ระบบชุมสายโทรเลขแบบหนึ่งในกลางศตวรรษที่ 20 ประกอบด้วยโครงข่ายแท่งทองเหลืองแนวตั้งและแนวนอน โดยมีรูอยู่ที่จุดตัดแต่ละจุด ( ดูภาพด้านบน) ผู้ควบคุมจะเสียบหมุดโลหะเพื่อเชื่อมต่อสายโทรเลขหนึ่งกับอีกสายหนึ่ง

สวิตช์ครอสบาร์สำหรับโทรศัพท์เป็น อุปกรณ์ ไฟฟ้าเชิงกลสำหรับสลับ สาย โทรศัพท์การออกแบบครั้งแรกของสิ่งที่เรียกว่าสวิตช์ครอสบาร์ในปัจจุบันคือตัวเลือกพิกัดของบริษัทเบลล์เวสเทิร์น อิเล็กทริกในปี 1915 เพื่อประหยัดค่าใช้จ่ายในระบบควบคุม ระบบนี้จึงถูกจัดระเบียบโดยใช้ หลักการของ สวิตช์แบบขั้นบันไดหรือตัวเลือก แทนที่จะใช้หลักการเชื่อมโยง ระบบนี้ไม่ค่อยได้ใช้ในอเมริกา แต่ หน่วยงานรัฐบาลสวีเดน Televerketได้ผลิตการออกแบบของตนเอง ( การออกแบบของ Gotthilf Betulanderจากปี 1919 ซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากระบบของเวสเทิร์น อิเล็กทริก) และใช้ในสวีเดนตั้งแต่ปี 1926 จนกระทั่งการเปลี่ยนผ่านสู่ระบบดิจิทัลในทศวรรษ 1980 ในสวิตช์รุ่น A204 ขนาดเล็กและขนาดกลาง การออกแบบระบบที่ใช้ใน ชุมสายโทรศัพท์ครอสบาร์ 1XBของบริษัท AT&Tซึ่งเริ่มให้บริการเชิงพาณิชย์ตั้งแต่ปี 1938 พัฒนาโดยBell Telephone Labsได้รับแรงบันดาลใจจากการออกแบบของสวีเดน แต่มีพื้นฐานมาจากหลักการเชื่อมโยงที่ค้นพบใหม่ ในปี 1945 บริษัท Televerket ของสวีเดนได้ติดตั้งระบบที่มีการออกแบบคล้ายกันในประเทศสวีเดน ทำให้สามารถเพิ่มขีดความสามารถของสวิตช์รุ่น A204 ได้ เนื่องจากสงครามโลกครั้งที่สองทำให้การติดตั้งสาย 1XB ในเขตเมืองหลายล้านสายในสหรัฐอเมริกาเกิดขึ้นล่าช้าตั้งแต่ทศวรรษ 1950 เป็นต้นมา

ในปี 1950 บริษัท Ericsson ของสวีเดน ได้พัฒนาเวอร์ชันของตนเองของระบบ 1XB และ A204 สำหรับตลาดต่างประเทศ ในช่วงต้นทศวรรษ 1960 ยอดขายสวิตช์แบบครอสบาร์ของบริษัทแซงหน้ายอดขายระบบสวิตช์แบบหมุน 500 เมื่อวัดจากจำนวนสาย สวิตช์แบบครอสบาร์แพร่กระจายไปยังส่วนอื่นๆ ของโลกอย่างรวดเร็ว โดยเข้ามาแทนที่การออกแบบรุ่นก่อนๆ ส่วนใหญ่ เช่น ระบบStrowger (แบบทีละขั้น) และ ระบบ Panelในการติดตั้งขนาดใหญ่ในสหรัฐอเมริกา เริ่มต้นด้วยการควบคุมด้วยระบบไฟฟ้าและกลไกทั้งหมด แต่ค่อยๆ พัฒนาให้มีการควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์อย่างเต็มรูปแบบและมีคุณสมบัติการโทร ที่หลากหลาย รวมถึงรหัสสั้นและการโทรด่วน ในสหราชอาณาจักร บริษัท Plessey ผลิตตู้ชุมสายแบบครอสบาร์ TXKหลายรุ่นแต่การใช้งานอย่างแพร่หลายโดยไปรษณีย์อังกฤษเริ่มต้นช้ากว่าในประเทศอื่นๆ และถูกยับยั้งโดยการพัฒนาระบบรีเลย์กกTXE และระบบชุมสายอิเล็กทรอนิกส์ที่เกิดขึ้นพร้อมกัน ดังนั้นจึงไม่ประสบความสำเร็จในการเชื่อมต่อกับลูกค้าจำนวนมาก แม้ว่าจะประสบความสำเร็จบ้างในฐานะชุมสายแบบสวิตช์คู่ ก็ตาม

สวิตช์แบบครอสบาร์ใช้เมทริกซ์สวิตช์ที่สร้างจากอาร์เรย์สองมิติของหน้าสัมผัสที่จัดเรียงในรูปแบบ x–y เมทริกซ์สวิตช์เหล่านี้ทำงานโดยชุดแท่งแนวนอนที่จัดเรียงอยู่เหนือหน้าสัมผัส แท่งเลือกแต่ละแท่งสามารถโยกขึ้นหรือลงได้ด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อให้เข้าถึงเมทริกซ์สองระดับ ชุดแท่งยึดแนวตั้งชุดที่สองตั้งฉากกับชุดแรก (จึงเป็นที่มาของชื่อ "ครอสบาร์") และทำงานด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นกัน แท่งเลือกมี นิ้ว ลวด แบบสปริง ที่ช่วยให้แท่งยึดทำงานกับหน้าสัมผัสที่อยู่ด้านล่างของแท่ง เมื่อแม่เหล็กไฟฟ้าของแท่งเลือกและแท่งยึดทำงานตามลำดับเพื่อเคลื่อนแท่ง พวกมันจะดักจับนิ้วสปริงอันหนึ่งเพื่อปิดหน้าสัมผัสใต้จุดที่แท่งสองแท่งตัดกัน จากนั้นจึงทำการเชื่อมต่อผ่านสวิตช์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการตั้งค่าเส้นทางการโทรผ่านชุมสาย เมื่อเชื่อมต่อแล้ว แม่เหล็กของแท่งเลือกจะถูกปล่อยเพื่อให้สามารถใช้นิ้วอื่นๆ สำหรับการเชื่อมต่ออื่นๆ ในขณะที่แม่เหล็กของแท่งยึดจะยังคงมีพลังงานตลอดระยะเวลาการโทรเพื่อรักษาการเชื่อมต่อไว้ ในสหราชอาณาจักร อินเทอร์เฟซการสลับแบบครอสบาร์เรียกว่า สวิตช์ TXKหรือ TXC (telephone exchange crossbar)

อย่างไรก็ตาม สวิตช์แบบครอสบาร์ ชนิด B ของ ระบบเบลล์ ในช่วงทศวรรษ 1960 นั้นผลิตออกมาในปริมาณมากที่สุด ส่วนใหญ่เป็นสวิตช์ 200 จุด โดยมีแนวตั้ง 20 จุด และระดับ 10 ระดับ แต่ละระดับมีสายไฟ 3 เส้น แถบเลือกแต่ละแถบมีนิ้ว 10 นิ้ว เพื่อให้วงจรใดๆ ก็ตามจาก 10 วงจรที่กำหนดให้กับแนวตั้ง 10 เส้น สามารถเชื่อมต่อกับระดับใดระดับหนึ่งจากสองระดับได้ แถบเลือก 5 แถบ แต่ละแถบสามารถหมุนขึ้นหรือลงได้ หมายความว่ามีตัวเลือกการเชื่อมต่อ 10 จุดไปยังขั้นตอนการสวิตช์ถัดไป จุดครอสบาร์แต่ละจุดในรุ่นนี้เชื่อมต่อสายไฟ 6 เส้น หน้าสัมผัสแนวตั้งที่อยู่ถัดจากแม่เหล็กยึดจะเรียงตัวอยู่ตามด้านล่างของสวิตช์ พวกมันทำหน้าที่ทางตรรกะและหน่วยความจำ และแถบยึดจะทำให้พวกมันอยู่ในตำแหน่งที่ใช้งานอยู่ตราบใดที่การเชื่อมต่อยังคงทำงานอยู่ หน้าสัมผัสแนวนอนที่อยู่ด้านข้างของสวิตช์จะทำงานโดยแถบแนวนอนเมื่อแม่เหล็กผีเสื้อหมุนพวกมัน ซึ่งจะเกิดขึ้นเฉพาะในขณะที่กำลังตั้งค่าการเชื่อมต่อเท่านั้น เนื่องจากแม่เหล็กผีเสื้อจะได้รับพลังงานเฉพาะในเวลานั้น

สวิตช์ของ Bell System ส่วนใหญ่ถูกออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่อสายไฟสามเส้น รวมถึงสายปลายและสาย วงแหวน ของวงจรคู่สมดุล และสายหุ้มสำหรับควบคุม หลายรุ่นเชื่อมต่อสายไฟหกเส้น ไม่ว่าจะเป็นสำหรับสองวงจรที่แยกจากกัน หรือสำหรับ วงจรสี่สายหรือการเชื่อมต่อที่ซับซ้อนอื่นๆ สวิตช์แบบครอสบาร์ขนาดเล็ก Type C ของ Bell System ในทศวรรษ 1970 มีลักษณะคล้ายกัน แต่ก้านสวิตช์ยื่นออกมาด้านหน้าจากด้านหลัง และก้านเลือกจะมีคันโยกสำหรับเลื่อน สวิตช์ Type C ส่วนใหญ่มีสิบสองระดับ ส่วนรุ่นที่มีสิบระดับนั้นพบได้น้อยกว่า สวิตช์Northern Electric Minibarที่ใช้ในสวิตช์ SP1มีลักษณะคล้ายกันแต่มีขนาดเล็กกว่า สวิตช์ ITT Pentaconta Multiswitch ในยุคเดียวกันมักจะมีแนวตั้ง 22 เส้น 26 ระดับ และสายไฟหกถึงสิบสองเส้น สวิตช์ครอสบาร์ของ Ericsson บางครั้งมีเพียงห้าแนวตั้งเท่านั้น

สำหรับการใช้งานด้านเครื่องมือวัดJames Cunningham, Son and Company ^{[ 5 ]}ได้ผลิตสวิตช์ครอสบาร์ความเร็วสูงที่มีอายุการใช้งานยาวนานมาก^{[ 6 ]}โดยมีชิ้นส่วนกลไกขนาดเล็กซึ่งช่วยให้การทำงานเร็วกว่าสวิตช์ครอสบาร์แบบโทรศัพท์ สวิตช์หลายตัวของพวกเขามีฟังก์ชัน AND แบบบูลีนเชิงกลเช่นเดียวกับสวิตช์ครอสบาร์แบบโทรศัพท์ แต่รุ่นอื่นๆ มีรีเลย์แต่ละตัว (ขดลวดหนึ่งขดต่อจุดตัด) ในอาร์เรย์เมทริกซ์ โดยเชื่อมต่อหน้าสัมผัสรีเลย์เข้ากับบัส [x] และ [y] สวิตช์ประเภทหลังนี้เทียบเท่ากับรีเลย์แยกกัน ไม่มีฟังก์ชัน AND แบบตรรกะในตัว สวิตช์ครอสบาร์ของ Cunningham มีหน้าสัมผัสโลหะมีค่าที่สามารถจัดการกับสัญญาณมิลลิโวลต์ได้

ระบบชุมสายโทรศัพท์แบบครอสบาร์รุ่นแรกๆ แบ่งออกเป็นฝั่งต้นทางและฝั่งปลายทาง ในขณะที่ระบบชุมสาย SP1และ5XB ที่ ใช้กันอย่างแพร่หลายในแคนาดาและสหรัฐอเมริกาในภายหลัง นั้นไม่ได้แบ่งเช่นนั้น เมื่อผู้ใช้ยก หู โทรศัพท์ ขึ้น วงจรสายที่เกิดขึ้นจะไปควบคุมรีเลย์สายของผู้ใช้ ทำให้ชุมสายเชื่อมต่อโทรศัพท์ของผู้ใช้กับผู้ส่งต้นทาง ซึ่งจะส่งสัญญาณเสียงเรียกกลับไปยังผู้ใช้ จากนั้นผู้ส่งจะบันทึกหมายเลขที่กดและส่งต่อไปยังตัวกำหนดตำแหน่งต้นทาง ซึ่งจะเลือกสายโทรออกและควบคุมขั้นตอนต่างๆ ของชุมสายเพื่อเชื่อมต่อผู้ใช้ที่โทรเข้ามา จากนั้นตัวกำหนดตำแหน่งต้นทางจะส่งข้อกำหนดการโทรออก (ประเภทของพัลส์ ความต้านทานของสายโทรออก ฯลฯ) และรายละเอียดของผู้รับสายไปยังผู้ส่งและปล่อยสาย ผู้ส่งจะส่งต่อข้อมูลนี้ไปยังผู้ส่งปลายทาง (ซึ่งอาจอยู่ในชุมสายเดียวกันหรือต่างกันก็ได้) จากนั้นผู้ส่งใช้ตัวทำเครื่องหมายสิ้นสุดเพื่อเชื่อมต่อผู้โทรผ่านทางสายสัญญาณขาเข้าที่เลือกไว้ไปยังผู้รับสาย และทำให้ชุดรีเลย์ควบคุมส่งสัญญาณเรียกเข้าไปยังโทรศัพท์ของผู้รับสาย และส่งเสียงเรียกเข้ากลับไปยังผู้โทร

สวิตช์แบบครอสบาร์นั้นเรียบง่าย: การออกแบบชุมสายโทรศัพท์ได้ย้ายการตัดสินใจเชิงตรรกะทั้งหมดไปยัง องค์ประกอบ ควบคุมทั่วไปซึ่งมีความน่าเชื่อถือสูงในฐานะชุดรีเลย์ เกณฑ์การออกแบบกำหนดให้มีเวลาหยุดทำงานเพื่อซ่อมบำรุงเพียงสองชั่วโมงทุกๆ สี่สิบปี ซึ่งถือเป็นการปรับปรุงครั้งใหญ่เมื่อเทียบกับระบบไฟฟ้าเครื่องกลรุ่นก่อนๆ แนวคิดการออกแบบชุมสายโทรศัพท์นี้เอื้อต่อการอัพเกรดทีละน้อย เนื่องจากองค์ประกอบควบคุมสามารถเปลี่ยนแยกต่างหากจากองค์ประกอบการสลับสายได้ ขนาดขั้นต่ำของชุมสายโทรศัพท์แบบครอสบาร์นั้นค่อนข้างใหญ่ แต่ในเขตเมืองที่มีความจุสายติดตั้งสูง ชุมสายโทรศัพท์ทั้งหมดใช้พื้นที่น้อยกว่าเทคโนโลยีชุมสายโทรศัพท์อื่นๆ ที่มีความจุเทียบเท่ากัน ด้วยเหตุนี้ พวกมันจึงมักเป็นสวิตช์กลุ่มแรกๆ ที่ถูกแทนที่ด้วย ระบบ ดิจิทัลซึ่งมีขนาดเล็กกว่าและน่าเชื่อถือกว่ามาก

เริ่มต้นด้วยสวิตช์ 1XBวิธีการที่แพร่หลายกว่าในภายหลังนั้นใช้หลักการเชื่อมโยง และใช้สวิตช์เป็นจุดเชื่อมต่อ หน้าสัมผัสที่เคลื่อนที่แต่ละอันจะถูกคูณกับหน้าสัมผัสอื่นๆ ในระดับเดียวกันด้วยการเดินสายเปลือย ซึ่งมักเรียกกันว่าการเดินสายแบบแบนโจ [ ^{7 ] ไป}ยังลิงก์บนอินพุตหนึ่งของสวิตช์ในขั้นตอนถัดไป สวิตช์สามารถจัดการส่วนของการโทรได้มากเท่ากับจำนวนระดับหรือแนวตั้งที่มีอยู่ ดังนั้นสถานีแลกเปลี่ยนที่มีสวิตช์ 10×10 จำนวนสี่สิบตัวในสี่ขั้นตอนจึงสามารถมีการสนทนาที่กำลังดำเนินอยู่ได้หนึ่งร้อยครั้ง หลักการเชื่อมโยงมีประสิทธิภาพมากกว่า แต่ต้องใช้ระบบควบคุมที่ซับซ้อนเพื่อค้นหาลิงก์ที่ว่างอยู่ผ่านโครงสร้างการสลับ

นี่หมายถึงการควบคุมร่วมกันดังที่ได้อธิบายไว้ข้างต้น: ตัวเลขทั้งหมดจะถูกบันทึก จากนั้นส่งไปยังอุปกรณ์ควบคุมร่วมกัน หรือตัวทำเครื่องหมายเพื่อสร้างการเชื่อมต่อการโทรที่แต่ละขั้นตอนของสวิตช์แยกกันพร้อมกัน ระบบครอสบาร์ที่ควบคุมด้วยตัวทำเครื่องหมายนั้นมีระบบควบคุมส่วนกลางที่เปราะบางมาก ซึ่งมักได้รับการป้องกันโดยการมีตัวทำเครื่องหมายสำรอง ข้อดีอย่างมากคือ เวลาในการควบคุมบนสวิตช์นั้นอยู่ในระดับประมาณหนึ่งวินาทีหรือน้อยกว่านั้น ซึ่งแสดงถึงความล่าช้าในการทำงานและการปล่อยของแกน X แล้ว Y ของสวิตช์ ข้อเสียเพียงอย่างเดียวของการควบคุมร่วมกันคือ ความจำเป็นที่จะต้องจัดหาเครื่องบันทึกตัวเลขให้เพียงพอต่อปริมาณการรับส่งข้อมูลที่คาดการณ์ไว้สูงสุดในชุมสายโทรศัพท์

การออกแบบ Plessey TXK 1 หรือ 5005 ใช้รูปแบบระดับกลาง โดยมีการกำหนดเส้นทางที่ชัดเจนผ่านโครงสร้างสวิตช์โดยใช้ตรรกะแบบกระจาย จากนั้นจึงปิดเส้นทางทั้งหมดในคราวเดียว

ปัจจุบันตู้ชุมสายโทรศัพท์แบบครอสบาร์ยังคงใช้งานอยู่เพียงไม่กี่เครือข่ายโทรศัพท์เท่านั้น ส่วนที่เหลือจะถูกเก็บรักษาไว้ในพิพิธภัณฑ์ต่างๆเช่นพิพิธภัณฑ์การสื่อสารในซีแอตเติล รัฐวอชิงตัน และพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์ในลอนดอน

โดยทั่วไปแล้ว วงจรสวิตช์แบบครอสบาร์ที่ใช้เซมิคอนดักเตอร์จะประกอบด้วยชุดแอมพลิฟาย เออร์ หรือรีไทเมอร์อินพุตที่เชื่อมต่อกับชุดตัวเชื่อมต่อภายในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ชุดตัวเชื่อมต่อที่คล้ายกันนี้จะเชื่อมต่อกับแอมพลิฟายเออร์หรือรีไทเมอร์เอาต์พุต ที่จุดตัดแต่ละจุดซึ่งแท่งโลหะตัดกัน จะมีการติดตั้งทรานซิสเตอร์แบบส่งผ่านเพื่อเชื่อมต่อแท่งโลหะเข้าด้วยกัน เมื่อทรานซิสเตอร์แบบส่งผ่านทำงาน อินพุตจะเชื่อมต่อกับเอาต์พุต

เมื่อเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์พัฒนาขึ้น สวิตช์แบบครอสบาร์จึงถูกนำไปใช้ในระบบต่างๆ เช่นเครือข่ายเชื่อมต่อหลายขั้นตอนที่เชื่อมต่อหน่วยประมวลผลต่างๆ ใน โปรเซสเซอร์แบบขนาน ที่เข้าถึงหน่วยความจำแบบเดียวกัน เข้ากับอาร์เรย์ขององค์ประกอบหน่วยความจำ