DE2820202A1

DE2820202A1 - Schaltungsnetzwerk fuer ein impulskodemodulations-zeitmultiplex-system

Info

Publication number: DE2820202A1
Application number: DE19782820202
Authority: DE
Inventors: John Brian Bourne; Real Gagnier; John Brian Terry
Original assignee: Northern Telecom Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 1977-05-09
Filing date: 1978-05-09
Publication date: 1978-11-16
Also published as: DK202578A; IT7822890A0; NO781523L; IT1095345B; NL7804099A; SE7804948L; CA1065977A; BE866552A; FR2390877A1; US4123624A; JPS53139416A; FI781441A; GB1575989A

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltsystem, bei dem Impulsekodemodulation (PCM) und ein Zeitmultiplex-Verfahren (TDM) Verwendung finden und insbesondere ein Schaltnetz!»erk-Modul für ein solches System.

Bei einem herkömmlichen Telefon-Schaltsystera ist es erforderlich, ein Schaltnetzwerk vorzusehen, das dazu dient, die Ubertragungswege zwischen den Teilnehmern miteinander zu verbinden. Bei den moderneren Systemen, bei denen PCM-TDM-Techniken Verwendung finden, besitzen die Schaltnetzwerke eine Raum-Zeit-Raum-Konfiguration oder eine Zeit-Raum-Zeit-Konfiguration, wobei letzteres häufiger anzutreffen ist. Ein Beispiel für ein System, das ein solches Netzwerk verwendet, ist in der US-PS 3 851 105 beschrieben.

In dieser Patentschrift ist ein Schaltnetzwerk mit einer Zeit-Raum-Zeit-Konfiguration beschrieben und die Erfindung betrifft die Raum-Stufe. Bei einem solchen Schaltnetzwerk ist eine Vielzahl von Eingangs-Zeitschaltern, von denen jeder eine Vielzahl von Eingangsanschlüssen besitzt, vermittels einer Raum-Schaltstufe mit einer Vielzahl von Ausgangs-Zeit-Schaltern verbunden, von denen jeder eine Vielzahl von Ausgangsanschlussen besitzt. Diese Raum-Schaltstufe bzw. dieser Raum-Schalter liefert die Verknüpfungen zwischen den Eingangs- und Ausgangs-Zeitmultiplexschaltern und umfaßt üblicherweise eine große Zahl von Kreuzungspunkten, die von Verbindungsspeichern und komplexen Schalt-Schaltkreisen gesteuert werden.

Bei einem zweistufigen Schaltnetzwerk mit jeweils acht Schaltern, von denen jeder acht Eingänge und acht Ausgänge besitzt, müssen die Ausgänge der Schalter in der ersten Stufe mit den Eingängen der Schalter in der zweiten Stufe verbunden werden. Daher sind 6^ Verbindungen oder Zwischenleitungen zwischen den Stufen er-

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forderlich. Bei einem System, in dem jeder Anschluß ~$Z Sprechkanäle verarbeitet, von denen jeder 10 Bit besitzt, erfordert jede Verbindungs- bzw. Zwischenleitung 10 Adern, wenn die Daten zwischen den Stufen in parallelem Format übertragen werden sollen. Somit erfordert die Verbindung der Eingangsstufe mit der Ausgangsstufe 6k Zwischenleitungen und 6^-0 Adern, die in der Raumstufe geschaltet werden müssen. Das bedeutet, daß die Eingangs- und Ausgangs-Zeitschaltstufen mit der Raumschaltstufe durch Kabel mit 6^0 Adern bzw. Einzeldrähten verbunden werden müssen. Aufgrund ihrer großen Zahl können diese Adern nicht in gedruckter Form auf einer als hintere Tragplatte dienenden gedruckten Schaltung ausgeführt werden, wodurch die Notwendigkeit entsteht, für jedes Kabel 1280 Anschlußstifte vorzusehen. Diese Verkabelung führt zu einem Zuverlässigkeitsproblem und macht es schwierig, zu einer dichten Packung zu kommen. Daher ist gemäß dem Stand der Technik die Raumschaltstufe, die für die parallele Verbindung der Zeitschaltstufen eines zweistufigen Netzwerkes erforderlich ist, nicht nur komplex und kostspielig, sondern auch relativ voluminös.

Gemäß dem Stand der Technik ist es auch bekannt, zwei Zeitschaltstufen dadurch miteinander zu verbinden, daß man zwischen ihnen eine serielle Datenübertragung verwendet. Diese Technik macht es erforderlich, daß die Daten in der ersten Stufe in ein serielles Format umgesetzt und dann in der zweiten Stufe wieder in ein paralleles Format zurückverwandelt werden. Dieses Verfahren erfordert die Verwendung von außerordentlich schnellen Datenverarbeitungstechniken, die zu einem mit hohen Kosten verbundenen Schaltungsaufbau und zu einer verringerten Zuverlässigkeit führen.

Die Erfindung schafft eine Raumsehaltstufe, deren Zweck darin besteht, diese Probleme zu beseitigen. Gemäß der Erfindung wird eine Pseudo-Raumschaltstufe vorgesehen, die entweder als Teil

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der Eingangs-Zeitschaltstufe oder als Teil der Ausgangs-Zeitschaltstufe ausgeführt werden kann. Die Raumstufe ist eine Kommutator- bzw. Umschalt-Schaltung, die eine Zählerschaltung umfaßt, die dazu dient, sequentiell und periodisch jeden der Schalter in der Eingangsstufe mit jedem der Schalter in der Ausgangsstufe zu verbinden, wodurch jeder der Eingangsstufen-Zeitschalter zu jedem Zeitpunkt mit jeweils einem der Ausgangs-Zeitschalter verbunden ist. Durch diese Anordnung sind weder eine Schaltmatrix und Verbindungsspeichor noch die äußerst schnellen Datenverarbeitungs-Techniken und die zugehörige Schaltung des seriellen Übertragungsverfahrens erforderlich.

Gemäß der Erfindung ist nur eine acht Leitungen umfassende Vielfach-Leitung (bus) erforderlich, um die Eingangs-Zeitstufe mit der Ausgangs-Zeitstufe in dem oben beschriebenen als Beispiel dienenden Schaltnetzwerk zu verbinden. Die Daten-Vielfachleitung kann ohne weiteres als Teil der gedruckten Verdrahtung auf einer gedruckten Schaltungsplatine ausgeführt werden, die als Rückwand für den Kartenkorb dient, in dem die gedruckten Schaltungsplatinen des Schaltnetzwerkes untergebracht sind.

Zusätzlich zu den Vorteilen, die die Erfindung hinsichtlich des Schaltungsaufwandes bringt, ermöglicht es die Verwendung einer Kommutatorschaltung, das Zwischenleitungsschema zwischen den Eingangs- und Ausgangs-Zeitschaltern durch äußerst geringfügige Verdrahtungsänderungen so zu verändern, daß es für kleinere Zwischenleitungs-Anordnungen (link patterns) geeignet ist, wie sie in einem Amt erforderlich sein können, das nicht die maximale Kapazität benötigt. Aus dem gleichen Grund ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung ein sehr kleines schrittweises Anwachsen der Netzwerkkapazität für ein bereits vorhandenes Amt.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

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Figur 1
Figur 2

Figur 3a

Figur 3b

Figur 3c

ein Blockdiagramm eines Schaltnetzwerk-Moduls,

ein Blockdiagramm eines Systems, das ein Schaltnetzwerk wiedergibt, das das Konzept einer Pseudo-Raumschaltstufe gemäß der Erfindung deutlich macht,

ein schematisches Blockdiagramm, das ein erfindungsgemäßes Schaltnetzwerk wiedergibt,

ein schematisches Blockdiagramm eines Eingangs-Zeitschalters des Schaltnetzwerkes aus Fig. 3a,

ein schematisches Blockdiagramm eines Ausgangs-Zeitschalters des Schaltnetzwerkes aus Fig. 3a und

ein Teildiagramm der Ausgangsstufe aus Fig. 3, das die Steuerung und den Zeitablauf der Kommutatorschaltung wiedergibt.

Fig. 1 zeigt die Konfiguration eines Schaltnetzwerkes, das erforderlich ist, um die Ubertragungswege zwischen einer Vielzahl von Eingangsanschlüssen und einer Vielzahl von Ausgangsanschlüssen herzustellen. Das Netzwerk umfaßt eine Eingangsstufe, die eine Vielzahl von Eingangs-Zeitschaltern besitzt, und eine Ausgangsstufe, die ebenfalls eine Vielzahl von Zeitschaltern aufweist, deren Zahl gleich der Zahl der Zeitschalter der Eingangsstufe ist. Um eine völlig freie Verbindbarkeit sicherzustellen, muß jeder Eingangsschalter mit allen Ausgangsschaltern verbunden sein. Diese Verbindungen werden üblicherweise in einer Raumschaltstufe ausgeführt, und sind in Fig. 1 durch die 64 Verbindungen dargestellt, die als Zwischenleitungen (links) bezeichnet sind.

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Beispielsweise umfaßt Fig. 1 Gk Eingangsanschlüsse O bis 63, die in acht Gruppen O bis 7 mit jeweils acht Anschlüssen unterteilt sind, wobei jeder Anschluß 32 Kanäle enthält. In einem solchen Fall ist die Zahl von elementaren Netzwerk-Zeitfenstern gleich 256. Jeder Kanal entspricht einem Gespräch und trägt PCM-Worte mit jeweils 10 Bit. Somit muß jede der Gk Zwischenleitungen 10 Einzelleitungen bzw. Adern besitzen, und eine dem Stand der Technik entsprechende Raumschaltstufe, die zur Verwirklichung der Gk Zwischenleitungen erforderlich ist, würde mit den Eingangs- und Ausgangsstufen über zwei 6^0-adrige Kabel verbunden sein. Alternativ hierzu könnten die Daten seriell zwischen den Eingangs- und Ausgangsstufen des Netzwerkes übertragen werden.

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines Schaltnetzwerkes, das das Konzept einer Pseudo-Raumschaltstufe gemäß der Erfindung wiedergibt. Jeder der Eingangs-Zeitschalter 0 bis 7 der Eingangsstufe umfaßt eine Seriell-Parallel-Umsetzschaltung 200, die dazu dient, die seriell an den Eingangs-Anschlüssen 0 bis 63 erscheinenden Daten in ein paralleles Format umzusetzen. In ähnlicher Weise umfaßt jeder der Ausgangs-Zeitschalter 0 bis der Ausgangsstufe eine Parallel-Seriell-Umsetzschaltung 201, die dazu dient, die parallelen, von der Raumstufe kommenden Daten für eine Übertragung über die Ausgangsanschlüsse 0 bis in ein serielles Format umzusetzen. Die Gk Zwischen- bzw. Verbindungsleitungen von Fig. 1 werden durch eine Pseudo-Raumschaltstufe realisiert, die eine Kommutatorschaltung 202 und einen Zähler 203 umfaßt. Die Kommutator- bzw. Umschaltstufe 202 ist mit jedem der Eingangs- und Ausgangs-Zeitschalter durch jeweils ein 10-adriges Kabel ZQk verbunden. Somit ist die Raumstufe mit den Eingangs- und Ausgangsstufen über zwei 80-adrige Kabel verbunden. Die Kommutatorschaltung 202 umfaßt 10 parallele Schichten oder Ebenen, von denen jede eine 8 x 8-Kreuzpunkt-Konfiguration besitzt, während die ^zählerschaltung ein 3-stufiger Zähler ist, der acht Zählwerte an die Kommutatorschaltung

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202 liefert. Dadurch, daß man die Kreuzpunktverdrahtung für jede Spalte der Kommutatorschaltung 202 um 1 verschiebt und den Zähler für jede Spalte um einen Zählwert vorversetzt, wird jeder der Eingangs-Zeitschalter 0 bis 7 mit jedem der Ausgangs-Zeitschalter O bis 7 einmal während eines jeden vollen Zyklus des Zählers verbunden, wodurch die erforderlichen und in Fig. 1 dargestellten 6Jf Verbindungsleitungen erzeugt werden. Wenn ein Zählwert der Zählerschaltung 203 ein Zeitfenster darstellt, dann kommutiert der Raumschalter einen Rahmen von Daten während einer Periode von 256 Zeitfenstern, was die elementare Zeitfensteranzahl für ein Schaltnetzwerk dieser Konfiguration darstellt.

Fig. 3a bis 3c zeigen ein praktisches Ausführungsbeispiel für das Schaltnetzwerk aus Fig. 2. Die Raumsehaltstufe ist auf die Zeitschalter der Ausgangsstufe verteilt und völlig in diese integriert.

Die Eingangsanschlüsse 0 bis 63 zum Netzwerk sind in acht Gruppen unterteilt und jede Gruppe ist mit jeweils einem der Zeitschalter 0 bis 7 verbunden.

Wie in Fig. 3b dargestellt, ist jeder Eingangsschalter ein in einer Richtung wirkender Zeitschalter mit vollem Zugang (full access unidirectional time switch), der Daten mit seriellem Format annimmt und zeitgeschaltete (time switch) Daten in parallelem Format erzeugt. Jeder Zeitschalter umfaßt eine Seriell -parallel-Konverterschaltung 300, einen Datenspeicher 301, einen Verbindungsspeicher 302, Ausgangsgatter 303 und Steuerschaltungen 304. Die Konverterschaltung 300 empfängt serielle Daten von acht Eingangsanschlüssen gleichzeitig während eines Kanals und gibt diese Daten während des nächsten Kanals als 8 Worte mit 10 Bit Länge ab. Sie arbeitet kontinuierlich mit Hilfe einer zwei Ränge umfassenden Schie-

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beregisteranordnung; die eine Stufe nimmt auf, während die andere abgibt. An Kanalgrenzen werden die von der ersten Stufe gesammelten 80 Datenbit massenweise zur zweiten Stufe übertragen. Diese Konverterschaltungen sind nach dem Stand der Technik wohlbekannt und im Handel erhältlich. Beispielsweise ist eine geeignete Konverterschaltung in der US-PS 3 778 773 beschrieben.

Der Datenspeicher 301 speichert die Gesprächsdaten in paralleler Form mit einer Wortlänge von 10 Bit. Die Daten von einem jeden Eingangskanal und Eingangsanschluß werden an einem einzigen Speicherplatz mit der diesem Kanal bzw. Eingangsanschluß entsprechenden Adresse gespeichert. Der Speicher hat eine Kapazität von 256 Worten und wird mit einem Lese- und einem Schreib-Zyklus pro Bit-Zeit betrieben. Die von der Konverterschaltung 300 stammenden Daten werden in aufeinanderfolgende Speicherplätze des Speichers 301 eingeschrieben, der durch einen Zähler adressiert wird, der nicht dargestellt ist, da er hier als Teil der Steuerschaltungen 30k aufgefaßt wird.

Der Verbindungsspeicher 302 besitzt ebenfalls eine Kapazität von 256 Worten mit einem Speicherplatz für jeden Ausgangsstufen-Zeitschalter und jeden darin befindlichen Kanal. Jeder Speicherplatz enthält die Verbindungsinformation für den Ausgangsstufen-Zeitschalter und den Kanal, den er darstellt. Die Lesevorgänge des Verbindungsspeichers werden sequentiell in der Reihenfolge des Ausgangsstufen-Zeitschalters und des Kanals durchgeführt und bei jeder Verbindungsspeicher-Auslesung tritt ein Datenspeicher-Zugriff auf, der die Daten zu den Vielfachleitungen 310 über die Ausgangs-Gatter 303 überträgt. Der sich ergebende 10 Bit umfassende parallele Datenstrom, der zur Vielfachleitung 310 gesandt wird, ist zeitmäßig in 32 Kanäle unterteilt und innerhalb eines jeden Kanals

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befinden sich acht Zeitfenster, eines für jeden der acht Ausgangsstufen-Zeitschalter. Die Zeitaufteilung des Datenstroms ist so gewählt, daß die von einem gegebenen Eingangsstufen-Zeitschalter stammenden Daten für einen gegebenen Ausgangsstufen-Zeitschalter auf der Vielfachleitung zu der Zeit verfügbar sind, in der der Ausgangsstufen-Zeitschalter von der Vielfachleitung 310 ausliest. Die Zeitschaltfunktion tritt auf, wenn die Daten unter der Steuerung des Verbindungsspeichers 302 willkürlich aus dem Datenspeicher aus gelesen und auf die Vielfachleitung 310 gesendet werden.

Die Zeitsteuerungs- und Gatter-Ansteuerungssignale werden ebenso wie die Adresserzeugungssignale für die Speicher von den St euer schaltungen 304· unter der Steuerung der vom zentralen Rechner (nicht dargestellt) des Sehaltsystems stammenden Signale erzeugt. Die oben beschriebenen Zeitschalter sind vergleichsweise herkömmlicher Bauart und werden nicht weiter beschrieben.

Wie in ^Fig. 3a dargestellt, sind die Vielfachleitungen 310 jeweils mit dem betreffenden Eingang eines jeden der Zeitschalter 0 bis 7 der Ausgangsstufen verbunden. Tatsächlich ist jede Vielfachleitung 310 mit dem jeweiligen Eingang eines Kommutator-Multiplexers 311 in jedem Zeitschalter verbunden. Jeder Multiplexer 311 wird durch Freigabesignale gesteuert, die von einem entsprechenden Zähler 312 stammen.

Fig. 3c ist ein schematisches Blockdiagramm eines der in Fig. 3a dargestellten Ausgangsstufen-Zeitschalter. Sie zeigt einen Datenspeicher 313_} einen Verbindungsspeicher 31kf eine Parallel-Seriell-Konverter-Schaltung 315, Steuerschaltungen 316, sowie einen Multiplexer 311 und einen Zähler 312. Die Speicher 313 und 31k, die Konverterschaltung 315 und die Steuerschaltungen 316 sind in ihrer Größe und Funktion gleich den entsprechenden oben in Verbindung mit den Eingangsstufen-Zeitschaltern beschriebenen Schaltungen.

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Der Zähler 312 ist ein dreistufiger Zähler, der festgehalten werden kann, um das Zählen mit irgendeinem Zählwert zu beginnen und hierauf periodisch Zyklen zu durchlaufen.Solche Zähler sind ebenso handelsübliche Bauelemente wie die Multiplexer 311. Der Zähler 312 erzeugt sequentiell acht Freigabesignale (enable signals) ENO bis EN? und diese Signale steuern den Betrieb entsprechender Stufen des Multiplexers 311. Entsprechende Eingänge der acht Stufen des Multiplexers 311 sind mit den jeweiligen Vielfachleitungen 310 verbunden, während die Ausgänge des Multiplexers 311 über eine Vielfachleitung mit dem Dateneingang des Datenspeichers 313 verbunden sind. Es sei darauf hingewiesen, daß jede Stufe des Multiplexers 311 ebenfalls 10 Bit umfaßt, da jede Vielfachleitung 310 10 Bit parallel befördert.

Fig. 4 ist ein Block-Teildiagramm der Ausgangsstufe des Schaltnetzwerkes, das die Zeitsteuerung der Zähler 312 und der Multiplexer 311 für die Erzielung der Kommutierungsfunktion wiedergibt. Jeder Zähler 312 der Ausgangsstufen-Zeitschalter 0 bis wird zwangsweise so gesetzt (jamset), daß er das Zählen mit einem Zählerstand beginnt, der um einen Zählwert gegen den Zählerstand des Zählers im vorausgehenden Zeitschalter versetzt ist.Weiterhin ist jede der Vielfachleitungen 310 mit entsprechenden Eingängen der Multiplexer 311 eines jeden Schalters 0 bis 7 verbunden. Daher ermöglicht es für jeden Zählwert bzw. jedes Zeitfenster, der bzw. das von den Zählern 312 erzeugt wird,jeder Multiplexer 311, daß die Daten von einer jeweils anderen Vielfachleitung 310 in den zugehörigen Datenspeicher 313 eingeschrieben werden. Die 'X¹ in dem Diagramm der Fig.4 kennzeichnen die Zeitfenster,während derer die verschiedenen Stufen der Multiplexer 311 während eines Kanals angewählt bzw. freigegeben sind. Da acht Zeitfenster erforderlich sind, um die Daten für einen Kanal von der Eingangsstufe zur Ausgangsstufe umzuschalten bzw.zu kommutieren,werden die Daten für 32 Kanäle während

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256 Zeitfenstern kommutiert. Daher ergibt die Kommutatorschaltung insgesamt 2048 Sprechwege (Gk Verbindungsleitungen, 32. Kanäle) pro Rahmen zwischen den Eingangs- und Ausgangsstufen des Netzwerkes.

Im folgenden soll nun kurz die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben werden. Serielle PCM-Signale, die an den Eingangsanschlüssen O bis 63 erscheinen, werden ' in der oben beschriebenen Weise durch die Seriell-Parallel-Konverterschal tungen 300 in ein paralleles Format umgesetzt. Sie werden dann sequentiell in entsprechende Datenspeicher 301 eingeschrieben, aus denen sie willkürlich unter der Steuerung entsprechender Verbindungsspeicher 302 ausgelesen und auf die Vielfachleitungen 310 (mit einem Umfang von 10 Bit) gesandt werden. Die sequentiellen Schreib- und willkürlichen Lesefunktionen ergeben das Zeitschalten.

Sämtliche 10 Bit-Vielfachleitungen 310, die von den Zeitschaltern 0 bis 7 der ersten Stufe ausgehen, sind mit jedem Zeitschalter 0 bis 7 der zweiten Stufe verbunden. Diese Vielfachleitungen treten in jedem Ausgangsstufen-Zeitschalter über 10 8-Eingangs-Multiplexer 311 ein, deren Anwähl- bzw. Freigabeleitungen durch die von dem Zähler 312 stammenden Signale gesteuert werden.

Die Vielfachleitung 310 von jedem Eingangsstufen-Zeitschalter wird zeitmäßig in 32 Kanäle eingeteilt, von denen jeder in acht Zeitfenster (time slots) weiter unterteilt ist, ein Zeitfenster für jeden Ausgangsstufen-Zeitschalter. Die Grenzen der Zeitfenster auf einer von einem Eingangsstufen-Zeitschalter kommenden Vielfachleitung 310 sind bezüglich der Zeitfenster-Grenzen der Vielfachleitungen 310, die von allen anderen Eingangsstufen-Zeitschaltern kommen, synchronisiert. Die Zuordnung der Zeitfenster ist jedoch von Vielfachleitung zu

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Vielfachleitung in einer organisierten Form unterschiedlich, wie dies in Fig. Zf dargestellt ist.

Während eines Zeitfensters gibt jeder Eingangsstufen-Zeitschalter ein Wort auf seine betreffende Vielfachleitung aus.Somit sind während eines Zeitfensters acht Worte, von denen jeweils eines von jedem Eingangsstufen-Zeitschalter stammt, auf den Vielfächleitungs-Eingang zu jedem Ausgangsstufen-Zeitschalter vorhanden, und jeder Ausgangsstufen-Zeitschalter empfängt von einer Vielfachleitung. Während dieses einen Zeitfensters empfängt jeder deracht Ausgangsstufen-Zeitschalter von einer anderen Vielfachleitung. Somit existieren also acht verschiedene Pfade. Derselbe Prozeß wird für die nächsten sieben Zeitfenster in dem Kanal wiederholt, wodurch die 6*f Pfade zur Verfugung gestellt werden, die erforderlich sind, um jeden Eingangsstufen-Zeitschalter einmal für jeden Kanal mit jedem Ausgangsstufen-Zeitschalter zu verbinden. Dieses Muster von 6 Jf Pfaden wird während einer Rahmenzeit 32 mal wiederholt.

Die Vielfachleitungs-Auswahl an den Ausgangsstufen-Zeitschaltern wird, wie oben beschrieben, durch den Multiplexer 311 unter der Steuerung der von den Zählern 312 stammenden Freigabe- bzw. Anwahlsignale durchgeführt. Die am Ausgang, des Kommutator-Multiplexers 311 in paralleler Form erscheinenden Daten werden sequentiell in die Datenspeicher 313 eingeschrieben. Die Datenspeicher werden willkürlich unter der Steuerung ihrer jeweiligen Verbindungsspeicher 3Uf gelesen und die sich ergebenden parallelen Datenströme werden den betreffenden Parallel-Seriell-Umsetzschaltungen 315 zugeführt, die die parallelen Daten für die übertragung auf die Ausgangsan-Schlüsse O bis 63 in ein serielles ^rormat umsetzen.

Einer der Gründe für das Aufteilen eines Schaltnetzwerkes in Blöcke oder Moduln besteht darin, daß eine Baukastenbauweise

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geschaffen und hierdurch die Packungsflexibilität erhöht werden soll, was natürlich eine Kostenersparnis zur Folge hat. Beispielsweise stellt das Schaltnetzwerk-Modul, das in den Fig. 1 bis 3 wiedergegeben ist, die Hardware dar, die auf den gedruckten Schaltungsplatinen untergebracht werden kann, die einen Regalplatz eines Geräterahmens in Anspruch nehmen. Aus auf der Hand liegenden Gründen der Wirtschaftlichkeit, die mit der Wartung und der Lagerhaltung zusammenhängen, ist es wünschenswert, jeden Eingangsstufen-Zeitschalter und jeden Ausgangsstufen-^Zeitschalter auf jeweils einer einzelnen Schaltungsplatine unterzubringen. Durch Verwendung der Netzwerk-Schaltungskonfiguration aus Fig. 3 werden die Verbindungsleitungen zwischen den Eingangsschaltern und den Ausgangsschaltern erheblich vereinfacht. Die erforderliche 80-adrige Vielfachleitnngen (8 zehn-adrige Vielfachleitungen 310) kann auf einfache Weise auf der gedruckten Rückwand-Schaltungsplatine des Kartenkorbes in gedruckter Form untergebracht werden, wodurch der Bedarf für Stecker und Verkabelungen wegfällt, was eine beträchtliche Einsparung an Material und Arbeitsaufwand und den zusätzlichen Vorteil erhöhter Zuverlässigkeit nach sich zieht.

Zusätzlich zur Lösung der bereits diskutierten Probleme hinsichtlich der Beseitigung einer Uberkreuzungsverdrahtung und Verkabelung unter Reduzierung der Verdrahtung ohne eines Umsetzen in serielles Format und umgekehrt ermöglicht es die erfindungsgemäße Kommutatorschaltung, das Verbindungsleitermuster bzw. die Verbindungsleitungsanordnung (link pattern) unter äußerst geringfügigen änderungen so abzuwandeln, daß es zu kleineren Mustern bzw. Rastern paßt, wie sie in kleinen Schaltämtern erforderlich sind. Beispielsweise werden dann, wenn ein Schaltnetzwerk mit J)Z Eingängen und Ausgängen erforderlich ist, die Zähler, die die Kommutator-Multiplexer ansteuern, so aufgebaut, daß sie nach vier Zählwerten zurückspringen und nicht erst nach acht Zählwerten.

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Somit schafft die Erfindung ein Schaltnetzwerkmodul, das flexibel und wirtschaftlich ist und eine höhere Zuverlässigkeit als die bekannten Schaltnetzwerke zeigt. Es sei auch darauf hingewiesen, daß es möglich ist, das hier beschriebene Schaltnetzwerk völlig neu anzuordnen, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann ein ähnliches Schaltnetzwerk konstruiert werden, indem die Kommutatorschaltung an einer anderen Stelle als in den Ausgangsstufen-Zeitschaltern des Netzwerkes angeordnet ist.

Die Erfindung schafft also ein zweistufiges Schaltnetzwerk, bei dem die beiden Stufen durch einen Pseudo-Raumschalter miteinander verbunden sind. Die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse des Netzwerkes, von denen jeder eine Vielzahl von Kanälen umfaßt, werden in Gruppen unterteilt, von denen jede einen gemeinsamen Zeit-Multiplex-Schalter besitzt. Jeder Schalter umfaßt einen Seriell-Parallel- oder Parallel-Seriell-Umsetzschal tkreis, einen Datenspeicher und einen Verbindungsspeicher. Der Raumschalter umfaßt eine Kommutatorschaltung, die dazu dient, sequentiell und periodisch jeden der Eingangsschalter mit jedem der Ausgangsschalter einmal für jeden Kanal zu verbinden. Der Kommutator umfaßt eine Vielzahl von Lagen bzw. Schichten, die in ihrer Zahl der Bitzahl in jedem PCM-Wort entsprechen.

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Claims

PATENTANWÄLTE MANITZ, FINSTERWALD & GRÄMKOW Northern Telecom Limited München, den 9. Mai 1978 Montreal, Quebec, Kanada H3C 3J5 P/2/Co-N 2151 Schaltnetzwerk für ein Impulskodemodulations-Zeitmultiplex-System Patentansprüche :

1. Schaltnetzwerk für ein Zeitmultiplex-System mit einer Vielzahl von Eingangs-Zeit-Multiplexschaltern, von denen jeder η Eingangsdaten-Anschlüsse mit jeweils m Kanälen umfaßt, mit jedem der Eingangs-Zeitmultiplexsehalter zugeordneten Vorrichtungen zum Umsetzen der an den Datenanschlüssen anliegenden Information aus einem seriellen in ein paralleles Format und einer Speichervorrichtung für das Speichern der Daten in der parallelen Form, wobei diese Speichervorrichtung nm Speicherplätze besitzt, mit einer Vielzahl von Ausgangs-Zeitmultiplexschaltern, von denen jeder η Ausgangs-Datenanschlüsse besitzt und m Kanäle umfaßt, sowie mit einer Speichervorrichtung, die jedem der Ausgangsschalter zugeordnet ist, und dazu dient, die in die Schalter hereinkommenden Daten zu speichern und mit einer Vorrichtung zum Umsetzen dieser Daten in ein serielles Format, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kommutatorvorrichtung (202) für das periodische Verbinden eines jeden der Eingangs-Zeitmultiplex-Schalter (0 - 7) mit jedem der Ausgangs-Zeitmultiplex-Schalter (0 - 7) vorgesehen ist und eine Vorrichtung (203) zur Erzeugung von vorgegebenen m Sequenzen von η Zeitfenstern besitzt, so daß jeder Eingangs-Zeitschalter mit jedem Ausgangs-Zeitschalter einmal während der Dauer eines Zeitfensters während einer jeden Sequenz verbunden ist.

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DR. C. MANITZ ■ DIPL.-ING. M. FINSTERWALD DIPL.-ING. W. GRÄMKOW ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN

MÖNCHEN 22. ROBERT-KOCH-STRASSE I 7 STUTTGART SO (BAD CANNSTATT) MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 72 70

TEL. (089) 234211. TELEX 05-29672 PATMF SEELBERGSTR. 23/25. TEL.(07ll)56 72 61 POSTSCHECK: MÖNCHEN 77062-80S

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2. Zeitmultiplex-Schaltnetzwerk für die Verbindung einer Vielzahl von Eingangsanschlüssen mit einer entsprechenden Anzahl von Ausgangsanschlussen, wobei die Eingangs- und die Ausgangs-Anschlüsse in χ Gruppen unterteilt sind, von denen jede η Anschlüsse mit m Kanälen umfaßt, und wobei das Netzwerk aus folgenden Teilen besteht: einer Eingangsstufe, die χ Zeitschalter aufweist, von denen jeder eine Seriell-Parallel-Daten-Umsetzschaltung zum Umsetzen der an seinem Eingang erscheinenden seriellen Daten in ein paralleles Format,einen Eingangsdaten-Speicher mit nm Speicherplätzen zum Speichern der von der Umsetzschaltung kommenden Daten und einen Verbindungsspeicher mit ebenfalls nm Speicherplätzen besitzt, und eine Ausgangsstufe, die χ Zeitschalter umfaßt, von denen jeder einen Ausgangsdaten-Speicher zum Speichern von nm Datenworten, einen Verbindungsspeicher mit ebenfalls nm Speicherplätzen und eine Parallel-Seriell-Umsetzschaltung zum Umsetzen der vom Ausgangsdaten-Speicher stammenden Daten in ein serielles Format besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Kommutierungsschaltung (202, 203) zum periodischen Verbinden eines jeden Eingangsstufen-Zeitschalters mit jedem der Ausgangsstufen-Zeitschalter einmal in jedem n-ten elementaren Netzwerk-Zeitfenster besitzt, so daß jeder der Eingangsstufen-Zeitschalter (0 - 7) während nm elementaren Netzwerk-Zeitfenstern m-mal mit jedem der Ausgangsstufen-Zeitschalter (0 - 7) verbunden ist.

3. Schaltnetzwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die Kommutierungsschaltung (202, 203) eine Vielzahl von Gruppen (311) von Ubertragungsgattern umfaßt, daß jede der Gruppen einem bestimmten der Zeitschalter (0 - 7) der Ausgangsstufe zugeordnet ist und jeweils χ get'orte Übertragungswege liefert, von denen jeweils einer von jedem der Eingangsstufen-Zeitschalter (0-7) zu dem Dateneingang des Ausgangs-Datenspeichers (313) führt, der der Gruppe zugeordnet ist, und daß

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eine Vorrichtung (312) für ein sequentielles und periodisches Anwählen bzw. Aufsteuern eines jeden Übertragungsweges vorgesehen ist, wobei das Aufsteuern bzw. Anwählen einander entsprechender Wege der Gruppen nicht gleichzeitig erfolgt.

4. Schaltnetzwerk nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Anwähl- bzw. Aufsteuervorrichtung eine Vielzahl von bis χ zählenden periodischen Zählern (312) umfaßt, von denen je-.weils einer für jede der Gruppen (311) von Übertragungsgattern bzw. Sendegattern vorgesehen ist und von denen jeder Anwähl- bzw. Aktivierungsimpulse abgibt, die um einen Zählwert bezüglich der Anwähl- bzw. Freigabeimpulse gestaffelt sind, die von dem dem vorausgehenden Ausgangsstufen-Zeitschalter zugeordneten Zähler stammen.

5. Zeitmultiplex-Schaltnetzwerk zur Verbindung einer Vielzahl von Eingangsanschlüssen mit einer entsprechenden Anzahl von Ausgangsanschlüssen, wobei die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse jeweils in χ Gruppen unterteilt sind, von denen jede aus η Anschlüssen besteht, von denen jeder m Kanäle besitzt, und wobei das Netzwerk χ Zeitmultiplex-Eingangsschalter aufweist, von denen jeder einen Seriell-Parallel-Datenumsetzer, einen Datenspeicher zum Speichern von nm Datenwörtern und einen Verbindungsspeicher umfaßt, sowie mit χ Zeitmultiplex-Ausgangsschaltern, von denen jeder einen Datenspeicher zum Speichern von nm Datenwörtern, einen Verbindungsspeicher und einen Parallel-Seriell-Datenkonverter umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung (202, 203) vorgesehen ist, die dazu dient, sequentiell jeden der Eingangsschalter (0-7) mit jedem der Ausgangsschalter (O - 7) alle η Netzwerk-Elementarzeitfenster einmal zu verbinden, wobei jeder der Eingangsschalter mit jedem der Ausgangsschalter m-mal während nm elementarer Netzwerk-Zeitfenster verbunden wird.

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6. Schaltnetzwerk nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung eine Vielzahl von Multiplexern (311) umfaßt, von denen jedem ein betreffender Ausgangszeitschalter (O - 7) zugeordnet ist und von denen jeder χ Eingangsanschlüsse aufweist, von denen jeder mit einem der Eingangsschalter (O - 7) verbunden ist, und daß eine Schaltungsanordnung (312) vorgesehen ist, die dazu dient, sequentiell jeden der Multiplexer-Eingangsanschlüsse zu aktivieren bzw. anzuwählen, wobei die Aktivierungs- bzw. Anwählsequenz für einen Multiplexer um eine Position gegen die Aktivierungsbzw. Anwählsequenz des vorausgehenden Multiplexers versetzt ist.

7. Schaltnetzwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierungs- bzw. Anwählvorrichtung eine Vielzahl von Zählern (312) umfaßt, von denen jeder einem bestimmten Multiplexer (311) in der Weise zugeordnet ist, daß er für ihn eine Aktivierungs- bzw. Anwählsequenz von χ Impulsen erzeugt, wobei die von jeweils einem Zähler stammende Aktivierungs- bzw. Anwählsequenz gegen die vom vorausgehenden Zähler stammende Aktivierungs- bzw. Anwählsequenz um einen Impuls versetzt ist.

8. Zeitmultiplex-System mit einem Schaltnetzwerk, das eine Eingangsstufe und eine Ausgangsstufe besitzt, wobei jede der Stufen eine entsprechende Vielzahl von Zeitschaltern aufweist und jeder der Zeitschalter einen Datenspeicher zum Speichern von Datenwörtern in paralleler Form und einen zugehörigen Verbindungsspeicher besitzt, und mit einer Schaltung zum Verbinden der Eingangsstufe mit der Ausgangsstufe, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kommutatorschaltung (202) vorgesehen ist, die sequentiell und periodisch jeden der Schalter der Eingangsstufe mit jedem der Schalter der Ausgangsstufe verbindet, wobei jederder Eingangsstufen-Zeitschalter mit einem der Ausgangsstufen-Zeitschalter der .Reihe nach verbunden wird.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommutatorschaltung eine Vielzahl von Multiplexern (311) umfaßt, von denen jeder einem bestimmten Ausgangs-Zeitschalter zugeordnet ist und eine Vielzahl von Eingangsanschlüssen aufweist, von denen jeder mit einem bestimmten Eingangs-Zeitschalter verbunden ist, und daß eine Vorrichtung (312) vorgesehen ist, die dazu dient, sequentiell jeden der Multiplexer-Eingangsanschlüsse anzuwählen, wobei die Anwählsequenz für einen Multiplexer um eine Position gegen die Anwählsequenz des Multiplexers in dem vorausgehenden Zeitschalter versetzt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anwählvorrichtung eine Vielzahl von Zählern umfaßt, von denen jeder einem bestimmten Multiplexer in der Weise zugeordnet ist, daß er für diesen eine Anwählsequenz von Impulsen erzeugt, deren Zahl der Anzahl der Eingangs-Zeitschalter entspricht, wobei die von den Zählern stammenden Anwählsequenzen nicht zusammenfallen.

11. Verfahren zur Verbindung der Eingangs-Zeitschaltstufe eines Schaltnetzwerkes für ein Zeitmultiplexsystem mit der Ausgangs-Zeitschaltstufe dieses Systems, wobei jede der Stufen eine entsprechende Vielzahl von Zeitschaltern umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die an den Eingangsanschlüssen der Eingangszeitsehalter erscheinenden Daten in ein paralleles Format umgesetzt werden, daß die Daten im parallelen Format von jedem Eingangs-Zeitschalter zu jedem der Ausgangs-Zeitschalter in der Weise umgeschaltet bzw. kommutiert werden, daß jeder der Eingangs-Zeitschalter mit jedem der Ausgangs-Zeitschalter während eines jeden elementaren Netzwerk-Zeitfensters verbunden wird und daß nach einer Kanalzeit jeder der Eingangs-Zeitschalter mit jedem der Ausgangs-Zeitschalter verbunden gewesen ist, wodurch für jeden an den Eingangs-

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anschlüssen der Eingangs-Zeitschalter erscheinenden Datenrahmen jeder der Eingangs-Zeitschalter mit jedem der Ausgangs-Zeitschalter so viele Zeitfenster-Perioden verbunden gewesen ist, wie Kanäle in jedem Rahmen vorhanden sind, und daß die kommutierten bzw. umgeschalteten parallelen Daten für eine übertragung auf die Ausgangs-Anschlüsse der Ausgangs-Zeitschalter in ein serielles Format umgesetzt werden.

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