197132. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szélessávú jelek átkapcsolására
1 197132 2 A találmány tárgya eljárás és berendezés szélessávú jelek átkapcsolására FET-technikával felépített kapcsoló mátrix segítségével. A távközléstechnika újabb fejlődése a keskeny- és a szélessávú távközlő szolgálat területén olyan integrált szolgáltatású hírközlő- és jelkapcsold rendszereket eredményez, amelyekben a résztvevők csatlakozóvezetékeinél átvivő-vezetékként fényvezetőt használnak. Ezekenkeresztülbonyolódnaklemindakeskenysávú szolgáltatások, főleg a 64 kbit/s-os digitális telefónia, mind pedig a szélessávú szolgáltatások, különösképpen a 140 Mbit/s-os video-telefónia. Á központokban azonban még különálló (bár célszerűen közös vezérlőberendezéseket tartalmazó) keskenysávú és szélessávú jelkapcsoló berendezések vannak egymás mellett (pl. a 2 421 002 számú DE szabadalmi leírásban ismertetett megoldás). A szélessávú idónuiltiplex jelkapcsoló berendezéseknél, amelyeknek kapcsolópontjai idómultiplcx 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). A140 Mbit/s-os bitsebességnél elérhető4...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 bcmenőerősftőkkcl és kimenőerősítőkkel ellátott kapcsoló mátrixként lehet kialakítani, amelynek kapcsolóponíjaiban a kapcsolóelemeket egy-egy dekódervezérlésű, az illető kapcsolóponthoz tartozó tárolócella vezérli, és a kapcsolóelemek mindegyike C-MOS átviteli kapuként van kiképezve (ISS’84 Conference Papers, 23 C1,9. ábra). A tiszta térosztásos elrendezés kapcsolópontoklioz tartozó tárolócelláit a két koordináta szerint egy-egy sorhoz, illetve oszlophoz tartozó vezérlő vezetéken keresztül egy sordekóder és egy oszlopdekdder segítségével lehet vezérelni (Pfannschmidt, idézett mű, 6.4 ábra). A kapcsoló mátrixban lévő kimenőerősítők a hozzájuk tartozó mátrixvezeték legalább egyik kapcsolópontja aktiválásának függvényében is aktiválhatok (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 (tristste) 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, a 44883 számon közzétett (572/87 alapszámú) korábbi elsőbbségű HU szabadalmi bejelentés leírásában ismertetett szélessávú térosztásos jelkapcsoló berendezés, amelynek kapcsolóelemeit egy-egy dekódervezérlésű, kapcsolóponthoz tartozó tárolócella vezérli. Mindegyik kapcsolóelemet egyetlen olyan n-csatomás térvezérlésű tranzisztor képezi, amelynek kapuelektródáján a tárolócellától kapott, az átkapcsolandó jel felső határértékét többel, mint a tranzisztor elzáródási feszültségével meghaladó átkapcsoló feszültség, illetve az átkapcsolandó jel alsó határértékét a tranzisztor elzáródási feszültségével megnövelve kapott szintet cl nem érző zárófeszültség van. így lehet a kapcsoló mátrixban lévő, egyszerűen egy-egy kapcsolópcníhoz tartozó tárolócellával vezérelt kapcsolóelemet minimális tranzisztor felhasználássalmegvalósítani, inverter ás CM OS-transzferkapuban lévő, nagyobb fajlagos ellenállása következtében nagyobb felületet igénylő p-csatomás FET transzisztor 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 vczérlődekdder (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 egyik vezérlődekóder hozzá tartozó dekóder kimenetével van összekötve olyan n-csatornás FET tranzisztoron keresztül, amelynek vezérlőelektródáján a másik vezérlődekóder hozzá tartozó dekóder kimenetének kimenő'jelejelenik meg, továbbá amelyek másika kimeneti oldalán a hozzá tartozó kapcsolóelem vezérlő bemenetéhez csatlakozik. Ilyen szélessávú térclosztásos jclkapcsoló berendezésen keresztül például 64 bemenetű és 32 kimenetű FER-íechnikával készített kapcsoló mátrix segítségével tetszés szerinti aszinkron jeleket lehet átkapcsolni 170 Mbit/s nagyságrendű bitsebességig — így az úgynevezett Ii4-csatornát kitöltő körülbelül 140 Mbit/s sebességűjeieket Ls — 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 részcsatomákat is, például úgynevezett H3-csatomákat körülbelül 34 Mbit/s-os jelek számára. Ilyen részcsatorna átkapcsolást lehet elérni elvileg a mindenkori F14-csatomát H3-részcsatornáira bontó demultiplexer kapcsolások segítségével, amelyek a jelkapcsoló berendezés előtt vannak és a részcsatornákat a jelkapcsoló berendezés után ismét egy csatornává összefogó multiplexer kapcsolásokkal olyanképpen, hogy maga a jelkapcsoló berendezés mindig az egyes részcsatomákat kapcsolja át. Ez a megoldás feltételezi a kapcsoló mátrix bemenetéinek és kimeneteinek megfelelően megsokszorozását, amely mátrixnak a példa szerint az eddigi 64X32 kapcsolópont helyett például a 256X118 kapcsolóponttal kell rendelkeznie. E mellett a kapcsoló mátrixnál a teljes elosztó 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
