197133. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szélessávú jelek átkapcsolására
A találmány tárgya eljárás és berendezés szélessávú jelek átkapcsolására FET-technikával felépített kapcsoló mátrixszal. A távközléstechnika újabb fejlődése a keskeny- és a szélessávú távközlő szolgálat területén olyan integrált szolgáltatású hírközlő- és jelkapcsoló rendszereket eredményez, amelyekben a résztvevők csatlakozóvezetékeinél átvivő-vezetékként fényvezetőt használnak. Ezeken keresztül bonyolódnak le mind a keskenysávú szolgáltatások, főleg a 64 kbit/s-os digitális telefónia, mind pedig a szélessávú szolgáltatások, különösképpen a 140 Mbit/s video-telefónia. A központokban azonban még különálló (bár célszerűen közös vezérlőberendezéseket tartalmazó) keskenysávú és szélessávú jelkapcsoló berendezések ’/annak egymás mellett (pl. a 2 421 002 számú DE szabadalmi leírásban ismertetett megoldás). A szélessávú időmultiplex jelkapcsoló berendezéseknél, amelyeknek kapcsolópontjai időmultiplex üzemmódban egyszerre számos összeköttetésre vannak felhasználva, ismert az a megoldás, hogy két-két vezetéket egy-egy olyan kapuáramkörrel kötnek össze, amelynek be- és kikapcsolását az illető kapcsolóponthoz tartozó bistabil D-flip-flopként kiképzett tárolócella végzi Ez a kapcsolóponthoz tartozó tárolócella az órajelbemenetére vezetett megfelelő ütemjelen kívül csak az egyik koordináta irányában, mégpedig a D-bemenetén kap vezérlést (Pfannschmidt: Szélessávú digitális jelek csatolóhálózatainak működési sebesség határai, Disszertáció, Braunschweig 1978., 6.4 és 6.7 ábrák). A 140 Mbit/s-os bitsebességnél elérhető 4... 8 körüli időmultiplex tényezőre és a hozzá szükséges költséges áramköri technológiára való tekintettel a szélessávú jelátkapcsolásnál a tisztán térosztásos berendezéseket részesítik előnyben, melyekben az egyes kapcsolópontokon keresztül felépített összeköttetések kizárólag térben vannak egymástól elválasztva. Szélessávú tisztán térosztásos jelkapcsoló elrendezést C-MOS-technikájú bemenőerősítőkkel és kimenőerősftőkkel ellátott kapcsoló mátrixként lehet kialakítani, amelynek kapcsolópontjaiban a kapcsolóelemeket egy-egy dekódervezérlésű, az illető kapcsolópcnthoz tartozó tárolócella vezérli, és a kapcsolóelemek mindegyike C-MOS átvitelt kapuként van kiképezve (ISS’84 Conference Papers, 23 Ci, 9. ábra). A tiszta térosztásos elrendezés kapcsolópontokhoz tartozó tárolócelláit a két koordináta szerint egy-egy sorhoz, illetve oszlophoz tartozó vezérlő vezetéken keresztül egy sordekóder és egy oszlopdekóder segítségével lehet vezérelni (Pfannschmidt, idézett mű, 6.4 ábra). A kapcsoló mátrixban lévő kimenőerősítők a hozzájuk tartozó mátrixvezeték legalább egyik kapcsolópontja aktiválásának függvényében is aktiválhatók(2 365 263 sz. FR szabadalmi leírás 5. ábrája). Általában ismert továbbá (lásd Electronics, 1983. dec. 15., 88—89. old.), hogy szélessávú jelkapcsoló mátrixban a digitális kapcsolópontok háromállapotú (tristate) inverterként vannak kialakítva, a háromállapotú inverter tényleges megvalósítása azonban nincs ismertetve, de minden esetre nagyszámú tranzisztort igényel. Az egyes kapcsolópontok tényleges megvalósításánál különösen csekély tranzisztor igényt jelent a FET-technikával, kapcsoló mátrix segítségével megvalósított, az 572/87 alapszámú korábbi elsőbbségű magyar szabadalmi bejelentés leírásában ismertetett szélessávú térosztásos jelkapcsoló berendezés, amelynek kapcsolóelemeit egy-egy dekódervezérlésű, a kapcsolóponthoz tartozó tárolócella vezérli. Mindegyik kapcsolóelemet egyetlen olyan n-csatornás térvezérlésű tranzisztor képezi, amelynek kapuelektródáján a tárolócellától kapott, az átkapcsolandó jel felső határértékéi többel, mint a tranzisztor elzáródás! feszültségével meghaladó átkapcsoló feszültség, illetve az átkapcsolandó jel alsó határértékét a tranzisztor elzáródási feszültségével megnövelve kapott szintet el nem érő zárófcszüllség van. így lehet a kapcsoló mátrixban lévő, egyszerűen egy-egy kapcsolóponthoz tartozó tárolócellával vezérelt kapcsolóelemet minimális tranzisztor felhasználással megvalósítani, inverter és C-MOS-transzferkapuban lévő, nagyobb fajlagos ellenállása következtében nagyobb felületet igénylő p-csatomás FET tranzisztor nélkül, de ennek megfelelően kisebb helyigénnyel, aminek különös jelentősége van nagy integráltságú áramkör esetén, és megfelelően csekély kapcsolási kapacitás mellett. Az áramkör nagysága és ezzel az ilyen kapcsolópont helyigénye tovább csökkenthető két vezérlődekóder (sordekóder és oszlopdekóder) segítségével két koordináta szerint vezérelt, a kapcsolóponthoz tartozó olyan tárolócellával, amelyet n-csatomás FET tranzisztor és két olyan keresztcsatolású inverteráramkör alkot, amelyek egyike bemeneti oldalán az egyik vezérlcdekóder hozzá tartozó dekóder kimenetével van összekötve olyan n-csatornás FET tranzisztoron keresztül, amelynek vezérlőelektródáján a másik vezérlődekóder hozzá tartozó dekóder kimenetének kimenő jele jelenik meg, továbbá amelyek másika kimeneti oldalán a hozzá tartozó kapcsolóelem vezérlő bemenetéhez csatlakozik. Ilyen szélessávú térosztásos jelkapcsoló berendezésen keresztül például 64 bementű és 32 kimenetű, FET-technikával készített kapcsoló mátrix segítségével tetszés szerinti aszinkron jeleket lehet átkapcsolni 170 Mbit/s nagyságredű bitsebességig ~ így az úgynevezett H4-csatornát kitöltő körülbelül 140 Mbit/s sebességű jeleket is — egy bemenet és egy kimenet között, vagy — elosztó szolgáltatás esetén — egy bemenet és több kimenet között. A gyakorlatban jelentkezik az a követelmény, hogy ne csak egy teljes H4- csatomát lehessen átkapcsolni, hanem részcsatornákat is, például úgynevezett H3-csatomákat körülbelül 34 Mbit/s-os jelek számára. Ilyen részcsatoma átkapcsolást lehet elérni elvileg a midenkoriH4-csatornát H3-részcsatomáira bontó demultiplexer kapcsolások segítségével, amelyek a jelkapcsoló berendezés előtt vannak és a részcsatornákat jelkapcsoló berendezés után ismét egy csatornává összefogó multiplexer kapcsolásokkal olyképpen, hogy maga a jelkapcsoló berendezés mindig az egyes részcsatomákat kapcsolja át. Ez a megoldás feltételezi a kapcsoló mátrix bemenetéinek és kimeneteinek megfelelő megsokszorozását, amely mátrixnak a példa szerint az eddigi 64X32 kapcsolópont helyett például n 256X128 kapcsolóponttal kell rendelkeznie. E mellett a kapcsoló mátrixnál a teljes elosztó szolgáltatásra vonatkozó követelmény azt a problémát veti fel, hogy 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
