Ligne.
• Relais comptage impulsions : Comptent impulsions cadran (make/break) → pilotent aimants verticaux sélecteurs.
• Relais temporisation : Détection pause inter-chiffre → déclenchent pas rotatif. Relais libération.
• Relais sonnerie : Applique 20Hz/86V AC sur ligne appelée (via manchon Sélecteur Final).
• Relais supervision : Surveillent réponse (boucle continue), raccroché (sur crochet) → libèrent chaîne.
• Toute logique relais : **Câblée en dur, électromécanique, déterministe.**

7. Poste opératrice (Tableau cordons / TSPS)

• Pour **0+**, **0-**, **411**, **urgence**, **encaissement/remboursement monnaie**, **vérif occupation**, **interception**.
• Opératrice branche sur **Jonction Opératrice** → accède tissu commutation via sélecteurs dédiés.
• Plus tard : **TSPS (Traffic Service Position System)** — console informatisée.

8. Centrale énergie : Le sang vital

• Batterie centrale : **48V CC** (flottement sur batteries plomb-acide).
• Redresseurs/Chargeurs : CA → CC, charge flottement batteries.
• Générateur sonnerie : Machine tournante ou état solide → 20Hz/86V AC.
• Distribution : Barres fusibles vers tous relais, sélecteurs, batterie parole.
• Secours : **Batteries portent charge complète 4–8+ heures**. Groupe électrogène pour panne prolongée.

9. Bâtiment & Plante physique

• Cadre Distribution Principal (CDP) : **Câbles entrants** (abonné, jonction) → **blocs protecteurs** (foudre/surtension) → **fils de raccordement** → **bornes Rechercheur Ligne / Sélecteur Entrant**.
• Cadre Distribution Intermédiaire (CDI) : Raccordement croisé entre étages.
• Charge plancher : **Lourde.** Sélecteurs pèsent 25–50+ kg chacun. Dalles béton armé.
• Environnement : Temp/humidité contrôlés (poussière, corrosion tuent contacts).
• Bruit : **Fort.** Cliquetis constant. Protection auditive nécessaire.

10. Ingénierie trafic (Erlangs)

• **Tentatives appels heure pointe (BHCA) :** ~0,5–1,0 par ligne (résidentiel).
• **Durée moyenne conversation :** 3–5 min.
• **Trafic par ligne :** 0,025–0,08 Erlangs.
• **Trafic total central :** 250–800 Erlangs.
• Dimensionnez groupes sélecteurs, jonctions, joncteurs avec tables **Erlang B** (blocage) / **Erlang C** (délai).

11. Maintenance & Tests

• Routine : Nettoyage contacts (brunissage), lubrification (graisse spéciale), réglage relais, vérif pression contacts.
• Banc test : **Test Ligne Auto (ALT)** / **Test Jonction Auto (ATT)** — originent appels test, mesurent affaiblissement, bruit, supervision.
• Tickets panne : « Ligne morte », « Ligne croisée », « Pas tonalité », « Ne peut pas casser cadran », « Occupé faux ».
• Sélecteurs secours : Échangeables à chaud (avec soin).

Pourquoi remplacé (Par Croix → Électronique → Numérique → Paquet)

• Vitesse : 10–15 sec établissement appel vs <100ms électronique.
• Capacité : Limites espace/énergie ~20k–50k lignes max par bâtiment.
• Fonctions : Pas attente appel, ID, renvoi, conférence facilement.
• Maintenance : Main-d'œuvre intensive, usure contacts, dérive relais.
• Flexibilité :** Fonctions logicielles impossibles.

Héritage : Strowger a prouvé que **la commutation auto marche**. Son **contrôle distribué** (logique dans chaque sélecteur) a préfiguré commutation paquet. Dernier SxS UK (1995), US (années 2000), certains encore musées/collections — **toujours fonctionnels**.