DE69931338T2

DE69931338T2 - Kreuzvermittlungsschaltung

Info

Publication number: DE69931338T2
Application number: DE69931338T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Nakahara-ku Kawasaki-shi Hamano; Takuji Nakahara-ku Kawasaki-shi Yamamoto; Satoshi Nakahara-ku Kawasaki-shi Kuroyanagi
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1998-12-25
Filing date: 1999-12-22
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2019-12-23
Also published as: EP1014625A2; US20020171451A1; US6525563B2; JP3391374B2; EP1014625B1; EP1014625A3; DE69931338D1; JP2000197076A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis und einen elektronischen Schaltzellen-Schaltkreis, und im genaueren ist die vorliegende Erfindung anwendbar auf einen Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis und einen elektronischen Schaltzellen-Schaltkreis, die geeignet sind für die Verwendung in einer Kanal-Schalt-Funktionseinheit, die notwendig ist für eine Übertragungsvorrichtung (z.B. eine optische Cross-Connect-Vorrichtung oder einen optischen ADM (Add Drop Multiplexer, deutsch: Hinzufügen-Entfernen-Multiplexer) oder dergleichen), die auf einem optischen Netzwerk verwendet wird, das WDM (Wavelength Division Multiplex, deutsch: Wellenlängenmultiplex) Technologie verwendet.
In letzter Zeit ist der Bedarf an Kommunikation dramatisch gestiegen, wie vom Internet dargestellt. Um den erhöhten Bedarf an Kommunikation zu bewältigen, ist es unumgänglich, ein photonisches Netzwerk aufzubauen, das eine große Kapazität aufweist und in der Lage ist, ein Signal mit ultra hoher Bitrate (z.B. zehn Gigabit bis etwa Terabit in der Zukunft) unter Verwendung der WDM-Technology zu übertragen, wie beispielsweise schematisch in 21 gezeigt. Wenn ein solches photonisches Netzwerk aufgebaut sein wird, werden die optische Cross-Connect-Vorrichtung (OXC) oder der optische ADM allgemein genutzt.
Die optische Cross-Connect-Vorrichtung (OXC) ist eine Vorrichtung, die nützlich ist zum Empfangen eines WDM-Signals und in der Lage ist, irgendein Kanalsignal in der Einheit der Wellenlänge (Kanal) zu erzeugen (Cross-Connect) (siehe 22). Der optische ADM ist eine Vorrichtung zum Ausführen der Hinzufügen-/Entfernen-/Durchlassen-Steuerung in der Einheit des Kanals auf dem empfangenen WDM-Signal, wobei ein optisches Signal auf einem bestimmten Kanal, das von einem gewünschten Netzwerk übertragen wird, zu einem Hauptkanalsignal eingefügt (Hinzufügen) wird, ein optisches Signal auf einem bestimmten Kanal vom Hauptkanalsignal extrahiert und zum gewünschten Netzwerk abgezweigt (Entfernen) wird, und ein optisches Signal auf einem bestimmten Kanal in dem Hauptkanal durch die Vorrichtung ohne irgendeine Entfernen-Operation gesendet wird (siehe 23).
Wenn die optische Cross-Connect-Vorrichtung oder der optische ADM in einem gewünschten Bereich bei Anfrage wie in den 22 und 23 dargestellt bereitgestellt sind, können deshalb Signale, die in irgendein Netzwerk wie einem Übertragungsnetzwerk der SDH (Synchrone Digitale Hierarchie), SONET (Synchrones Optisches Netzwerk), ATM (Asynchroner Übertragungs-Modus) oder dergleichen übertragen werden, in einer Form eines optischen Signals bei einer hohen Bitrate zu einem gewünschten Netzwerk in der Einheit des Kanals übertragen werden. Somit ist es möglich, ein optisches Netzwerk aufzubauen, das in der Lage ist, einen flexiblen Übertragungsdienst bereitzustellen.
Bisher ist es für die oben beschriebene optische Cross-Connect-Vorrichtung oder den optischen ADM notwendig, mit einem Schaltsystem zum Schalten der optischen Signale ausgestattet zu sein. Das heißt, dass die optische Cross-Connect-Vorrichtung einen Schalter des Typs mit mehrfachen Eingängen und mehrfachen Ausgängen (einen so genannten Knotenpunkt-Schalter) benötigt, in dem WDM-Übertragungspfade, die in einem Bündel von optischen Fasern eingerichtet sind, dynamisch in der Einheit des Kanals geschaltet werden. Der optische ADM benötigt einen Knotenpunkt-Schalter, der in der Lage ist, ein optisches Signal von allen Kanälen des Hauptkanals umzuleiten, um den Verbindungszielort zu wechseln.
Wie für den Knotenpunkt-Schalter ist nun ein optischer (Raum) Schalter in der Forschung und Entwicklung, in dem das Kanalschalten ausgeführt werden kann mit Erhaltung des Modus des Signals als ein optisches Signal. Als ein repräsentativer optischer Schalter ist ein optischer Schalter vom Typ PI-LOSS (Pfadunabhängige Einfügung bei Verlust, engl.: Path-independent Insertion on Loss) genannt. Der optische Schalter vom Typ PI-LOSS weist eine Anordnung auf, in der, wie beispielsweise in 24 gezeigt, eine Vielzahl von optischen Wellenleitern 101 auf einem Substrat 100 so gebildet sind, dass diese sich an Knotenpunkten kreuzen (Sxy: 1χxχ4, 1χyχ4) und Temperaturen an den Knotenpunkten gesteuert werden, um den Brechungsindex am Knotenpunkt zu ändern, wodurch der optische Signalpfad geschaltet wird.
Im Genaueren wird die Temperatur an den Knotenpunkten gesteuert, so dass lediglich einer der Knotenpunkte Sxy des optischen Pfads 101 den Balken-Status erhält und alle anderen Knotenpunkte des optischen Pfades 101 den Kreuz-Status erhalten. Somit können Signale, die an eine Eingangs-Busleitung #x gesendet wurden, an eine Ausgangs-Busleitung #y ausgegeben werden. Wenn beispielsweise lediglich der Knotenpunkt S12 (x = 1, y = 2) gesteuert wird, um im Balken-Status zu sein, wird das optische Signal, das zur Eingangs-Busleitung #1 gesendet wurde, durch einen Pfad laufen, der mit einer fetten soliden Linie in 24 gezeigt ist, und schließlich an der Ausgangs-Busleitung #2 ausgegeben.
Das heißt, dass gemäß dem oben beschrieben optischen Schalter vom PI-LOSS Typ jeder der Knotenpunkte Sxy in eine Schaltzelle des Typs mit zwei Eingängen und zwei Ausgängen gebildet wird, und die Schaltzellen angeordnet und unter einander verbunden sind, um eine Matrix mit vier Reihen und vier Spalten (4 × 4) zu bilden. Dann wird eine der Schaltzellen Sxy gesteuert, um der Balken-Status in dessen Verbindungs-Status zu sein, so dass jede der Eingangs-Busleitungen #x mit jeder der Ausgangs-Busleitungen #y verbunden werden kann.
Da der optische Schalter vom PI-LOSS Typ die oben beschriebene Anordnung aufweist, können die folgenden Vorzüge beispielsweise erhalten werden.

(1) Die Anzahl der Knotenpunkte (Schaltzelle) Sxy, die das optische Signal durchläuft, wird unabhängig von der Wahl des optischen Pfades konstant (vier für das in 24 gezeigte Beispiel). Deshalb wird das optische Signal von dem Eingangs-Endgerät zu jedem der Ausgangs-Busleitungen #y durch jeden Pfad dem selben Verlustbetrag unterworfen mit dem Ergebnis, dass keine Streuung in dem optischen Signalpegel, der von jedem der Ausgangs-Busleitungen #y abgeleitet wird, erwartet wird.
(2) Da die Schaltzellen Sxy durch Wellenleiter 101 miteinander verbunden sind, kann Übersprechen zwischen Pfaden wirksam unterdrückt werden.

Der oben beschriebene optische Schalter vom PI-LOSS Typ mit einer Größe von 8 × 8 wird in eine praktische Anwendungsstufe gebracht. Der optische Schalter vom PI-LOSS Typ wird als ein Schalter des nicht-blockierenden Typs angeordnet.
Andererseits wird ein Knotenpunkt-Schalter, der aus einem elektronischen Schaltkreis gebildet wird (der im Folgenden einfach als „elektrischer Schalter" bezeichnet wird) von den Erzeugern untersucht und entwickelt. Dies ist so, weil wenn das Netzwerk eine optische Cross-Connect-Vorrichtung oder einen optischen ADM verwendet, um den durch den Prozess der Signalübertragung verursachten Verlust des Signals zu kompensieren, wird das Signal häufig durch einen Empfänger innerhalb der Vorrichtung empfangen und terminiert, so dass das optische Signal in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Somit gibt es einen Umstand, in dem der elektrische Schalter mehr anwendbar ist als der optische Schalter.
Der bekannteste Typ der elektrischen Schalters hat eine Maschenstruktur (Gitter Anordnung mit N Eingängen und G Ausgängen: N und G sind ganze Zahlen größer als 1) wie beispielsweise in 25 gezeigt. Der obere elektrische Schalter hat Vorteile, dass er einfach kleiner, günstiger und mit einem kleinern elektrischen Verbrauch im Vergleich zum oben eingeführten optischen Schalter hergestellt werden kann. Nun ist ein elektrischer Schalter 200 mit 16 × 16 Eingangs- und Ausgangsanschlüssen, der mit Signalen von zehn Gigabit (Gb/s) mit einer ultra hohen Rate umgehen kann, in der Phase der Untersuchung und Entwicklung.
Wenn übrigens ein großes (große Kapazität) optisches Netzwerk, das hauptsächlich aus einem WDM-System mit mehreren Wellenlängen besteht (z.B. 32 oder mehr Wellenlängen werden simultan pro Faser übertragen), aufgebaut werden soll, muss der in der oben beschriebenen Situation eingesetzte Knotenpunkt-Schalter mit einem Signal mit einer ultra hohen Bitrate (10 Gb/s) zurechtkommen, ganz gleich, ob das Signal ein optisches oder elektrisches ist. Des Weiteren muss der Knotenpunkt-Schalter unabhängig von der Bitrate des Signals sein. Wenn beispielsweise das Netzwerk den optischen ADM einsetzt, soll der im Netzwerk verwendete Knotenpunkt-Schalter so angeordnet sein, dass er mindestens 16 × 16 Eingangs- und Ausgangsanschlüsse aufweist. Wenn das Netzwerk die optische Cross-Connect- Vorrichtung einsetzt, soll der im Netzwerk verwendete Knotenpunkt-Schalter so angeordnet sein, dass er mindestens 512 × 512 Eingans- und Ausgangsanschlüsse aufweist.
Wie jedoch oben beschrieben weist der größte bisher erfolgreich entwickelte Knotenpunkt-Schalter, wie der Knotenpunkt-Schalter, der mit einem Signal mit ultra hoher Bitrate (etwa 10 Gb/s) umgehen kann und als eine einstufige Verbindungsanordnung angeordnet ist, lediglich 8 × 8 oder 16 × 16 Eingangs- und Ausgangsanschlüsse auf. Daher ist es sehr schwierig einen Knotenpunkt-Schalter zu realisieren, der eine größere Zahl von Eingangs- und Ausgangsanschlüssen aufweist.
Wenn beispielsweise der Knotenpunkt-Schalter als ein optischer Schalter gebildet ist (Schalter vom PI-LOSS Typ), wenn das optische Signal den Knotenpunkt Sxy des optischen Wellenleiters 101 durchmacht, wird der Signalpegel niedriger. Diese Tatsache gestaltet es schwierig, das System in eine Multi-Kanal-Anordnung zu bringen. Um dieses Problem zu lösen, kann jede verstärkende Funktion wie ein optischer Verstärker oder dergleichen am Eingangs- oder Ausgangsanschluss von jedem Kanal eingesetzt werden. Jedoch ist es teuer, eine solche Anordnung zu bauen, und darüber hinaus wird die Größe der Vorrichtung groß und der elektrische Stromverbrauch wird vergrößert.
Da der optische Schalter vom PI-LOSS Typ den optischen Wellenleiter 101 einsetzt, wird das die optischen Wellenleiter tragende Substrat notwendigerweise lang, was den optischen Schalter vom PI-LOSS Typ davon abhält, klein zu sein. Deshalb ist es schwierig einen Schalter zu konstruieren, der eine große Anzahl von Kanälen aufweist. Wie oben beschrieben wurde ist ferner aufgrund der Ausführung der Schaltsteuerung durch Änderung der Temperatur des Knotenpunktes eine Temperatursteuerung oder dergleichen für jeden Knotenpunkt Sxy notwendig, was die Gesamtanordnung des Schalters groß werden lässt. Daher ist es auch schwierig einen Schalter zu konstruieren, der eine große Anzahl von Kanälen aufweist.
In letzter Zeit wird vom Knotenpunkt-Schalter erwartet, zusätzlich zu der oben beschriebenen Kreuz-Verbindung oder Balken-Verbindung eine Punkt-zu-Mehrfachpunkt Kommunikationsfunktion aufzuweisen (z.B. eine Funktion, die einen Eingang an zwei oder mehr Ausgänge verteilt wird). Da es nicht einfach ist, den optischen Verlust durch Verteilen des optischen Signals oder aus einigen anderen Gründen zu kompensieren, ist es jedoch nicht einfach, eine solche Punkt-zu-Mehrfachpunkt Kommunikationsfunktion zu realisieren.
Wenn andererseits der die in 25 gezeigte Maschenstruktur aufweisende elektrische Schalter 200 in dem Kommunikationsnetzwerk eingesetzt wird, wird die Anzahl der elektrischen Schalter, die der Signalübertragungspfad durchläuft, für jeden Kanal unterschiedlich. Deshalb wird umso größer die Kanalgröße wird, eine größere Differenz während der Signalübertragungszeit, eine Ausgangs-Wellenform und so weiter zwischen den Kanälen, verursacht. Da der elektrische Schalter 200 elektrische Verdrahtung verwendet, wird ein großer Einfluss der Kapazität und der Induktivität der Verdrahtung, die zwischen den dreidimensional eingesetzten Drähten und so weiter verursachten Kapazitätskopplung verursacht, wenn die Größe des Kanals groß wird. Daher wird es extrem schwierig, die Eigenschaft des Signals zu stabilisieren, das mit einer ultra hohen Bitrate wie 10 Gb/s übertragen wird. Des Weiteren kann ein großer Einfluss durch Übersprechen zwischen den Drähten erwartet werden.
Wenn der Knotenpunkt-Schalter als eine Einzelkörperanordnung angeordnet wird (im Folgenden als ein Einheit-Schalter bezeichnet), ist es deshalb schwierig, den Einheit-Schalter als eine Mehrfach-Kanal-Anordnung von etwa 512 × 512 Eingangs- und Ausgangsanschlüssen zu gestalten, ganz gleich, ob der Knotenpunkt-Schalter ausgelegt ist, mit einem optischen Signal oder einem elektrischen Signal umzugehen.
Eine mögliche Anordnung zu Lösen des oberen Problems ist, wie beispielsweise in 26 gezeigt, eine Anordnung, in der eine Vielzahl von Einheit-Schaltern 300 miteinander verbunden sind, um eine mehrstufige Anordnung (mehrstufige Verbindungsanordnung), wie eine Schalteranordnung, die in einem Wechsler oder dergleichen verwendet wird, zu bilden. Diese Anordnung ist eine mögliche Wahl, die Zahl der Kanäle zu erhöhen, mit der das Schaltsystem umgehen kann. In diesem Fall wird jedoch die Drahtverbindung zwischen dem Einheit-Schalter sehr kompliziert. Das heißt, dass eine große Anzahl von dreidimensionalen Drahtkreuzungen notwendig sind, mit dem Ergebnis, das es unmöglich wird, das Schaltsystem mit einer einfachen Verbindung zu gestalten.
Wenn das Signal mit einer ultra hohen Bitrate von etwa 10 Gb/s innerhalb des Schaltsystems übertragen wird, sollen die Einheit-Schalter über ein koaxiales Kabel, eine optische Faser oder dergleichen verbunden werden. Wenn die Verbindungskomponenten auf eine komplizierte Verdrahtungsweise verbunden werden, wird sehr viel Raum benötigt oder die Größe der Vorrichtung wird sehr groß, mit dem Ergebnis, dass es schwierig wird, die Vorrichtung klein zu gestalten. Des Weiteren benötigt Verdrahtungsarbeit viel Arbeit und eine große Anzahl von Schritten, das heißt, dass Montage- und Herstellungsprozesse auch schwierig werden. Demzufolge wird es schwierig, die Vorrichtung mit geringen Kosten zu realisieren, was die Vorrichtung für die Massenproduktion ungeeignet werden lässt. Weiterhin ist es für die Anordnung schwierig, flexibel auf den Bedarf der Steigerung der Anzahl von Kanälen zu reagieren.
Dokument XPO04002747, ISSN: 0169-7552 (Awdeh et al., Computer ans ISDN Systems, Vol. 27, No. 12, 1995-11-01, p. 1567-1613) stellt eine Übersicht von ATM-Schaltarchitekturen, im besonderen Raumbereich Punkt-zu-Punkt Schalter, bereit. Abschnitt 6.2 desselben Dokuments beschreibt Mehrfach-Banyan-Schalter und ein 2 × 2 Schaltelement eines ausgedehnten Banyan Netzwerkes.
Dokument XPO00130824 (Hickey J et al., Proceedings Of The International Switching Symposium, IEEE, Vol. 1, Symp. 13, 1990-05-28, p. 75-84) bezieht sich auf die Implementierung eines Hochgeschwindigkeits-ATM-Paketschalters, der CMDS VLSI verwendet. Der Schalter basiert auf einer selbst-routenden Batcher/Banyan-Faser mit einer Behauptungsauflösung und wird unter Verwendung einer dreidimensionalen Struktur gebildet basierend auf einer Neuanordnung des Misch-/Austausch-Verdrahtungsmusters, das in einem Batcher/Banyan verwendet wird.
Die internationale Patentanmeldung WO 87/04886 bezieht sich auf einen optischen Raum-Schalter, wobei Schaltelemente, die zwei Eingänge und zwei Ausgänge aufweisen, in einer nxn Matrixform angeordnet sind und optische Signale von n Eingangs-Busleitungen zu n Ausgangs-Busleitungen geschaltet werden, und wobei die optischen Signale immer durch die gleiche Anzahl von Schaltelementen von den Eingangs-Busleitungen zu den Ausgangs-Busleitungen gehen.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oberen Aspekte gemacht, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises, der einfach und flexibel auf den Bedarf einer extensiven Erhöhung der Kanalgröße mit einer minimalen Raumbeschränkung reagieren kann, und der einfach montiert und hergestellt werden kann. Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines elektronischen Schaltzellen-Schaltkreises, der eine stabile Charakteristik oder dergleichen für eine Punkt-zu-Mehrfachpunkt-Kommunikation oder einer Signalübertragung mit ultra hoher Bitrate leisten kann.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung können eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung bereitgestellt sein, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie umfasst: eine Vielzahl von Schaltzellen, die matrixartig angeordnet sind, um ein Matrixarray zu bilden, wobei jede der Schaltzellen aus einem Schalter mit zwei Eingängen und zwei Ausgängen gebildet ist, der erste und zweite Eingangsklemmen und erste und zweite Ausgangsklemmen aufweist, in dem jede der Eingangsklemmen so geschaltet ist, dass sie mit jeder der Ausgangsklemmen verbunden werden kann, und die Schaltzellen in jedem Verbindungszustand verbunden und gesteuert sind, so dass jede der Eingangsleitungen so gestaltet ist, dass sie mit jeder Ausgangsleitungen verbunden werden kann, und eine Vielzahl von externen Verbindungsmitteln zum Verbinden der Schaltzellen, die auf jeder entsprechenden Seite des Matrixarrays eines benachbarten Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises angeordnet sind.
Weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung ersichtlich, die mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben ist, wobei die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung klar dargestellt sind.
Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung, und um zu zeigen, wie diese auszuführen ist, wird nun durch Beispiele Bezug genommen auf dien beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 ein Blockdiagramm ist, das eine Anordnung eines Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ein Blockdiagramm ist, das eine Anordnung zeigt, in der vier Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreise, die jeder in 1 gezeigt ist, miteinander auf einer flachen Art verbunden sind;
3 ein Blockdiagramm ist, das einen Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis-Array zeigt, in dem eine Vielzahl von Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreisen, die jeder in 1 gezeigt ist, miteinander auf einer flachen Art verbunden sind;
4 eine perspektivische Ansicht ist, die schematisch eine Anordnung zeigt, in der eine Vielzahl von Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreisen, die jede in 3 gezeigt sind, dreidimensional angeordnet und miteinander verbunden sind;
5 eine perspektivische Ansicht ist, die schematisch eine Anordnung zeigt, in der eine Vielzahl von Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreisen, die jede in 3 gezeigt sind, dreidimensional angeordnet und miteinander verbunden sind;
6 eine perspektivische Ansicht ist, die schematisch eine Erscheinungsform einer Anordnung einer Produktversion des in 3 gezeigten Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis-Arrays zeigt;
7 ein Blockdiagramm ist, das eine Modifikation eines in 1 gezeigten Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis-Arrays zeigt;
8 ein Blockdiagramm ist, das eine Anordnung zeigt, in der vier Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreise, die jeder in 7 gezeigt sind, miteinander auf einer flachen Art verbunden sind;
9A ein Blockdiagramm ist, das für die Erklärung des Prinzips des Betriebs der Anordnung der Schaltzelle (elektronischer Schaltzellen-Schaltkreis) als einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nützlich ist;
9B bis 9E Blockdiagramme sind, die jedes schematisch einen Verbindungsstatus der in 9A gezeigten Schaltzelle zeigen;
10 ein elektronischer Schaltkreis Diagramm ist, das einen Modus der Schaltzelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
11 ein elektronischer Schaltkreis Diagramm ist, das eine Anordnung zeigt, in der eine Vielzahl von elektronischen Schaltkreisen, die jeder in 10 gezeigt sind, miteinander in Übereinstimmung mit der in 1 gezeigten Verbindungsanordnung verbunden sind;
12 ein elektronischer Schaltkreis Diagramm ist, in dem das in 10 gezeigte Schaltzellenelement modifiziert ist, um eine differentielle Anordnung aufzuweisen;
13 ein elektronischer Schaltkreis Diagramm ist, das eine Anordnung zeigt, in der eine Vielzahl der in 12 gezeigten Schaltzellen miteinander verbunden sind;
14 ein elektronischer Schaltkreis Diagramm ist, das eine Modifikation der in 10 gezeigten Schaltzelle zeigt;
15 ein elektronischer Schaltkreis Diagramm ist, das eine Modifikation der in 12 gezeigten Schaltzelle zeigt;
16 ein elektronischer Schaltkreis Diagramm ist, das eine Anordnung einer Schaltzelle als zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
17 ein elektronischer Schaltkreis Diagramm ist, das eine Anordnung zeigt, in der eine Vielzahl von elektronischen Schaltkreisen, die jeder in 16 gezeigt sind, miteinander verbunden sind;
18 ein elektronischer Schaltkreis Diagramm ist, in dem das in 16 gezeigte Schaltzellenelement modifizier ist, um eine differentielle Anordnung aufzuweisen;
19 ein elektronischer Schaltkreis Diagramm ist, das eine Anordnung zeigt, in der eine Vielzahl von elektronischen Schaltkreisen, die jeder in 18 gezeigt sind, miteinander verbunden sind;
20 ein Blockdiagramm ist, das einen Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis zeigt, der aus einem elektronischen Schaltkreis gebildet ist, in dem eine Anordnung realisiert ist, die äquivalent der optischen Schalter vom PI-LOSS Typ ist;
21 ein Diagramm ist, das schematisch ein Beispiel eines photonischen Netzwerkes zeigt, das eine WDM Technologie einsetzt, das eine große Kapazität aufweist und in der Lage ist, ein Signal mit ultra hoher Bit rate zu übertragen;
22 ein Diagramm ist, das schematisch ein Beispiel eines optischen Netzwerkes zeigt, in dem die Darstellung davon auf eine Cross-Connect-Vorrichtung zielt;
23 ein Diagramm ist, das schematisch ein Beispiel eines optischen Netzwerkes zeigt, in dem die Darstellung davon auf einen OADM zielt;
24 ein Blockdiagramm ist, das ein Beispiel eines optischen Schalters vom PI-LOSS Typ zeigt;
25 ein Blockdiagramm ist, das ein Beispiel eines elektrischen Schalters zeigt; und
26 ein Diagramm ist, das einen Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis mit einer mehrstufigen (dreistufig) Verbindungsanordnung zeigt.
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung kann bereitgestellt sein, die eine Vielzahl von Schaltzellen beinhaltet, die matrixartig angeordnet sind, um ein Matrixarray zu bilden, wobei jede der Schaltzellen aus einem Schalter mit zwei Eingängen und zwei Ausgängen gebildet ist, der erste und zweite Eingangsklemmen und erste und zweite Ausgangsklemmen aufweist, in dem jede der Eingangsklemmen so geschaltet ist, dass sie mit jeder der Ausgangsklemmen verbunden werden kann, und die Schaltzellen in jedem Verbindungszustand verbunden und gesteuert sind, so dass jede der Eingangsleitungen so gestaltet ist, dass sie mit jeder Ausgangsleitung verbunden werden kann, und auch externe Verbindungsmittel auf jeder Seite des Matrixarrays beinhaltet, so dass die auf jeder Seite des Matrixarray angeordneten Schaltzellen mit Schaltzellen verbunden werden können, die auf jeder Seite des Matrixarrays eines anderen Knotenpunkt-Schalters angeordnet sind, die dem Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis benachbart sind. Der Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis wird im Folgenden manchmal als ein „Einheit-Schalter-Schaltkreis" bezeichnet.
Jeder der oberen Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreise, die das Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis-Array bilden, beinhaltet eine Vielzahl von Schaltzellen, die matrixartig angeordnet sind, um ein Matrixarray zu bilden, wobei jede der Schaltzellen aus einem Schalter mit zwei Eingängen und zwei Ausgängen gebildet ist, der erste und zweite Eingangsklemmen und erste und zweite Ausgangsklemmen aufweist, in dem jede der Eingangsklemmen so geschaltet ist, dass sie mit jeder der Ausgangsklemmen verbunden werden kann, und die Schaltzellen in jedem Verbindungszustand verbunden und gesteuert sind, so dass jede der Eingangsleitungen so gestaltet ist, dass sie mit jeder Ausgangsleitung verbunden werden kann, und auch externe Verbindungsmittel auf jeder Seite des Matrixarrays beinhaltet, so dass die auf jeder Seite des Matrixarray angeordneten Schaltzellen mit Schaltzellen verbunden werden können, die auf jeder Seite des Matrixarrays eines anderen Knotenpunkt-Schalters angeordnet sind, die dem Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis benachbart sind.
Da die externen verbindungsmittel auf jeder Seite des Matrixarrays bereitgestellt werden können, kann der Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis mit den auf jeder Seite des Matrixarrays eines anderen Knotenpunkt-Schalters, der dem Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis benachbart ist, angeordneten Schaltzellen verbunden werden. Deshalb können der Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis oder der Einheit-Schalter-Schaltkreis miteinander verbunden werden, um ein Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis-Array mit einer flachen Anordnung zu bilden, so dass die Anzahl der Eingangsleitungen (Eingangs-Busleitung) bei Notwendigkeit erhöht werden kann. Mit anderen Worten kann die Anzahl von Eingangsleitungen erhöht werden, um die Schaltkreis Anordnung flexibel zu erweitern. Darüber hinaus wird eine komplizierte Verdrahtung, wie eine Verdrahtung auf eine dreidimensionale Art, unnötig. Deshalb ist es möglich, einen Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis oder ein Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis-Array einfach und mit niedrigen Kosten zu realisieren, die eine große Anzahl von Eingangs- und Ausgangsklemmen aufweisen.
Des Weiteren kann ein Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis-Array-System bereitgestellt sein, in dem eine Vielzahl der oberen Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis-Arrays in einer Matrixform angeordnet und miteinander durch Mittel der oberen externen Verbindungsmittel verbunden sind. Das Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis-Array-System ist in einer dreidimensionalen Art angeordnet. Das Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis-Array-System kann im Folgenden als ein „dreidimensional angeordneter Schalter-Schaltkreis" bezeichnet werden.
Wenn die Anzahl der Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreise erhöht wird, um die Eingangs- und Ausgangsklemmen zu erhöhen, kann deshalb die Größe des Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises zu groß werden. Wenn die aus einer Anzahl von Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreisen gebildete Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis-Arrays dreidimensional verbunden und angeordnet sind, kann ein Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis-Array realisiert werden, das eine große Anzahl von Eingangs- und Ausgangsklemmen aufweist.
In diesem Fall können die Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis-Arrays miteinander an jedem externen Verbindungsmittel über ein flaches Kabel verbunden sein, um den dreidimensional angeordneten Schalter-Schaltkreis zu bilden.
Gemäß der oberen Anordnung kann eine komplizierte Verdrahtung verhindert werden, da die Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis-Arrays über ein flaches Kabel verbunden sind. Deshalb können das Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis-Array oder das Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis-Array-System einfach montiert und hergestellt werden, und daher wird es möglich, das Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis-Array-System massenproduktionstechnisch herzustellen. Als ein Ergebnis wird es möglich, einen Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis, der eine große Anzahl von Eingangs- und Ausgangsklemmen aufweist, zu extrem niedrigen Kosten bereitzustellen.
Wenn der obere Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis (Einheit-Schalter-Schaltkreis) aus den m × n Schaltzellen gebildet wird, die in einer Matrixform angeordnet sind, die m Spalten und n Reihen aufweist (m und n sind jeweils ganze Zahlen größer als eins), kann das externe Verbindungsmittel aus Eingangsklemmen-Schaltkreisen und Ausgangsklemmen-Schaltkreisen gebildet werden, das Anordnungen aufweist, die in den folgenden Punkten (1) bis (16) beschrieben werden.

(1) n-1 erste Ausgangsklemmenschaltkreise, wobei jeder dazu gebildet ist, die erste Ausgangsklemme der Schaltzelle, die an der j-ten, wobei 1 ≤ j ≤ n-1, Spalte der ersten Reihe der Matrix positioniert ist, verbindbar mit der zweiten Eingangsklemme der Schaltzelle zu gestalten, die an der j+1-ten Spalte der m-ten Reihe der Matrix eines ersten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises positioniert ist;
(2) n-1 erste Eingangsklemmenschaltkreise, wobei jeder dazu gebildet ist, die erste Eingangsklemme der Schaltzelle, die an der j+1-ten Spalte der ersten Reihe der Matrix positioniert ist, verbindbar mit der zweiten Ausgangsklemme der Schaltzelle zu gestalten, die an der j-ten Spalte der m-ten Reihe der Matrix des ersten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises positioniert ist;
(3) n-1 zweite Ausgangsklemmenschaltkreise, wobei jeder dazu gebildet ist, die zweite Ausgangsklemme der Schaltzelle, die an der j-ten Spalte der m-ten Reihe der Matrix positioniert ist, verbindbar mit der ersten Eingangsklemme der Schaltzelle zu gestalten, die an der j+1-ten Spalte einer ersten Reihe der Matrix eines zweiten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises positioniert ist;
(4) n-1 zweite Eingangsklemmenschaltkreise, wobei jeder dazu gebildet ist, die zweite Eingangsklemme der Schaltzelle, die an der j+1-ten Spalte der m-ten Reihe der Matrix positioniert ist, verbindbar mit der ersten Ausgangsklemme der Schaltzelle zu gestalten, die an der j-ten Spalte der ersten Reihe der Matrix des zweiten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises positioniert ist;
(5) m-1 dritte Eingangsklemmenschaltkreise, wobei jeder dazu gebildet ist, die zweite Eingangsklemme der Schaltzelle, die an der ersten Spalte der i-ten, wobei 1 ≤ i ≤ m-1, Reihe der Matrix positioniert ist, verbindbar mit der ersten Ausgangsklemme der Schaltzelle zu gestalten, die an der n-ten Spalte einer i+1-ten Reihe der Matrix eines dritten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises positioniert ist;
(6) m-1 vierte Eingangsklemmenschaltkreise, wobei jeder dazu gebildet ist, die erste Eingangsklemme der Schaltzelle, die an der ersten Spalte der i+1-ten Reihe der Matrix positioniert ist, verbindbar mit der zweiten Ausgangsklemme der Schaltzelle zu gestalten, die an der n-ten Spalte der i-ten Reihe der Matrix des dritten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises positioniert ist;
(7) m-1 dritte Ausgangsklemmenschaltkreise, wobei jeder dazu gebildet ist, die zweite Ausgangsklemme der Schaltzelle, die an der n-ten Spalte der i-ten Reihe der Matrix positioniert ist, verbindbar mit der ersten Eingangsklemme der Schaltzelle zu gestalten, die an der ersten Spalte einer i+1-ten Reihe der Matrix eines vierten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises positioniert ist;
(8) m-1 vierte Ausgangsklemmenschaltkreise, wobei jeder dazu gebildet ist, die erste Ausgangsklemme der Schaltzelle, die an der n-ten Spalte der i+1-ten Reihe der Matrix positioniert ist, verbindbar mit der zweiten Eingangsklemme der Schaltzelle zu gestalten, die an der ersten Spalte der i-ten Reihe der Matrix des vierten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises positioniert ist;
(9) ein einzelner fünfter Eingangsklemmschaltkreis, verbindbar mit der ersten Ausgangsklemme der Schaltzelle, der an der n-ten Spalte der ersten Reihe der Matrix des dritten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises positioniert ist;
(10) ein einzelner fünfter Ausgangsklemmschaltkreis, der mit dem fünften Eingangsklemmschaltkreis verbunden und mit der zweiten Eingangsklemme der Schaltzelle verbindbar ist, der an der ersten Spalte der m-ten Reihe der Matrix des ersten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises positioniert ist;
(11) ein einzelner sechster Eingangsklemmschaltkreis (8B), verbindbar mit der zweiten Ausgangsklemme der Schaltzelle, der an der n-ten Spalte der m-ten Reihe der Matrix des dritten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises positioniert ist;
(12) ein einzelner sechster Ausgangsklemmschaltkreis, der mit dem sechsten Eingangsklemmschaltkreis verbunden und mit der ersten Eingangsklemme der Schaltzelle verbindbar ist, der an der ersten Spalte der ersten Reihe der Matrix des zweiten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises positioniert ist;
(13) ein einzelner siebter Eingangsklemmschaltkreis, wobei dieser dazu gebildet ist, die erste Eingangsklemme der Schaltzelle, die an der ersten Spalte der ersten Reihe der Matrix positioniert ist, verbindbar mit dem sechsten Ausgangsklemmschaltkreis des ersten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises zu gestalten;
(14) ein einzelner achter Eingangsklemmschaltkreis, wobei dieser dazu gebildet ist, die zweite Eingangsklemme der Schaltzelle, die an der ersten Spalte der m-ten Reihe der Matrix positioniert ist, verbindbar mit dem fünften Ausgangsklemmschaltkreis des zweiten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises zu gestalten;
(15) ein einzelner siebter Ausgangsklemmschaltkreis, wobei dieser dazu gebildet ist, die erste Ausgangsklemme der Schaltzelle, die an der n-ten Spalte der ersten Reihe der Matrix positioniert ist, verbindbar mit dem fünften Eingangsklemmschaltkreis des vierten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises zu gestalten;
(16) ein einzelner achter Ausgangsklemmschaltkreis, wobei dieser dazu gebildet ist, die zweite Ausgangsklemme der Schaltzelle, die an der n-ten Spalte der m-ten Reihe der Matrix positioniert ist, verbindbar mit dem sechsten Eingangsklemmschaltkreis des entsprechenden vierten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises zu gestalten;

Wenn das externe Verbindungsmittel aus den oben beschriebenen ersten bis achten Eingangsklemmen-Schaltkreisen und ersten bis achten Ausgangsklemmen-Schaltkreisen gebildet ist, kann ein Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis positiv mit maximal vier unterschiedlichen Schalter-Schaltkreisen verbunden werden, die dem Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis in einer flachen Anordnung benachbart sind.
Der Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis kann so angeordnet sein, das wenn der Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis nicht mit dem ersten unterschiedlichen Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis verbunden ist, dann der fünfte Ausgangsklemmen-Schaltkreis und der siebte Eingangsklemmen-Schaltkreis auf der Seite der ersten Eingangsklemme der Schaltzelle, die an der ersten Spalte der ersten Reihe positioniert ist, miteinander verbunden sind, während der erste Ausgangsklemmen-Schaltkreis auf der Seite der ersten Ausgangsklemme der Schaltzelle, die an der j-ten Spalte der ersten Reihe positioniert ist, und der erste Eingangsklemmen-Schaltkreis auf der Seite der ersten Eingangsklemme der Schaltzelle, die an der j+1-ten Spalte der ersten Reihe positioniert ist, miteinander verbunden sind.
Wenn der Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis nicht mit einem anderen Knotenpunkt-Schaltkreis auf der Seite der ersten Reihe verbunden ist (zum Beispiel ein Einheit- Schalter-Schaltkreis, der an der ersten Reihe zusammen mit der Einheit-Schalter-Schaltkreis-Gruppe positioniert ist, die aus einer Vielzahl von Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreisen, die in einer Matrixform angeordnet sind, gebildet ist), werden gemäß der oberen Anordnung der fünfte Ausgangsklemmen-Schaltkreis und der siebte Eingangsklemmen-Schaltkreis miteinander verbunden, während der erste Ausgangsklemmen-Schaltkreis und der erste Eingangsklemmen-Schaltkreis miteinander verbunden werden. Deshalb sind der erste Eingangsklemmen-Schaltkreis und der erste Ausgangsklemmen-Schaltkreis, der an der ersten Reihe positioniert ist, miteinander verbunden, mit dem Ergebnis, dass ein Signalübertragungspfad für ein Signal gesichert ist, das in der Schaltzelle eingegeben wird, die an der ersten Reihe positioniert ist, was eine normale Eingangs- und Ausgangs-Busleitung-Verbindung garantiert.
Der Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis kann so angeordnet sein, das wenn der Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis nicht mit dem zweiten unterschiedlichen Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis verbunden ist, dann der sechste Ausgangsklemmen-Schaltkreis und der achte Eingangsklemmen-Schaltkreis auf der Seite der zweiten Eingangsklemme der Schaltzelle, die an der ersten Spalte der m-ten Reihe positioniert ist, miteinander verbunden sind, während der zweite Ausgangsklemmen-Schaltkreis auf der Seite der zweiten Ausgangsklemme der Schaltzelle, die an der j-ten Spalte der m-ten Reihe positioniert ist, und der zweite Eingangsklemmen-Schaltkreis auf der Seite der zweiten Eingangsklemme der Schaltzelle, die an der j+1-ten Spalte der m-ten Reihe positioniert ist, miteinander verbunden sind.
Wenn der Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis nicht mit einem anderen Knotenpunkt-Schaltkreis auf der Seite der m-ten Reihe verbunden ist (zum Beispiel ein Einheit- Schalter-Schaltkreis, der an der m-ten Reihe zusammen mit der Einheit-Schalter-Schaltkreis-Gruppe positioniert ist, die aus einer Vielzahl von Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreisen, die in einer Matrixform angeordnet sind, gebildet ist), werden gemäß der oberen Anordnung der sechste Ausgangsklemmen-Schaltkreis und der achte Eingangsklemmen-Schaltkreis miteinander verbunden, während der zweite Ausgangsklemmen-Schaltkreis und der zweite Eingangsklemmen-Schaltkreis miteinander verbunden werden. Deshalb sind der zweite Eingangsklemmen-Schaltkreis und der zweite Ausgangsklemmen-Schaltkreis, der an der m-ten Reihe positioniert ist, miteinander verbunden, mit dem Ergebnis, dass ein Signalübertragungspfad für ein Signal gesichert ist, das in der Schaltzelle eingegeben wird, die an der m-ten Reihe positioniert ist, was eine normale Eingangs- und Ausgangs-Busleitung-Verbindung garantiert.
Der Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis kann so angeordnet sein, dass der dritte bis sechste Eingangsklemmen-Schaltkreis auf einer Seite bereitgestellt sind, die mit der ersten Spalte des Matrixarray korrespondiert, den dritte, vierte, siebte und achte Ausgangsklemmen-Schaltkreis sind auf einer Seite bereitgestellt, die mit der n-ten Spalte des Matrixarrays korrespondiert, der erste und siebte Eingangsklemmen-Schaltkreis und der erste und fünfte Ausgangsklemmen-Schaltkreis sind auf einer Seite bereitgestellt, die mit der ersten Reihe des Matrixarrays korrespondiert, und der zweite und achte Eingangsklemmen-Schaltkreis und der zweite und sechste Ausgangsklemmen-Schaltkreis sind auf einer Seite bereitgestellt, die mit der m-ten Reihe des Matrixarrays korrespondiert.
Gemäß der oberen Anordnung kann ein Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis mit maximal mit vier anderen Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreisen verbunden sein, die dem Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis an jeder Seite in einer flachen Anordnung benachbart sind. Diese Anordnung wird wirksam besonders in einem Fall verwendet, in dem die Schaltzelle aus einem elektronischen Schaltkreis gebildet ist, da die Verdrahtung und die Schaltkreisintegration einfach ausgeführt werden können.
Wenn die Schaltzelle aus dem oben beschriebenen elektronischen Schaltkreis gebildet ist, können folgende Vorteile erhalten werden.

➀ Da die Signalverteilung einfach ausgeführt werden kann, kann eine stabile Punkt-zu-Mehrfachpunkt-Verbindung einfach realisiert werden.
➁ Da die Schaltzellen auf einem Halbleiterchip integriert werden können, kann die Schaltkreisminiaturisierung beträchtlich vorangetrieben werden verglichen mit den Schalzellen, die einen optischen Wellenleiter, wie einen optischen Schalter oder dergleichen, verwenden.
➂ Es ist nicht notwendig, einen externen Schaltkreis, wie eine Temperatursteuereinheit, für jede Schaltzelle bereitzustellen, ungleich dem optischen Schalter, der einen optischen Wellenleiter verwendet. Deshalb kann der Schalter beträchtlich klein sein und dessen elektrische Leistungsaufnahme kann auch beträchtlich reduziert werden.
➃ Da die Schaltzelle mit einem externen Schaltkreis (z.B. eine andere Schaltzelle, ein Ausgangsklemmen-Schaltkreis, ein Eingangsklemmen-Schaltkreis) elektrisch verbunden werden kann, ist es nicht notwendig, eine komplizierte optische Kopplung mit einer optischen Faser oder dergleichen zu arrangieren.

Jeder der oberen Eingangsklemmen-Schaltkreise kann auf einer Seite der ersten Reihe bereitgestellt sein, während jeder der oberen Ausgangsklemmen-Schaltkreise auf einer Seite der n-ten Reihe des Matrixarrays bereitgestellt sein kann. In diesem Fall kann die Verbindung zwischen den Einheit-Schalter-Zellen auf eine dreidimensionale Art unausweichlich sein. Jedoch kann der Biegewinkel von Drähten der Eingangs- und Ausgangsklemmen innerhalb der Einheit-Schalter-Zelle klein gemacht werden. Deshalb ist die obere Anordnung besonders wirksam, wenn die Schaltzelle aus einem optischen Schaltkreis gebildet ist. Das heißt, dass der Einfluss, der durch einen optischen Verlust aufgrund von Biegung des Drahtes (z.B. optischer Wellenleiter oder dergleichen) verursacht wird, auf einen minimalen Level unterdrückt werden kann.
Wenn die obere Schaltzelle aus einen elektrischen Schaltkreis gebildet ist (so wie der elektronische Schalter-Zellen-Schaltkreis der vorliegenden Erfindung), kann die Schaltzelle aus einer ersten elektronischen Schalter-Einheit zum elektrischen Verbinden der ersten Eingangsklemme mit der erste und/zweiten zweiten Ausgangsklemme, und eine zweite elektronische Schalter-Einheit zum elektrischen Verbinden des zweiten Eingangsklemme mit der ersten und/oder zweiten Ausgangsklemme, gebildet sein.
Gemäß der oberen Anordnung können die folgenden Verbindungen der Punkte ➀ bis ➃ realisiert werden. Deshalb kann ein großer Beitrag für die Realisierung eines multifunktionalen Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises erwartet werden, der eine flexible Verwendung hat.

➀ Kreuz-Verbindung (Verbindung zwischen der ersten Eingangsklemme und der zweiten Ausgangsklemme, Verbindung zwischen der zweiten Eingangsklemme zur ersten Ausgangsklemme).
➁ Balken-Verbindung (Verbindung zwischen der ersten Eingangsklemme und der ersten Ausgangsklemme, Verbindung zwischen der zweiten Eingangsklemme zur zweiten Ausgangsklemme).
➂ Punkt-zu-Mehrfachpunkt-Verbindung (Verbindung von der ersten Eingangsklemme zur ersten und zweiten Ausgangsklemme).
➃ Punkt-zu-Mehrfachpunkt-Verbindung (Verbindung von der zweiten Eingangsklemme zur ersten und zweiten Ausgangsklemme).

Konkreter kann die Schaltzelle zum Beispiel einen ersten Eingangsschaltkreis enthalten, der einen ersten Transistor mit geerdeter Basis und einen ersten Lastwiderstand, der mit einem Kollektor des ersten Transistors verbunden ist, aufweist, wobei der Emitter des ersten Transistors bereitgestellt ist als die erste Eingangsklemme, einen zweiten Eingangsschaltkreis, der einen zweiten Transistor mit geerdeter Basis und einen zweiten Lastwiderstand, der mit dem Kollektor des zweiten Transistors verbunden ist, aufweist, wobei der Emitter des zweiten Transistors bereitgestellt ist als die zweite Eingangsklemme, und erste bis vierte Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreise, wobei jeder einen dritten und vierten Transistor mit den entsprechenden Emitter aufweist, die miteinander elektrisch verbunden sind, um eine differentielle Anordnung zu bilden, wobei der erste und zweite Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreise die erste elektronische Schalteinheit bilden, während der dritte und vierte Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreise die zweite elektronische Schalteinheit. Die Schaltzelle kann so angeordnet sein, dass der dritte Transistor des ersten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises und der vierte Transistor des dritten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises miteinander parallel an jedem Kollektor verbunden sind, um die erste Ausgangsklemme zu bilden, während der dritte Transistor des zweiten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises und der vierte Transistor des vierten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises miteinander parallel an jedem Kollektor verbunden sind, um die entsprechende zweite Ausgangsklemme zu bilden, der entsprechende vierte Transistor des ersten und zweiten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises an jeder Basis parallel mit dem ersten Lastwiderstand des ersten Eingangsschaltkreises verbunden sind, der entsprechende dritte Transistor des dritten und vierten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises an jeder Basis parallel mit dem zweiten Lastwiderstand des zweiten Eingangsschaltkreises verbunden sind, und Ströme, die durch den ersten bis vierten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreis fließen, gesteuert werden, wobei der Verbindungszustand, der die Verbindung zwischen der ersten und zweiten Eingangsklemme und der ersten und zweiten Ausgangsklemme repräsentiert, verändert wird.
Des Weiteren kann die Schaltzelle ferner erste bis vierte Stromquellen-Schaltkreise beinhalten, die einen fünften Transistor aufweisen, dessen Kollektor mit einem der ersten bis vierten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreisen verbunden ist, und dessen Emitter mit einem dritten Lastwiderstand verbunden ist, wobei das Basispotential von jedem fünften Transistor des Stromquellen-Schaltkreises unabhängig gesteuert wird, wodurch Ströme gesteuert werden, die durch den ersten bis vierten Strom-Schalter-Schaltkreis fließen.
Des Weiteren kann die obere Schaltzelle einen dritten Eingangsstrom-Schalter-Schaltkreis enthalten, der als der erste elektronische Schalter dient, der sechsten und siebten Transistor aufweist, deren Emitter parallel verbunden sind, und die erste Eingangsklemme zu bilden, einen vierten Eingangsstrom-Schalter-Schaltkreis, der als der zweite elektronische Schalter dient, der achten und neunten Transistor aufweist, deren Emitter parallel verbunden sind, und die zweite Eingangsklemme zu bilden, einen vierten Lastwiderstand, der mit jedem Kollektor des sechsten Transistors und achten Transistors parallel verbunden ist, einen fünften Lastwiderstand, der mit jedem Kollektor des siebten Transistors und neunten Transistors parallel verbunden ist, einen fünften Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreis, der zehnten und elften Transistor aufweist, die miteinander über die entsprechenden Emitter verbunden sind, um eine differentielle Anordnung zu bilden, wobei der Kollektor des zehnten Transistors als die erste Ausgangsklemme bereitgestellt ist, und wobei die Basis des elften Transistors mit dem vierten Lastwiderstand verbunden ist, und einen sechsten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreis, der zwölften und dreizehnten Transistor aufweist, die miteinander über die entsprechenden Emitter verbunden sind, um eine differentielle Anordnung zu bilden, wobei der Kollektor des zwölften Transistors als die zweite Ausgangsklemme bereitgestellt ist, und wobei die Basis des dreizehnten Transistors mit dem fünften Lastwiderstand verbunden ist. Die Schaltzelle kann so angeordnet sein, dass jedes Basispotential des sechsten bis neunten Transistors unabhängig gesteuert wird, wobei der Verbindungsstatus, der die Verbindung zwischen der ersten und zweiten Eingangsklemme und der ersten und zweiten Ausgangsklemme der entsprechenden Schaltzelle repräsentiert, geändert wird.
Wenn die Schaltzelle implementiert ist, um einige Ausgangsstrom-Schaltkreise aufzuweisen, die jeder Transistoren in Verbindung mit jeder der Ausgangsklemmen aufweisen, kann wie oben beschrieben die Schaltzelle eine Signal verstärkende Funktion aufweisen.
Deshalb kann die Abnahme des Signalpegels auf einen minimalen Pegel unterdrückt werden. Wenn folglich eine Anzahl von Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreisen angeordnet sind, um ein großes Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis-System zu bilden, und wenn ein Signal diesem zugeführt wird, kann erwartet werden, dass der Signalpegel oder die Wellenform des Signals zwischen der Eingangs- und Ausgangs-Busleitung genügend beibehalten werden kann. Da die oben erwähnte Verbindung durch Schalten des elektrischen Stromsignals geändert werden kann, kann der Schaltkreis mit einer hohen Geschwindigkeit stabil betrieben werden. Darüber hinaus kann eine Anzahl von Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreisen auf einem kleinen Chip in integrierter Form hergestellt werden, wobei ein großer Beitrag auf die charakteristische Stabilität gegen ein Signal mit hoher Rate, Verkleinerung der Schaltkreissystems, die charakteristische Stabilität des Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises und des Verkleinerung erwartet werden kann.
Wenn die erste Eingangsklemme der betreffenden Schaltzelle und die zweite Ausgangsklemme einer anderen Schaltzelle (alternativ die zweite Eingangsklemme der betreffenden Schaltzelle und die erste Ausgangsklemme einer anderen Schaltzelle) miteinander verbunden werden, wird ein Kaskoden-Schnittstellen-Schaltkreis gebildet. Deshalb wird die Haltbarkeit gegen kapazitive Kopplung oder dergleichen aufgrund der Verdrahtung zwischen den Schaltzellen verbessert, was zu einer stabileren Charakteristik gegen Signalübertragung mit hohen Raten führt.
Wenn der Eingangs- (Strom-Schalter) Schaltkreis, werden jede der Eingangsklemmen und jede der Ausgangsklemmen in einer differentiellen Anordnung gebildet, und die folgenden Vorteile können erhalten werden.

➀ Von dem Schaltrauschen abgeleiteter Einfluss kann unterdrückt werden.
➁ Die Schalter-Schaltkreise können einfach in integrierte Halbleiter-Schaltkreise hergestellt werden.
➂ Stabilität gegen Fluktuationen der Temperatur oder der Spannung der Energieversorgung kann verbessert werden.
➃ Wenn ein Signal mit hoher Bitrate dem zugeführt wird, um den Schaltkreis mit hoher Geschwindigkeit zu betreiben, kann der Energiezuführungsstrombetrag innerhalb des Schaltkreises von Fluktuationen geschützt werden. Daher kann der Schaltkreis bei einer hohen Geschwindigkeit stabil betrieben werden, und Einfluss auf andere Schaltkreise kann unterdrückt werden.
➄ Die Mehrfach-Level-Verdrahtung zwischen den Schaltzellen wird eine Mehrfach-Level-Verdrahtung, die aus einer Signalverdrahtung einer differentiellen Anordnung gebildet ist. Daher kann Übersprechen zwischen den an dem Mehrfach-Level-Verdrahtungspunkt übertragenen Signalen mehr unterdrückt werden.

Ferner kann die obere Schaltzelle angeordnet sein, um einen ersten Stromschalter-Steuerungs-Schaltkreis zum Ermöglichen, dass ein Strom lediglich in einen von ersten und dritten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreisen fließt, und einen zweiten Stromschalter-Steuerungs-Schaltkreis zum Ermöglichen, dass ein Strom lediglich in einen von zweiten und vierten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreisen fließt, aufweist.
Gemäß der oberen Anordnung wird der Strom, der in jede der vier Sets der Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkresse fließt, durch zwei Sets der Stromschalter-Steuerungs-Schaltkreise gesteuert. Deshalb kann Stromschaltung des Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises an jedem Paar der Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreise ausgeführt werden, und deshalb können fehlerhafte Schaltoperationen verhindert werden.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
(A) Beschreibung der Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreise.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Anordnung eines Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in 1 gezeigt, wird der Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis 1-1 der vorliegenden Erfindung aus einer Vielzahl (in diesem Fall, m × n = 4 × 4 = 16) von Schaltzellen 1 gebildet. Diese Schaltzellen [SWxy (1 ≤ x ≤ 4, 1 ≤ y ≤ 4)] sind so angeordnet, dass sie einE Matrix bilden, die vier Reihen und vier Spalten aufweist.
Jede der Schaltzelle 1 ist ein Schalter vom Typ mit zwei Eingängen und zwei Ausgängen, der zwei Eingangsklemmen A und B (erste und zweite Eingangsklemmen) und zwei Ausgangsklemmen C und D (erste und zweite Eingangsklemmen) aufweist. Die Schaltzelle 1 ist so konstruiert, dass jede der Eingangsklemmen A und B mit jeder der Ausgangsklemmen C und D verbunden werden kann. Konkreter, wie in dem Punkt „(B) Beschreibung der Schaltzelle" beschrieben wird, wird die Schaltzelle aus einem elektronischen Schaltkreis gebildet, der in der Lage ist, zwischen den folgenden vier Arten der Verbindungszustände zu schalten.

(1) Kreuz-Verbindung [Verbindung zwischen den Anschlüssen A und D und Verbindung zwischen den Anschlüssen B und C: siehe 9B]
(2) Balken-Verbindung [Verbindung zwischen den Anschlüssen A und C und Verbindung zwischen den Anschlüssen B und D: siehe 9C]
(3) Punkt-zu-Mehrfachpunkt-Verbindung dem Anschluss A [Verbindung zwischen dem Anschluss A und den Anschlüssen C und D: siehe 9(D)]
(4) Punkt-zu-Mehrfachpunkt-Verbindung dem Anschluss B [Verbindung zwischen dem Anschluss B und den Anschlüssen C und D: siehe 9(E)]

Ähnlich wie beim oben beschriebenen optischen Schalter (optischer Schalter vom PI-LOSS Typ) durchläuft jede der Schaltzellen 1 Steuerung von einem Steuerungsspannungs-Erzeugungsschaltkreises 2, wodurch die Schaltoperation der Schaltzelle 1 (SWxy) gesteuert wird (eine Schaltzelle SWxy wird gesteuert, um den Balken-Verbindungszustand zu haben). Daher kann jede der Eingangs-Busleitungen (INx) und jede der Ausgangs-Busleitungen (OUTy), wie in 1 gezeigt, miteinander verbunden werden.
Das heißt, dass die Ausgangsklemme D der Schaltzelle 1, die an der i-ten Reihe der j-ten Spalte der oberen Matrix positioniert ist (in diesem Fall, 1 ≤ i ≤ 3, 1 ≤ j ≤ 3), mit der Eingangsklemme A der Schaltzelle SWxy, die an der i+1-ten Reihen der j-ten Spalte positioniert ist, verbunden ist. Die Ausgangsklemme C der Schaltzelle SWxy, die an der i+1-ten Reihe der j-ten Spalte positioniert ist, ist mit der Eingangsklemme B der Schaltzelle 1, die an der i-ten Reihe der j+1-ten Spalte positioniert ist, verbunden.
Gemäß dieser konventionellen Anordnung, wie zum Beispiel am Bezugszeichen 3 in 20 gezeigt, soll die Ausgangsklemme C der Schaltzelle 1, die an der ersten Reihe der j-ten Spalte positioniert ist, mit der Eingangsklemme A der Schaltzelle 1, die an der ersten Reihe der j+1-ten Spalte positioniert ist, verbunden werden. Jedoch ist, wie in 1 gezeigt, die Ausgangsklemme C der Schaltzelle 1, die an der ersten Reihe der j-ten Spalte positioniert ist, mit einem Ausgangsklemmen-Schaltkreis 3A verbunden, während die Eingangsklemme A der Schaltzelle 1, die an der ersten Reihe der j+1-ten Spalte positioniert ist, mit einem Eingangsklemmen-Schaltkreis 3B verbunden.
Ferner, gemäß dieser konventionellen Anordnung, wie zum Beispiel am Bezugszeichen 4 in 20 gezeigt, soll die Ausgangsklemme D der Schaltzelle 1, die an der vierten Reihe der j-ten Spalte positioniert ist, mit der Eingangsklemme B der Schaltzelle 1, die an der ersten Reihe der j+1-ten Spalte positioniert ist, verbunden werden. Jedoch ist, wie in 1 gezeigt, die Ausgangsklemme D der Schaltzelle 1, die an der vierten Reihe der j-ten Spalte positioniert ist, mit einem Ausgangsklemmen-Schaltkreis 4A verbunden, während die Eingangsklemme B der Schaltzelle 1, die an der vierten Reihe der j+1-ten Spalte positioniert ist, mit einem Eingangsklemmen-Schaltkreis 4B verbunden.
Ferner, gemäß dieser konventionellen Anordnung, wie zum Beispiel am Bezugszeichen 5 in 20 gezeigt, soll eine der Eingangsklemmen A und B der Schaltzelle 1 (SW13, SW24, SW31, SW42), die an der ersten Reihe positioniert ist, mit der Eingangs-Busleitung (INx) (die andere Klemme wird eine freie Klemme) verbunden werden. Jedoch wird, wie in 1 gezeigt, gemäß der vorliegenden Erfindung eine Schaltkreis-Konfiguration bereitgestellt, die Eingangsklemmen-Schaltkreise 5B bis 10B und Ausgangsklemmen-Schaltkreise 7A, 8A, die mit den Eingangsklemmen-Schaltkreisen 7B, 8B verbunden sind, beinhaltet.
Ferner, gemäß dieser konventionellen Anordnung, wie zum Beispiel am Bezugszeichen 6 in 20 gezeigt, soll eine der Eingangsklemmen C und D der Schaltzelle 1 (SW41, SW22, SW33, SW14), die an der vierten Reihe positioniert ist, mit der Ausgangs-Busleitung (OUTy) (die andere Klemme wird eine freie Klemme) verbunden werden. Jedoch wird, wie in 1 gezeigt, gemäß der vorliegenden Erfindung eine Schaltkreis-Konfiguration bereitgestellt, die Ausgangsklemmen-Schaltkreise 5A, 6A, 9A und 10A beinhaltet.
Die oberen Ausgangsklemmen-Schaltkreise (erste Ausgangsklemmen-Schaltkreise) 3A (gesamt n-1 = 3) machen die Ausgangsklemme C jeder Schaltzelle 1 (SW13, SW23, SW21), die an der ersten Reihe der j-ten Spalte positioniert ist, mit der Eingangsklemme B jeder Schaltzelle 1 (SW32, SW34, SW14), die an der vierten Reihe der j+1-ten Spalte positioniert ist, eines anderen (ersten) Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises 1-1, der neben der Seite 1a des betreffenden Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises positioniert ist, verbindbar.
Die oberen Eingangsklemmen-Schaltkreise (erste Eingangsklemmen-Schaltkreise) 3B (gesamt n-1 = 3) machen die Eingangsklemme A jeder Schaltzelle 1 (SW23, SW21, SW41), die an der ersten Reihe der j+1-ten Spalte positioniert ist, mit der Ausgangsklemme D jeder Schaltzelle 1 (SW42, SW32, SW34), die an der vierten Reihen der j-ten Spalte des oberen anderen (ersten) Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises 1-1 positioniert ist, verbindbar.
Die Ausgangsklemmen-Schaltkreise (zweite Ausgangsklemmen-Schaltkreise) 4A (gesamt n-1 = 3) machen die Ausgangsklemme D jeder Schaltzelle 1 (SW42, SW32, SW34), die an der letzten Reihe der j-ten Spalte positioniert ist, mit der Eingangsklemme A jeder Schaltzelle 1 (SW23, SW21, SW41), die an der ersten Reihe der j+1-ten Spalte positioniert ist, eines zweiten unterschiedlichen Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises 1-1, der neben der Seite 1b des betreffenden Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises positioniert ist, verbindbar.
Die oberen Eingangsklemmen-Schaltkreise (zweite Eingangsklemmen-Schaltkreise) 4B (gesamt n-1 = 3) machen die Eingangsklemme B jeder Schaltzelle 1 (SW32, SW34, SW14), die an der letzten Reihe der j+1-ten Spalte positioniert ist, mit der Ausgangsklemme C jeder Schaltzelle 1 (SW13, SW23, SW21), die an der ersten Reihen der j-ten Spalte des oberen zweiten Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises 1-1 positioniert ist, verbindbar.
Die Eingangsklemmen-Schaltkreise (dritte Ausgangsklemmen-Schaltkreise) 5B (gesamt m-1 = 3) machen die Ausgangsklemme C jeder Schaltzelle 1 (SW13, SW24, SW31), die an der i-ten Reihe der ersten Spalte positioniert ist, mit der Ausgangsklemme C jeder Schaltzelle 1 (SW22, SW33, SW14), die an der i+1-ten Reihe der n-ten Spalte (letzten Spalte) positioniert ist, eines anderen (dritten) Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises 1-1, der neben der Seite 1c des betreffenden Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises positioniert ist, verbindbar.
Die Eingangsklemmen-Schaltkreise (vierte Eingangsklemmen-Schaltkreise) 6B (gesamt m-1 = 3) machen die Eingangsklemme A jeder Schaltzelle 1 (SW24, SW31, SW42), die an der i+1-ten Reihe der ersten Spalte positioniert ist, mit der Ausgangsklemme D jeder Schaltzelle 1 (SW41, SW22, SW33), die an der i-ten Reihen der letzten Spalte des oberen dritten Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises 1-1 positioniert ist, verbindbar.
Die Ausgangsklemmen-Schaltkreise (dritte Ausgangsklemmen-Schaltkreise) 5A (gesamt m-1 = 3) machen die Ausgangsklemme D jeder Schaltzelle 1 (SW41, SW22, SW33), die an der i-ten Reihe der letzten Spalte positioniert ist, mit der Eingangsklemme A jeder Schaltzelle 1 (SW24, SW31, SW42), die an der i+1-ten Reihe der ersten Spalte positioniert ist, eines anderen (vierten) Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises 1-1, der neben der Seite 1d des betreffenden Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises positioniert ist, verbindbar.
Die Ausgangsklemmen-Schaltkreise (vierte Ausgangsklemmen-Schaltkreise) 6A (gesamt m-1 = 3) machen die Ausgangsklemme C jeder Schaltzelle 1 (SW22, SW33, SW14), die an der i+1-ten Reihe der letzten Spalte positioniert ist, mit der Eingangsklemme B jeder Schaltzelle 1 (SW13, SW24, SW31), die an der i-ten Reihen der ersten Spalte des oberen vierten unterschiedlichen Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises 1-1 positioniert ist, verbindbar.
Der Eingangsklemmen-Schaltkreis (fünfter Eingangklemmen-Schaltkreis) 7B (eins) ist mit der Ausgangsklemme C der Schaltzelle 1 (SW41) verbindbar, die an der ersten Reihe der letzten Spalte des dritten Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises 1-1, der benachbart zur Seite 1c des betreffenden Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises angeordnet ist, positioniert ist, während der Ausgangsklemmen-Schaltkreis (fünfter Ausgangsklemmen-Schaltkreis) 7A (eins) mit dem Eingangsklemmen-Schaltkreis 7B verbunden ist und mit dem Eingangsklemmen-Schaltkreis B der Schaltzelle 1 (SW42) verbindbar ist, die an der letzten Reihe der ersten Spalte des ersten Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises 1-1 positioniert ist, der benachbart zur Seite 1a des betreffenden Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises angeordnet ist.
Der Eingangsklemmen-Schaltkreis (sechster Eingangklemmen-Schaltkreis) 8B (eins) ist mit der Ausgangsklemme D der Schaltzelle 1 (SW14) verbindbar, die an der letzten Reihe der letzten Spalte des dritten Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises 1-1, der benachbart zur Seite 1c des betreffenden Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises angeordnet ist, positioniert ist, während der Ausgangsklemmen-Schaltkreis (sechster Ausgangsklemmen-Schaltkreis) 8A (eins) mit dem Eingangsklemmen-Schaltkreis 8B verbunden ist und mit dem Eingangsklemmen-Schaltkreis A der Schaltzelle 1 (SW13) verbindbar ist, die an der ersten Reihe der ersten Spalte des zweiten Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises 1-1 positioniert ist, der benachbart zur Seite 1b des betreffenden Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises angeordnet ist.
Der Eingangsklemmen-Schaltkreis (siebter Eingangklemmen-Schaltkreis) 9B (eins) macht die Eingangsklemme A der Schaltzelle 1 (SW13), die an der ersten Reihe der ersten Spalte positionier ist, mit dem Ausgangsklemmen-Schaltkreis 8A des ersten Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises 1-1 verbindbar, der benachbart zur Seite 1a des betreffenden Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises 1-1 angeordnet ist, während der Eingangsklemmen-Schaltkreis (achter Eingangsklemmen-Schaltkreis) 10B (eins) die Eingangsklemme B der Schaltzelle 1 (SW42), die an der letzten Reihe der ersten Spalte positioniert ist, mit dem Ausgangsklemmen-Schaltkreis 7A des zweiten Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises 1-1 verbindbar, der benachbart zur Seite 1b des betreffenden Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises angeordnet ist.
Der Ausgangsklemmen-Schaltkreis (siebter Ausgangklemmen-Schaltkreis) 9A (eins) macht die Ausgangsklemme C der Schaltzelle 1 (SW41), die an der ersten Reihe der n-ten Spalte positionier ist, mit dem Eingangsklemmen-Schaltkreis 7 des vierten Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises 1-1 verbindbar, der benachbart zur Seite 1d des betreffenden Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises 1-1 angeordnet ist, während der Ausgangsklemmen-Schaltkreis (achter Ausgangsklemmen-Schaltkreis) 10A (eins) die Ausgangsklemme D der Schaltzelle 1 (SW14), die an der letzten Reihe der letzten Spalte positioniert ist, mit dem Eingangsklemmen-Schaltkreis 8B des vierten Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises 1-1 verbindbar, der benachbart zur Seite 1d des betreffenden Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises angeordnet ist.
Das heißt, dass die Ausgangsklemmen-Schaltkreise 3A bis 10A und die Eingangsklemmen-Schaltkreise 3B bis 10B die externen Verbindungsmittel 1A bis 1D bilden, die die Schaltzelle 1, die an jeder Seite des Matrixarrays positioniert ist, mit der Schaltzelle 1 verbindbar macht, die an einer Seite des Matrixarrays der Schaltzelle 1, die angeordnet ist, um eine Matrix in dem anderen benachbarten Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises 1-1 zu bilden, positioniert ist.
Gemäß der oberen Ausführungsform sind, wie in 1 gezeigt, die Eingangsklemmen-Schaltkreise 5B bis 8B auf der Seite 1c (eine Seite, die die erste Spalte des Matrixarrays bildet) bereitgestellt, die Ausgangsklemmen-Schaltkreise 5A, 6A, 9A und 10A sind an der Seite 1d (eine Seite, die die letzte Spalte des Matrixarrays bildet) bereitgestellt, die Eingangsklemmen-Schaltkreise 3B und 9B und die Ausgangs- Schaltkreise 3A und 7A sind an der Seite 1a (eine Seite, die die erste Reihe des Matrixarrays bildet) bereitgestellt, und die Eingangsklemmen-Schaltkreise 4B und 10B und die Ausgangs-Schaltkreise 4A und 8A sind an der Seite 1b (eine Seite, die die letzte Spalte des Matrixarrays bildet) bereitgestellt.
Da die Ausgangsklemmen-Schaltkreise 3A bis 10A und die Eingangsklemmen-Schaltkreise 3B bis 10B wie oben beschrieen angeordnet sind, kann der Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis 1-1 positiv, auf einer flachen Art mit maximal vier anderen Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreisen verbunden werden, die an die vier Seiten 1a bis 1d des betreffenden Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises gebracht werden. Zum Beispiel können die in 1 gezeigten vier Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreise 1-1 (der Schaltkreis kann im Folgenden als ein Einheit-Schalter-Schaltkreis 1-1 bezeichnet werden) vorbereitet werden, und die vier Einheit-Schalter-Schaltkreise 1-1 sind angeordnet, um eine Matrix zu bilden, die, wie in 2 gezeigt, zwei Reihen und zwei Spalten aufweist. Dann werden die Einheit-Schalter-Schaltkreise, die einander benachbart sind, miteinander über die externen Verbindungsmittel 1A bis 1D verbunden (das heißt, dass die benachbarten Einheit-Schalter-Schaltkreise über jedes externe Verbindungsmittel 1A und 1B und die externen Verbindungsmittel 1C und 1D miteinander verbunden werden). Daher kann ein Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis-Array 1-1, das aus 8 × 8 Schaltzellen-Arrays zusammengesetzt ist, konfiguriert werden, ohne ein Mehrfach-Level-Verdrahtungs-Kreuzen zwischen den Einheit-Schalter-Schaltkreisen 1-1 zu verursachen.
Wenn der Einheit-Schalter-Schaltkreis 1-1 mit keinem anderen Schaltkreis an einer Seite verbunden ist, das heißt, wie in 2 gezeigt, in die Einheit-Schalter- Schaltkreise 1-1, die angeordnet sind, um eine Matrix mit zwei Reihen und zwei Spalten zu bilden, werden Falt-Verbindungs-Schaltkreise 7 und 8 jeweils auf den Seiten des Einheit-Schalter-Schaltkreises bereitgestellt, die mit dem externen Verbindungsmittel 1A von jedem Einheit-Schalter-Schaltkreis 1-1 korrespondiert, der an der ersten Reihe der ersten Spalte (oben links) und ersten Reihe der zweiten Spalte (oben rechts), und an der Seite der zweiten Reihe der ersten Spalte (unten links) und der zweiten Reihe der zweiten Spalte (unten rechts), positioniert ist.
Wenn der betreff ende Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis nicht an einem externen Verbindungsmittel 1A mit den Einheit-Schalter-Schaltkreis (der erste Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis) 1-1 verbunden ist, dann werden auf diese Weise der Ausgangsklemmen-Schaltkreis 7A und der Eingangsklemmen-Schaltkreis 9B auf der Seite der Eingangsklemmenseite A des Schaltzellenelements 1 (SW13), das an der ersten Reihe der ersten Spalte positioniert ist, miteinander verbunden, und der Ausgangsklemmen-Schaltkreis 3A auf der Seite der Ausgangsklemme C der Schaltzelle 1 (SW23, SW21), die an der ersten Reihe der j-ten Spalte positioniert ist, und der Ausgangsklemmen-Schaltkreis 3B auf der Seite der Eingangsklemme A der Schaltzelle 1 (SW23, SW21, SW41), die an der ersten Reihe der j+1-ten Spalte positioniert ist, werden miteinander verbunden.
Wenn der betreffende Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis nicht an den externen Verbindungsmittel 1B mit dem Einheit-Schalter-Schaltkreis (dem zweiten Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis) 1-1 verbunden ist, dann werden andererseits der Ausgangsklemmen-Schaltkreis 8B und der Eingangsklemmen-Schaltkreis 10B auf der Seite der Eingangsklemmenseite B des Schaltzellen-Elements 1 (SW42), das an der letzten Reihe der ersten Spalte positioniert ist, miteinander verbunden, und der Ausgangsklemmen-Schaltkreis 4A auf der Seite der Ausgangsklemme D der Schaltzelle 1 (SW42, SW32, SW34), die an der letzten Reihe der j-ten Spalte positioniert ist, und der Eingangsklemmen-Schaltkreis 4B auf der Seite der Eingangsklemme B der Schaltzelle 1 (SW32, SW34, SW14), die an der letzten Reihe der j+1-ten Spalte positioniert ist, werden miteinander verbunden.
Das heißt, dass wenn der betreffende Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis nicht an der ersten Reihe (oder letzten Reihe) mit dem anderen Einheit-Schalter-Schaltkreis 1-1 verbunden ist, wird die an der ersten Reihe angeordnete Schaltzelle 1 mit dem Faltverbindungs-Schaltkreis 7(8) verbunden, um eine Verbindungsanordnung zu bilden, die dem Einheit-Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis 1B-1 aus einem 4 × 4 Matrixarray, das in 20 gezeigt ist, ähnlich ist.
Wie für die Einheit-Schalter-Schaltkreise 1-1, die oben links und oben rechts in 2 positioniert sind, werden als ein Ergebnis die Ausgangsklemme C der Schaltzelle 1, die an der ersten Reihe positioniert ist, und die benachbarte Eingangsklemme A der Schaltzelle 1 miteinander sequentiell verbunden, während für die Einheit-Schalter-Schaltkreise 1-1, die unten links und unten rechts positioniert sind, die Ausgangsklemme D de Schaltzelle 1, die an der letzte Reihe positioniert ist, und die benachbarte Eingangsklemme B der Schaltzelle 1 miteinander sequentiell verbunden. Daher wird ein Übertragungspfad eines Signals, das der Schaltzelle 1, die an der ersten Reihe und an der letzten Reihe positioniert ist, gesichert, mit dem Ergebnis, dass die Verbindung zwischen der Eingangs-Busleitung und der Ausgangs-Busleitung garantiert ist (ein perfekter Knotenpunkt-Schalt-Schaltkreis 1-2 von nicht schließenden Typ ist realisiert).
Wenn M × M Einheit-Schalter-Schaltkreise 1-1, die in 1 gezeigt sind, vorbereitet und angeordnet sind, um ein M × M Matrixarray, wie in 3 gezeigt, zu bilden (in dem Fall aus 3, M = 8, und Bezugszeichen sind teilweise weggelassen), und die Einheit-Schalter-Schaltkreise 1, die miteinander benachbart sind, miteinander durch die externen Verbindungsmittel 1A bis 1D verbunden sind, dann kann ähnlich zu dem was oben beschrieben wurde ein M × M Array des Knotenpunkt-Schater-Schaltkreises 1-2 einer einstufigen Verbindungsanordnung angeordnet werden. Daher kann die Anzahl Eingangs- und Ausgangskanälen bei Bedarf eröht werden.
Deshalb ist es einfach möglich, einen Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis 1-2, der 512 × 512 oder mehr Eingangs- und Ausgangskanäle aufweist, zu realisieren, der zum Beispiel mit 10Gb/s zurechtkommt, was benötigt wird für die Realisierung eins optischen Netzwerks mit eine großen Kapazität.
Wenn die Einheit-Schalter-Schaltkreise 1-1 miteinander verbunden sind, könne diese in diesem Fall durch eine flache Verdrahtung verbunden werden, ohne eine Mehrfach-Level-Kreuzung zu verwenden. Deshalb kann die Verbindung des Einheit-Schalter-Schaltkreises 1-1 einfach durch ein gedrucktes Schaltkreis-Muster, ein flaches Kabel oder dergleichen implementiert werden. Daher können die Einheit-Schalter-Schaltkreise verbunden und montiert werden ohne die Komplexität wie bei einer konventionellen mehrstufigen Verbindungsanordnung. Deshalb können die Einheit-Schalter-Schaltkreise automatisch montiert werden durch Verwendung eines automatischen Kabelverbinders oder dergleichen, und somit wird die Produktivität verbessert, und die Anzahl von Herstellungsschritten kann beträchtlich verringert werden, um deren Kosten zu reduzieren.
Gemäß der oberen Ausführungsform, wie später noch beschrieben wird, wird ferner jede Schaltzelle 1 aus einem elektronischen Schaltkreis gebildet. Deshalb kann der Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis 1-1 (1-2) einfach integriert werden. Darüber hinaus ist es, anders als im Fall eines optischen Schalters, eine Temperatur-Steuereinheit nicht für jede Schaltzelle notwendig [es reicht aus, einen Schaltsteuer-Spannungserzeugungs-Schaltkreis 2 für jeden Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis 1-1 (oder 1-2) bereitzustellen]. Demzufolge kann dessen elektrischer Energieverbrauch beträchtlich reduziert werden.
Wenn die Anzahl der Kanäle (Kanalgröße) erhöht wird, wird sehr viel Raum für die Schaltkreise benötigt, wenn die Schaltkreise in der oben beschriebenen flachen Art verbunden werden. Wie zum Beispiel in 4 gezeigt, ist deshalb das M × M Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis-Array 1-2 in einer einzigen Einheit auf einem Schaltkreis-Brett 11 integriert und gebildet (Einheit-Schalter-Schaltkreis-Gruppe), und eine Vielzahl von resultierenden Brettern werden vorbereitet (sechs Lagen in dem Fall von 4). Diese Bretter 11 (Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreise 1-2) sind auf einer dreidimensionalen Art angeordnet (so wie in 4 gezeigt, von der oberen, rechten Seite des Brettes ⎕ Rückseite desselben ⎕ zur rechte Seite desselben ⎕ zur Rückseite desselben, ... sind in Folge aufwärts geleitet), und dann wird jeder der Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreise 1-2 miteinander über ein flaches Kabel 11A oder dergleichen verbunden.
Das heißt, dass die in 4 gezeigten Schaltkreise in einem Konzept, dass eine Lage des Knotenpunkt-Schalter- Schaltkreises an dem Abschnitt des flachen Kabels 11A gefaltet ist, angeordnet sind. Die Konfiguration von 4 weist an deren lateralen und longitudinalen Seiten Zahlen der Schaltzellen auf, die sich von einander unterscheiden (und daher bildet das Matrixarray der Schaltzellen keine quadratische Matrix). Deshalb kann ein Signal jedes Kanals eine unterschiedliche Anzahl von Schaltzellen durchlaufen.
Daher ist jeder der Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreise 1-2 angeordnet, um eine passende Anzahl von Schalzellen aufzuweisen, so dass der montierte Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis 1-2 (Brett 11) eine quadratische Matrix wird. Wie für das in 5 gezeigte Beispiel werden mit anderen Worten die Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreise auf eine dreidimensionale Art angeordnet, und die miteinander benachbarten Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreise 1-2 werden miteinander durch die koaxial angeordneten flachen Kabel 11A, 11B oder dergleichen verbunden. Bei diesem Ereignis werden die Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreise, die miteinander benachbart sind, verbunden, so dass die resultierende Schaltkreis-Konfiguration eine einzelne Lage des Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises 1-3 bildet, das die gleiche Anzahl von Schaltzellen auf den lateralen und longitudinalen Seiten jeweils aufweist, wenn jeder der Schaltkreise 1-2 entwickelt wird.
Das heißt, dass der in 5 gezeigte Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis 1-3 aus einer Vielzahl der in 3 gezeigten Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreise 1-2 zusammengesetzt wird. Die Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreise 1-2 sind auf einer dreidimensionalen Art angeordnet, und die Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreise 1-2, die miteinander benachbart sind, sind miteinander über die externen Verbindungsmittel 1A bis 1D verbunden, um ein Matrixarray zu bilden.
Wenn die Anzahl der Eingangs- und Ausgangskanäle erhöht wird und daher die Schaltergröße zu groß wird unter der Bedingung, dass die Schaltkreise lediglich auf eine flache Art verbunden werden, kann folgende Lösung ausgewählt werden. Das heißt, dass eine Vielzahl von Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreisen (Einheit-Schalter-Schaltkreise-Gruppe) 1-2 vorbereitet werden, die eine kleine Kanalgröße aufweisen und aus einer Vielzahl von Einheit-Schalter-Schaltkreisen 1 zusammengesetzt ist, die miteinander auf einer flachen Art verbunden sind, und dann werden diese, wie in 5 gezeigt, auf eine dreidimensionale Art angeordnet und verbunden. Auf diese Weise kann der Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis 1-3, der eine große Kanalgröße aufweist, auf eine extrem kompakte Weise angeordnet werden.
Da jeder der Knotenpunkt-Schalter 1-2 miteinander durch Verwendung der flachen Kabel 11A, 11B verbunden werden kann, ist ferner eine komplizierte Verdrahtungsarbeit nicht notwendig, und die resultierende Montage kann sehr einfach auf einem Vorrichtungsrahmen montiert werden. Da die auf eine dreidimensionale Weise angeordneten Schaltkreise einfach hergestellt und montiert werden können, wird auch eine Massenproduktion möglich. Als ein Ergebnis wird es möglich, einen Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis 1-3 mit einem sehr niedrigen Preis bereitzustellen, der eine große Anzahl von Eingangs- und Ausgangskanälen aufweist. Jeder der Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreise 1-2 kann miteinander durch irgendwelche anderen Mittel als die flachen Kabel 11A, 11B verbunden werden.
6 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch das Äußere des Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises 1-2 zeigt, der in einer Produktart fabriziert ist. Wie in 6 gezeigt, ist der Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis 1-2 (das Brett 11) in einem vorbestimmten Gehäuse 12 oder dergleichen untergebracht, und die flachen Kabel 11A und 11B sind durch Öffnungen 12A bis 12D des Gehäuses durchgesteckt, so dass der Schaltkreis einfach benutzt werden kann, wenn die Komponente auf einen Vorrichtungsrahmen oder dergleichen portiert oder angebracht wird.
Wie oben beschrieben kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis, der eine große Kanalgröße und Aufbaugröße und einen kleinen elektrischen Energieverbrauch aufweist einfach und günstig hergestellt werden.
Während in der oben beschriebenen Ausführungsform der Einheit-Schalter-Schaltkreis 1-1 als ein 4 × 4 Matrixarray (quadratische Matrix) der Schaltzellen des Typs mit zwei Eingängen und zwei Ausgängen, die miteinander verbunden sind, angeordnet ist, ist die Anordnung der Matrix nicht auf die quadratische Matrixform limitiert, jedoch kann der Einheit-Schalter-Schaltkreis aus den Schaltzellen gebildet sein, die miteinander verbunden sind und auf irgendeine Matrixform mit die m × n (m, n sind ganze Zahlen größer als eins) angeordnet sind.
Wenn die M × N Einheit-Schalter-Schltkreise 1-1, die jede m × n Schaltzellen aufweisen, in einer M × N Matrixform präpariert und angeordnet werden, dann wird in diesem Fall ein Knotenpunkt-Schalter-Array gebildet, das mM × nN Schaltzellen aufweist. Wenn eine kleinere von mM und nN ausgewählt wird und als ein quadratisches Knotenpunkt-Schalter-Array mit mM × nN oder nN × nN verwendet wird, dann ist es daher möglich, einen perfekten Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis 1-2 (oder 1-3) vom nicht blockierenden Typ zu realisieren, der eine einstufige Anordnung aufweist.
Das heißt, dass in dem Schaltzellen-Schaltkreis 1-1 die Anzahl der Schaltzellen, die in einer longitudinalen Richtung der Schaltzellen-Matrix angeordnet sind, nicht mit der Anzahl der Schaltzellen übereinstimmen muss, die in der lateralen Richtung angeordnet sind. Mit anderen Worten, wenn der Schaltzellen-Schaltkreis 1-1 ein Matrixarray aufweist, das die perfekte, nicht schließende Schalter-Verbindung zwischen Eingangs-Busleitung und Ausgangsbusleitung realisiert, dann ist das Ziel des Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises erreicht.
Der in 1 gezeigte Einheit-Schalter-Schaltkreis 1-1 (Schaltzelle 1) kann nicht aus einem elektronischen Schaltkreis jedoch aus einem optischen Schaltkreis gebildet werden, der einen optischen Wellenleiter oder dergleichen verwendet, ähnlich dem konventionellen optischen Schalter vom PI-LOSS Typ. In diesem Fall können die Eingangsklemmen-Schaltkreise 3B, 4B, 9B, 10B und die Ausgangsklemmen-Schaltkreise 3A, 4A, 7A, 8A, die, wie in 1 gezeigt, auf den Seiten 1a und 1b angeordnet sind, auch auf den Seiten 1c und 1d, wie in 7 gezeigt, angeordnet sein.
Das heißt, dass die Eingangsklemmen-Schaltkreise 3B bis 10B auf der Seite 1c angeordnet sind, während die Ausgangsklemmen-Schaltkreise 3A bis 10A auf der Seite 1d angeordnet sind, so dass die externen Verbindungsmittel 1E und 1F gebildet sind. In 7 beschreibt das Bezugszeichen 1' eine Schaltzelle (einen Knotenpunkt des optischen Wellenleiters), der aus einem optischen Schaltkreis, so wie einem optischen Wellenleiter oder dergleichen, gebildet ist.
Gemäß der in 7 gezeigten Struktur des Einheit-Schalter-Schaltkreises 1A-1 wird der Biegewinkel des optischen Wellenleiters (Verdrahtung in 7) im Vergleich mit dem oben beschriebenen Schalter-Schaltkreis 1-1 kleiner. Deshalb ist es möglich, den Einfluss durch den optischen Verlust oder dergleichen auf eine minimale Höhe zu unterdrücken. Wenn eine Vielzahl von Einheit-Schalter-Schaltkreisen 1A-1 wie in 8 dargestellt auf eine Matrixart angeordnet sind, und die einander benachbarten Schalter-Schaltkreise 1A-1 miteinander über die externen Verbindungsmittel 1E, 1F durch eine optische Faser oder dergleichen verbunden sind, dann ist es in diesem Fall möglich, einen Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis 1A-2 zu realisieren, der eine beliebige Kanalgröße aufweist.
In diesem Fall wird jedoch eine Verdrahtung eines mehrstufigen Knotenpunktes wie in 8 gezeigt verursacht, und daher wird dessen Verdrahtung kompliziert verglichen mit dem Fall, in dem die Einheit-Schalter-Schaltkreise 1-1, die aus einem elektronischen Schaltkreis gebildet sind, miteinander verbunden sind. Wenn eine optische Faser für die Verbindung der Schaltkreise eingesetzt wird, benötigt die Verbindung mit dem optischen Wellenleiter ferner eine hohe Genauigkeit. Aus diesem Grund kann nicht gesagt werden, dass dieses ein praktisches Beispiel ist verglichen mit der Anordnung, in der die flachen Kable 11A, 11B eingesetzt sind. In 8 sind die in 7 gezeigten Bezugszeichen teilweise weggelassen.
(B) Detaillierte Beschreibung der Schaltzelle 1:
9A ist ein Blockdiagramm, das für auf dem Operationsprinzip basierende die Beschreibung der Anordnung der oben beschriebenen Schaltzelle (elektronische Schaltzellen-Schaltkreis) nützlich ist. Wie in 9A gezeigt wird die Schaltzelle gemäß der vorliegenden Ausführungsform aus elektronischen Schaltkreisen gebildet, die jeder elektronische Schalter 15A, 15B, 16A und 16B aufweisen, die in ihrem AN/AUS-Status unabhängig durch einen Schaltsteuerungsspannungs-Erzeugungsschaltkreis 2 gesteuert werden.
Wenn dem elektronische Schalter 15A ein Spannungssignal A1 vom Schaltsteuerungsspannungs-Erzeugungsschaltkreis 2 (der im folgenden einfach als „ein Spannungs-Erzeugungsschaltkreis" bezeichnet wird) zugeführt wird und in den AN-Status gebracht wird, dann wird der elektronische Schalter 15A gesteuert, um die Eingangsklemme B mit der Ausgangsklemme C zu verbinden. Wenn gleichermaßen dem elektronischen Schalter 15B ein Spannungssignal B1 vom Spannungs-Erzeugungsschaltkreis 2 zugeführt wird und in den AN-Status gebracht wird, dann verbindet der elektronische Schalter 15B die Eingangsklemme B mit der Ausgangsklemme C.
Wenn gleichermaßen dem elektronischen Schalter 16A ein Spannungssignal A2 vom Spannungs-Erzeugungsschaltkreis 2 zugeführt wird und in den AN-Status gebracht wird, dann verbindet der er die Eingangsklemme A mit der Ausgangsklemme D. Wenn dem elektronischen Schalter 16B ein Spannungssignal B2 von dem Spannungs-Erzeugungsschaltkreis 2 zugeführt wird und in den AN-Status gebracht wird, dann verbindet der er die Eingangsklemme B mit der Ausgangsklemme D.
Wenn der Schaltzelle 1 der vorliegenden Ausführungsform die Spannungssignale B1 und A2 zugeführt werden, die jedes einen Hoch(H)-Level (die Spannungssignale A1 und B2 werden auf einen Niedrig (L)-Level gesetzt) aufweisen, und somit lediglich die elektronischen Schalter 15B und 16A in den AN-Status gebracht werden, dann wird gemäß der oberen Anordnung das Eingangssignal das Eingangssignal, das an der Eingangsklemme A zugeführt wird, der Ausgangsklemme D zugeführt und daraus erzeugt, während das Eingangssignal, das an der Eingangsklemme B zugeführt wird, der Ausgangsklemme C zugeführt wird und daraus erzeugt wird, wobei der Kreuzverbindungs-Status (Anordnung) wie in 9B gezeigt durchgeführt wird.
Wenn andererseits der Schaltzelle die Spannungssignale A1 und B2 zugeführt werden, die jedes einen H-Level aufweisen (die Spannungssignale B1 und A2 werden auf den L-Level gesetzt), und somit lediglich die elektronischen Schalter 15A und 16B in den AN-Status gebracht werden, dann wird das Eingangssignal, das an der Eingangsklemme A zugeführt wird, der Ausgangsklemme D ohne kreuzen zugeführt und daraus erzeugt, während das Eingangssignal, das an der Eingangsklemme B zugeführt wird, der Ausgangsklemme D ohne kreuzen zugeführt und daraus erzeugt wird, wobei der Balkenverbindungs-Status (Anordnung) wie in 9C gezeigt durchgeführt wird.
Wenn beispielsweise die Spannungssignale A1 und A2 auf den H-Level gesetzt werden (die Spannungssignale B1 und B2 werden auf den L-Level gesetzt), so dass lediglich die elektronischen Schalter 15A und 15B in den AN-Status gebracht werden, dann wird das Eingangssignal, das an der Eingangsklemme A zugeführt wird, an den Ausgangsklemmen C und D zugeführt und aus diesen erzeugt, wobei der Punkt-zu-Mehrfachpunkt-Verbindungsstatus (Anordnung) wie in 9D gezeigt an der Klemme A durchgeführt wird.
Wenn andererseits die Spannungssignale B1 und B2 auf den H-Level gesetzt werden (die Spannungssignale A1 und A2 werden auf den L-Level gesetzt), so dass lediglich die elektronischen Schalter 16A und 16B in den AN-Status gebracht werden, dann wird das Eingangssignal, das an der Eingangsklemme B zugeführt wird, an den Ausgangsklemmen C und D zugeführt und aus diesen erzeugt, wobei der Punkt-zu-Mehrfachpunkt-Verbindungsstatus (Anordnung) wie in 9E gezeigt an der Klemme B durchgeführt wird.
Das heißt, dass die oberen elektronischen Schalter 15A und 16A als eine erste elektronische Schalter-Einheit funktionieren, die die Eingangsklemme A mit einer oder beiden Eingangsklemmen C und/oder D verbindbar macht, während die elektronischen Schalter 15B und 16B als eine zweite elektronische Schalter-Einheit funktionieren, die die Eingangsklemme B mit einer oder beiden Ausgangsklemmen C und/oder D verbindbar macht.
Daher wird es möglich, eine fundamentale Funktion (d.h. Kreuz-Verbindung und Balken-Verbindung) zu realisieren, die als eine Schaltzelle des konventionellen Schalters vom PI-LOSS Typ notwendig ist (Knotenpunkt des optischen Wellenleiters), und es wird auch möglich, die Punkt-zu-Mehrfachpunkt-Verbindungsfunktion zu realisieren, die von dem optischen Schalter nicht implementiert wurde. Demzufolge kann ein großer Einfluss erwartet werden bei der Realisierung eines Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises 1-1 (1-2, 1-3), der eine Mehrfach-Funktion und Flexibilität aufweist.
(B1) Beschreibung des ersten Modus der Schaltzelle 1:
Im Konkreteren ist die oben beschriebene Schaltzelle 1 angeordnet, um Transistoren Tr1 bis Tr5, Tr21, Tr22 (sowohl vom bipolaren Typ als auch FET-Typ sind erlaubt) und Widerstände R1 bis R9, wie beispielsweise in 10 gezeigt, aufzuweisen.
Der Transistor (ein erster Transistor) Tr1 ist ein Transistor einer Basis-Grund-Anordnung, in der dessen Kollektor mit dem Widerstand (einen ersten Lastwiderstand) R1 verbunden ist und dessen Emitter mit dem Widerstand R3 auf parallele Weise verbunden ist, wobei ein (erster) Eingangsschaltkreis 51A gebildet wird. Der Emitter des Transistors Tr1 ist auch mit demjenigen der Eingangsklemme A verbunden.
Gleichermaßen ist der Transistor (ein zweiter Transistor) Tr2 ein Transistor einer Basis-Grund-Anordnung, in der dessen Kollektor mit dem Widerstand (einen zweiten Lastwiderstand) R2 verbunden ist und dessen Emitter mit dem Widerstand R4 auf parallele 6V eise verbunden ist, wobei ein (zweiter) Eingangsschaltkreis 51B gebildet wird. Der Emitter des Transistors Tr2 ist auch mit demjenigen der Eingangsklemme B verbunden.
Ferner sind jedes Set der Transistoren Tr3 und Tr4 (dritter und vierter Transistor) der vier Sets als eine differentielle Anordnung angeordnet, in der deren Emitter miteinander über die Widerstände R5 und R6 wie in 10 gezeigt verbunden sind. Daher sind die vier Sets der Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreisen (erster bis vierter Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreis) 52A bis 52D gebildet. Von den vier Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreisen funktionieren die zwei Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreise 52A und 52B jeweils als die oberen elektronischen Schalter 15A und 16A (erster elektronischer Schalter), während die übrigen zwei Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreise 52C und 52D jeweils als die oberen elektronischen Schalter 15B und 16B (zweiter elektronischer Schalter) funktionieren.
Dann werden die Transistoren Tr3 des Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises 52A und der Transistor Tr4 des Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises 52C miteinander an jeden deren Kollektoren parallel verbunden, wodurch die Ausgangsklemme C gebildet wird. Der Transistor Tr3 des Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises 52B und der Transistor Tr4 des Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises 52D sind miteinander an jeden der Kollektoren parallel verbunden, wodurch die Ausgangsklemme D gebildet wird.
Ferner sind wie in 10 gezeigt der Transistor Tr4 des Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises 52A und der Transistor Tr4 des Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises 52B miteinander parallel an jeder deren Basen über den Transistor Tr21 verbunden, der als eine Emitter-Verfolger-Anordnung mit dem Widerstand R1 des Eingangs-Schaltkreises 51A angeordnet ist. Der Transistor Tr3 des Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises 52C und der Transistor Tr3 des Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises 52D sind miteinander parallel an jeder deren Basen über den Transistor Tr22 verbunden, der als eine Emitter-Verfolger-Anordnung mit dem Widerstand R2 des Eingangs-Schaltkreises 51B angeordnet ist.
Die Transistoren Tr3 und Tr4 dürfen nicht mit dem Widerstand R1 (R2) über den Transistor Tr21, Tr22, der als die Emitter-Verfolger-Anordnung bereitgestellt ist, verbunden werden.
Die Widerstände R5 und R6 jedes Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises 52A bis 52D sind parallel mit jedem der vier Transistoren Tr5 (fünfter Transistor) an dessen Kollektor verbunden, und der Emitter jedes Transistors Tr5 ist mit dem Widerstand R7 (dritter Lastwiderstand) verbunden. Auf diese Weise werden vier Sets von Stromquellen-Schaltkreisen (erster bis vierter Stromquellen-Schaltkreis) 53A bis 53D gebildet. Wenn die Basispotentiale A1, A2, B1, B2 der Transistoren Tr5 durch die zuvor erwähnten Spannungssignale A1, A2, B1, B2 jeweils unabhängig gesteuert werden, so dass jeder Betrag des Stroms, der in den Stromquellen-Schaltkreisen 53A bis 53D fließt, gesteuert wird, dann werden die Ströme gesteuert, die in den Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreisen 52A bis 52D fließen. Daher wird, wie mit Bezug auf 9B bis 9E beschrieben, der Verbindungsstatus zwischen den Eingangsklemmen A und B und den Ausgangsklemmen C und D geändert.
Wenn beispielsweise das Basispotential A2, B1 von jedem Transistor Tr5 des Stromquellen-Schaltkreises 53B, 53C auf den H-Level gesetzt wird, dann werden die Transistoren Tr3 und Tr4 jedes Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises 52B, 52C in den AN-Status gebracht, mit dem Ergebnis, dass die Eingangsklemme A und die Ausgangsklemme D miteinander durch den Kollektor des Transistors Tr3 des Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises 52B verbunden sind, während die Eingangsklemme B und die Ausgangsklemme C miteinander über den Kollektor des Transistors Tr4 des Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises 52C verbunden sind. Auf diese Weise wird die oben beschriebene „Kreuz-Verbindung" realisiert.
Wenn gleichermaßen das Basispotential A1, B2 auf den H-Level gesetzt wird, dann werden die Transistoren Tr3 und Tr4 des Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises 52A, 52D in den AN-Status gebracht, mit dem Ergebnis, dass die Eingangsklemme A und die Ausgangsklemme C miteinander durch den Kollektor des Transistors Tr3 des Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises 52A verbunden sind, während die Eingangsklemme B und die Ausgangsklemme D miteinander über den Kollektor des Transistors Tr4 des Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises 52D verbunden sind. Auf diese Weise wird die oben beschriebene „Balken-Verbindung" realisiert.
Wenn ferner das Basispotential A1, A2 auf den H-Level gesetzt wird, dann werden die Transistoren Tr3 und Tr4 des Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises 52A, 52B in den AN-Status gebracht, mit dem Ergebnis, dass die Eingangsklemme A und die Ausgangsklemmen C und D miteinander durch den Kollektor des Transistors Tr3 des Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises 52A und 52B verbunden sind. Auf diese Weise wird die oben beschriebene „Punkt-zu-Mehrfachpunkt-Verbindung an der Klemme A" realisiert.
Wenn des Weiteren das Basispotential B1, B2 auf den H-Level gesetzt wird, dann werden die Transistoren Tr3 und Tr4 des Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises 52C, 52D in den AN-Status gebracht, mit dem Ergebnis, dass die Eingangsklemme B und die Ausgangsklemmen C und D miteinander durch den Kollektor des Transistors Tr4 des Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises 52C und 52D verbunden sind. Auf diese Weise wird die oben beschriebene „Punkt-zu-Mehrfachpunkt-Verbindung an der Klemme B" realisiert.
Gemäß der oberen Anordnung der aus elektronischen Schaltkreisen Schaltzelle 1, können folgende Vorteile erhalten werden.

(1) Da die Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreise 52A bis 52D auch als ein Verstärker funktionieren können, kann, auch wenn der Signalpegel zwischen den Schaltzellen 1 gesenkt wird, das Herunterfallen des Signalpegels verstärkt und innerhalb der Schaltzelle 1 reproduziert werden. Wenn demzufolge die Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreise 1-1 (1-2, 1-3) angeordnet sind, um wie oben beschrieben eine große Kanalgröße aufzuweisen, kann der Signalpegel oder die Wellenform des Signals, das zwischen der Eingangs-Busleitung und der Ausgangs-Busleitung übertragen wird, positiv davor beschützt werden, verschlechtert zu werden.
(2) Wenn das Signal zu mehreren Punkten verteilt wird, kann das Signal mit dem originalen Pegel aufgrund der Signalverstärkungsfunktion innerhalb der Schaltzelle 1 reproduziert werden. Deshalb ist es möglich, eine stabile Punkt-zu-Mehrfachpunkt-Funktion einfach zu implementieren.
(3) Da die Schaltkreis-Komponenten als ein Halbleiterchip oder dergleichen integriert werden können, kann die resultierende Schaltkreisanordnung bemerkenswert klein werden verglichen damit, wenn die Schaltzelle aus optischen Wellenleitern wie dem optischen Schalter vom PI-LOSS-Typ oder ähnlichem gebildet sind.
(4) Es ist nicht notwendig, einen externen Schaltkreis wie eine Temperatursteuereinheit für jede Schaltzelle ungleich dem optischen Schalter vom PI-LOSS-Typ, der einen optischen Wellenleiter verwendet, bereitzustellen. Deshalb kann der Schalter bemerkenswert klein sein und dessen elektrischer Verbrauch kann auch bemerkenswert reduziert werden.
(5) Da die Schaltzelle mit einem externen Schaltkreis (z.B. eine andere Schaltzelle, die Ausgangsklemmen-Schaltkreise 3A bis 10A, die Eingangsklemmen-Schaltkreise 3B bis 10B) elektrisch verbunden werden können (mit einem Stromsignal), ist es nicht notwendig, eine komplizierte optische Kopplung mit einer optischen Faser oder dergleichen durchzuführen.

11 ist ein Diagramm, das eine Verbindungsanordnung darstellt, in der eine Anzahl von Schaltzellen 1, die wie oben beschrieben angeordnet sind, miteinander verbunden sind. Das Diagramm aus 11 repräsentiert hauptsächlich eine Verbindungsanordnung der Schaltzellen SW13, SW24, SW31, die auf der ersten Spalte des in 1 gezeigten Schaltzellen-Arrays positioniert sind, und die Schaltzellen SW23, SW11, SW44, die auf der zweiten Spalte des in 1 gezeigten Schaltzellen-Arrays positioniert sind. Jedoch ist eine Verbindungasanordnung des Rests der Schaltzelle 1 ähnlich dieser Verbindungsanordnung. Ferner ist jede der Schaltzellen 1 ähnlich denen in 10 gezeigten angeordnet. Daher sind in 11 Bezugszeichen, die jedes in 10 gezeigt wurden, teilweise weggelassen.
Nun wird die Verbindungs-Anordnung der Schaltzelle SW11 detailliert beschrieben. Wie in 11 gezeigt ist eine Eingangsklemme A der SW11 mit der Ausgangsklemme D der Schaltzelle SW13 (erste unterschiedliche Schaltzelle) verbunden, während die andere Eingangsklemme B derselben mit der Schaltzelle SW31 (zweite unterschiedliche Schaltzelle) verbunden ist.
Gemäß der oberen Verbindungs-Anordnung ist ein (erster) Kaskoden-Schnittstellen-Schaltkreis 54A gebildet, in dem der Emitter des Transistors Tr1 des Eingangsschaltkreises 51A der Schaltzelle SW11 auf eine Kaskoden-Weise mit dem Kollektor des Transistors Tr4 des Ausgangsstrom-Schalterschaltkreises 52D der Schaltzelle SW13 verbunden ist. Auch ist ein (zweiter) Kaskoden-Schnittstellen-Schaltkreis 54B gebildet, in dem der Emitter des Transistors Tr1 des anderen Eingangsschaltkreises 51B der Schaltzelle SW11 auf eine Kaskoden-Weise mit dem Kollektor des Transistors Tr3 des Ausgangsstrom-Schalterschaltkreises 52A der Schaltzelle SW31 verbunden ist.
Der Kaskoden-Schnittstellen-Schaltkreis, der dem oben beschriebenen ähnlich ist, ist auch in Verbindung zwischen anderen Schaltzellen 1 gebildet.
Auf diese Weise wird sich die Spannung in der Verdrahtung zwischen den Schaltzellen nicht verändern und Signalverbindung mit einem Stromsignal ist eingerichtet. Deshalb können die Schaltzellen 1 davor bewahrt werden, von der vagabundierenden Kapazität zwischen den Schaltzellen 1 beeinflusst zu werden, mit dem Ergebnis, dass es möglich wird, eine Hoch-Bitraten-Eigenschaft zu realisieren, das eine Signalübertragung mit ultra hohen Bitraten wie etwa beispielsweise 10Gb/s verkraftet. Ferner können die Schaltzellen davor bewahrt werden, von dem Übersprechen zwischen Signalen beeinflusst zu werden, das von der kapazitiven Kopplung zwischen den mehrstufigen Kreuzungen der Verdrahtung verursacht wird.
Wenn die dem optischen Schalter vom PI-LOSS-Typ (siehe 1) äquivalente Anordnung aus den oberen Schaltzellen gebildet ist, die aus einem elektrischen Schaltkreis gebildet sind, ähnlich dem Fall des optischen Schalters vom PI-LOSS-Typ, wird die Anzahl der Schalter und Länge des Pfads, die das Signal durchläuft, nicht geändert in Abhängigkeit von der Veränderung des Signalpfads, die von dem Schaltverbindungsstatus verursacht wird. Deshalb ist es schwierig, die Eigenschaftsdifferenz bei jedem Kanal zu verursachen, mit dem Ergebnis, das es möglich wird, ein sehr stabile Eigenschaft für ein Signal zu erreichen, das mit einer ultra hohen Bitrate wie etwa 10Gb/s übertragen wird.
Das heißt, wenn die dem optischen Schalter vom PI-LOSS-Typ äquivalente Anordnung aus den oberen Schaltzellen gebildet ist, die aus einem elektrischen Schaltkreis gebildet sind, dann wird es möglich, den inhärenten Vorzug des optischen Schalters vom PI-LOSS-Typ beizubehalten, während der inhärente Mangel des oben beschriebenen optischen Schalters überwunden wird.
Die obere Schaltzelle 1 kann, wie beispielsweise in 12 gezeigt, durch Modifizieren der in 10 gezeigten Anordnung angeordnet sein, so dass die Transistoren Tr1, Tr2, Tr21, Tr22 und die Widerstände R1 bis R4, R8, R9 als eine differentielle Anordnung angeordnet sind, wobei die Eingangsschaltkreise 51A, 51B und Eingangsklemmen A und B als eine differentielle Anordnung angeordnet sind, und die Ausgangsklemmen C, D sind als eine differentielle Anordnung wie folgt angeordnet.
Das heißt, dass jeder Kollektor der Transistoren Tr3, Tr4 des Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises 52A als eine differentielle Anordnung angeordnet und als die Ausgangsklemme C bereitgestellt ist, dass jeder Kollektor der Transistoren Tr3, Tr4 des Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises 52C parallel mit der Ausgangsklemme C verbunden ist, und dass jeder Kollektor der Transistoren Tr3, Tr4 des Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises 52D als eine differentielle Anordnung angeordnet und als die Ausgangsklemme D bereitgestellt ist, wobei jeder Kollektor der Transistoren Tr3, Tr4 des Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises 52B parallel mit der Ausgangsklemme D verbunden ist.
13 zeigt eine Verbindungs-Anordnung, die mit der in 11 gezeigten Anordnung korrespondiert, wenn jede Schaltzelle 1 wie oben beschrieben angeordnet ist. Jede Schaltzelle 1 ist wie mit Bezug auf 12 beschrieben angeordnet. Daher sind fast alle in 12 gezeigten Bezugszeichen in 13 weggelassen.
Gemäß der Schaltzellen 1, die die in 12 (13) gezeigte differentielle Anordnung beinhalten, wird ein Effekt (einen Effekt beinhaltend, der von den Kaskoden-Schnittstelle-Schaltkreisen 54A, 54B abgeleitet ist) erhalten, der dem mit Bezug auf 10 (11) beschriebenen ähnlich ist. Darüber hinaus können die folgenden Vorteile erhalten werden.

(1) Der Einfluss, der vom Schaltrauschen abgeleitet ist, kann unterdrückt werden.
(2) Die Schalt-Schaltkreise können in Halbleiter integrierten Schaltkreisen einfach hergestellt werden.
(3) Stabilität gegenüber Fluktuationen der Temperatur oder der Energieversorgungsspannung kann verbessert werden.
(4) Wenn ein Signal mit einer hohen Rate dem zugeführt wird, um den Schaltkreis mit einer hohen Geschwindigkeit zu betreiben, kann der Energieversorgungsstrombetrag innerhalb des Schaltkreises vor Fluktuationen beschützt werden. Daher kann der Schaltkreis stabil mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden, und es ist möglich, den Einfluss auf andere Schaltkreise zu unterdrücken.
(5) Die mehrstufige Verdrahtung zwischen den Schaltzellen 1 wird zu einer mehrstufigen Verdrahtung, die aus einer Signalverdrahtung einer differentiellen Anordnung gebildet ist. Daher kann Übersprechen zwischen den Signalen, die am Verdrahtungs-Knotenpunkt übertragen werden, besser unterdrückt werden.

Die Schaltzelle 1 muss nicht wie in 10 oder 12 gezeigt angeordnet sein, sondern kann wie beispielsweise in den 14 oder 15 gezeigt angeordnet sein. Das heißt, dass die Widerstände R7, die jeweils die Stromquellenschaltkreise 53A, 53C bilden, parallel verbunden sein können, und ein Widerstand R10 ist mit dessen Verbindungspunkt verbunden, während die Widerstände R7, die jeweils die Stromquellenschaltkreise 53B, 53D bilden, können parallel verbunden sein, und ein Widerstand R11 ist mit dessen Verbindungspunkt verbunden.
Auf diese Weise werden die Stromquellenschaltkreise 53A und 53C durch einen Stromquellenschaltkreis 55A ersetzt, während die Stromquellenschaltkreise 53B und 53D durch einen Stromquellenschaltkreis 55B ersetzt werden. Wenn einer der Transistoren Tr5, die alle mit dem Ausgangsstromschaltkreis 52A, 52C verbunden sind, angeschaltet wird, wird deshalb der andere der Transistoren abgeschaltet. Wenn ähnlicherweise einer der Transistoren Tr5, die alle mit dem Ausgangsstromschaltkreis 52B, 52D verbunden sind, angeschaltet wird, wird deshalb der andere der Transistoren abgeschaltet.
Wenn beispielsweise die Basispotentiale A2 und B1 der Transistoren Tr5, die jeweils mit den Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreisen 52B und 52C verbunden sind, auf einen H-Level gesetzt werden (Kreuz-Verbindungsstatus findet statt), werden die Transistoren Tr5, die jeweils mit den übrigen zwei Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreisen 52A und 52D verbunden sind, ausgeschaltet, mit dem Ergebnis, dass der Strom lediglich in die Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreisen 52B und 52C fließt.
Wenn ähnlicherweise die Basispotentiale A1 und B2 der Transistoren Tr5, die jeweils mit den Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreisen 52A und 52D verbunden sind, auf einen H-Level gesetzt werden (Balken-Verbindungsstatus findet statt), werden die Transistoren Tr5, die jeweils mit den übrigen zwei Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreisen 52B und 52C verbunden sind, ausgeschaltet, mit dem Ergebnis, dass der Strom lediglich in die Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreisen 52A und 52D fließt.
Wenn ferner die Basispotentiale A1 und A2 der Transistoren Tr5, die jeweils mit den Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreisen 52A und 52B verbunden sind, auf einen H-Level gesetzt werden (Punkt-zu-Mehrfachpunkt-Verbindungsstatus an der Klemme A findet statt), werden die Transistoren Tr5, die jeweils mit den übrigen zwei Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreisen 52C und 52D verbunden sind, ausgeschaltet, mit dem Ergebnis, dass der Strom lediglich in die Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreisen 52A und 52B fließt.
Wenn ferner die Basispotentiale B1 und B2 der Transistoren Tr5, die jeweils mit den Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreisen 52C und 52D verbunden sind, auf einen H-Level gesetzt werden (Punkt-zu-Mehrfachpunkt-Verbindungsstatus an der Klemme B findet statt), werden die Transistoren Tr5, die jeweils mit den übrigen zwei Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreisen 52A und 52B verbunden sind, ausgeschaltet, mit dem Ergebnis, dass der Strom lediglich in die Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreisen 52C und 52D fließt.
Das heißt, dass der Stromschalterschaltkreis 55A als ein erster Stromschaltersteuer-Schaltkreis zum Ermöglichen, dass Strom lediglich in einen der Ausgangsstromschalterschaltkreisen 52A oder 52C fließt, funktioniert, während der Stromschalter-Schaltkreis 55B als ein zweiter Stromschaltersteuer-Schaltkreis zum Ermöglichen, dass Strom lediglich in einen der Ausgangsstromschalterschaltkreisen 52B oder 52D fließt, funktioniert.
Folglich wird es möglich, fehlerhaften Betrieb (so wie wenn der Transistor Tr5 des Basispotentials A1 (Basispotentials A2) und der Transistor Tr5 des Basispotentials B1 (Basispotentials B2) simultan angeschaltet werden) zu unterdrücken, wobei der obere Verbindungsstatus von „Kreuz-Verbindung", „Balken-Verbindung", „Punkt-zu-Mehrfachpunkt-Verbindung bei der Klemme A" und „Punkt-zu-Mehrfachpunkt-Verbindung bei der Klemme B" (d.h., dass der Verbindungsstatus geändert wird) beeinflusst wird. Deshalb wird die Schaltzelle 1 in ihren Schaltoperationen zuverlässiger wird.
(B2) Beschreibung des zweiten Modus der Schaltzelle:
Die obere Schaltzelle 1 kann beispielsweise durch eine in 16 gezeigte Anordnung implementiert werden. In der in 16 gezeigten Implementierung kann jeder der Transistoren Tr6 bis Tr17 entweder vom bipolaren Typ oder vom FEt-Typ sein.
Das heißt, dass die Emitter der zwei Transistoren Tr6, Tr7 (sechster und siebter Transistor) parallel verbunden sind, um die Eingangsklemme A bereitzustellen, während die Emitter der zwei Transistoren Tr8, Tr9 (achter und neunter Transistor) parallel verbunden sind, um die Eingangsklemme B bereitzustellen. Ferner sind die Kollektoren der Transistoren Tr6 und Tr8 parallel mit einem Widerstand (vierter Lastwiderstand) R21 verbunden, der mit der Ausgangsklemme C korrespondiert, während die Kollektoren der Transistoren Tr7 und Tr9 parallel mit einem Widerstand (fünfter Lastwiderstand) R22 verbunden, der mit der Ausgangsklemme D korrespondiert.
Auf diese Weise wird ein (dritter) Eingangsstrom-Schalter-Schaltkreis 61A gebildet, der als die erste elektronische Schaltereinheit (elektronische Schalter 15A und 15B) dient, in denen die Transistoren Tr6 und Tr7 bereitgestellt sind, und die Emitter der Transistoren Tr6 und Tr7 sind parallel verbunden, um die Eingangsklemme A bereitzustellen. Es wird auch ein (vierter) Eingangsstrom-Schalter-Schaltkreis 61B gebildet, der als die zweite elektronische Schaltereinheit (elektronische Schalter 16A und 16B) dient, in denen die Transistoren Tr8 und Tr9 bereitgestellt sind, und die Emitter der Transistoren Tr8 und Tr9 sind parallel verbunden, um die Eingangsklemme B bereitzustellen.
Ferner ist die Basis des Transistors Tr15 parallel mit dem Widerstand R21 verbunden, wobei der Emitter des Transistors Tr15 mit dem Widerstand R29 verbunden ist. Dann ist der Widerstand R29 parallel mit der Basis eines Transistors Tr11 eines Paares von Transistoren Tr10 und Tr11 verbunden, die als eine differentielle Anordnung angeordnet sind. Dann wird der Kollektor des anderen Transistors Tr10 als die andere Ausgangsklemme C gemacht. Die Transistoren Tr10 und Tr11 werden an den Emittern jeweils mit den Widerständen R23 und R24 verbunden. Die Widerstände R23 und R24 werden parallel mit dem Kollektor des Transistors Tr14 verbunden. Der Transistor Tr14 ist am Emitter mit dem Widerstand R27 verbunden.
Daher ist ein (fünfter) Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreis 62A gebildet, in dem die Transistoren Tr10 und Tr11 (zehnter und elfter Transistor) bereitgestellt sind, die miteinander über deren Emitter verbunden sind, um als die differentielle Anordnung angeordnet zu sein, wobei der Kollektor des Transistors Tr11 als die Ausgangsklemme C gemacht wird, und die Basis des Transistors Tr11 ist (über den Transistor Tr15 einer Emitter-Verfolger-Anordnung) mit dem Widerstand R21 parallel verbunden. Ein Teil des Schaltkreises, der aus dem Transistor Tr14 und dem Widerstand R27 zusammengesetzt ist, funktioniert als ein Stromquellenschaltkreis.
Ähnlich ist die Basis des Transistors Trl7 mit dem Widerstand R22 verbunden, wobei der Emitter des Transistors Tr17 mit dem Widerstand R30 verbunden ist. Dann ist der Widerstand R30 parallel mit der Basis eines Transistors Tr13 eines Paares von Transistoren Tr12 und Tr13 verbunden, die als eine differentielle Anordnung angeordnet sind. Dann wird der Kollektor des anderen Transistors Tr12 als die andere Ausgangsklemme D gemacht. Die Transistoren Tr12 und Tr13 werden an den Emittern jeweils mit den Widerständen R25 und R26 verbunden. Die Widerstände R25 und R26 werden parallel mit dem Kollektor des Transistors Tr16 verbunden. Der Transistor Tr16 ist am Emitter mit dem Widerstand R28 verbunden.
Daher ist ein (sechster) Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreis 62B gebildet, in dem die Transistoren Tr12 und Tr13 (zwölfter und dreizehnter Transistor) bereitgestellt sind, die miteinander über deren Emitter verbunden sind, um als die differentielle Anordnung angeordnet zu sein, wobei der Kollektor des Transistors Tr12 als die Ausgangsklemme D gemacht wird, und die Basis des Transistors Tr13 ist (über den Transistor Tr17 einer Emitter-Verfolger-Anordnung) mit dem Widerstand R22 parallel verbunden. Ein Teil des Schaltkreises, der aus dem Transistor Tr16 und dem Widerstand R28 zusammengesetzt ist, funktioniert als ein Stromquellenschaltkreis.
Dann können die Basispotentiale A1, A2, B1, B2 der Transistoren Tr6 bis Tr9 unabhängig gesteuert werden, so dass der Verbindungsstatus zwischen den Eingangsklemmen A und B und den Ausgangsklemmen C und D.
Wenn beispielsweise die Basispotentiale A2 und B1 der Transistoren Tr7 und Tr8 auf den H-Level gesetzt werden (und die übrigen Basispotentiale A1 und B2 der Transistoren Tr6 und Tr9 auf den L-Level gesetzt werden), dann werden lediglich die Transistoren Tr7 und Tr8 angeschaltet, mit dem Ergebnis, dass ein Spannungssignal auf jedem der Widerstände R21 und R22 erzeugt wird. Das Spannungssignal, das auf dem Widerstand R21 erzeugt wird, schaltet die Transistoren Tr15, Tr11, Tr12, Tr14 an, während das Spannungssignal, das auf dem Widerstand R22 erzeugt wird, die Transistoren Tr17, Tr12, Tr16 anschaltet.
Daher wird die Eingangsklemme A in einen Zustand gebracht, in dem sie über den Kollektor des Transistors Tr7 mit der Ausgangsklemme D verbunden ist, während die Eingangsklemme B in den Zustand gebracht wird, in dem sie über den Kollektor des Transistors Tr8 mit der Ausgangsklemme C verbunden ist. Auf diese Weise wird die „Kreuz-Verbindung" realisiert.
Wenn umgekehrt die Basispotentiale A1 und B2 der Transistoren Tr6 und Tr9 auf den H-Level gesetzt werden (und die übrigen Basispotentiale A2 und B1 der Transistoren Tr7 und Tr8 auf den L-Level gesetzt werden), dann wird die Eingangsklemme A in einen Zustand gebracht, in dem sie über den Kollektor des Transistors Tr6 mit der Ausgangsklemme C verbunden ist, während die Eingangsklemme B in den Zustand gebracht wird, in dem sie über den Kollektor des Transistors Tr9 mit der Ausgangsklemme D verbunden ist. Auf diese Weise wird die „Balken-Verbindung" realisiert.
Wenn ferner die Basispotentiale A1 und A2 der Transistoren Tr6 und Tr7 auf den H-Level gesetzt werden, dann wird die Eingangsklemme A in einen Zustand gebracht, in dem sie über die Kollektoren der Transistoren Tr6 und Tr7 mit den Ausgangsklemmen C und D verbunden sind. Auf diese Weise wird die „Punkt-zu-Mehrfachpunkt-Verbindung an der Ausgangsklemme A" realisiert. Wenn andererseits die Basispotentiale B1 und B2 der Transistoren Tr8 und Tr9 auf den H-Level gesetzt werden, dann wird die Eingangsklemme B in einen Zustand gebracht, in dem sie über die Kollektoren der Transistoren Tr8 und Tr9 mit den Ausgangsklemmen C und D verbunden sind. Auf diese Weise wird die "Punkt-zu- Mehrfachpunkt-Verbindung an der Ausgangsklemme B" realisiert.
Wie oben beschrieben kann die obere Schaltzelle 1 der zweiten Ausführungsform aus einem elektronischen Schaltkreis gebildet sein. Deshalb kann auch derselbe Effekt erhalten werden, wie bei der Schaltzelle 1 der ersten Ausführungsform erhalten wurde. Jedoch wird die Punkt-zu-Mehrfachpunkt-Verbindung der zweiten Ausführungsform erreicht durch Abweichen des Signals, das den Eingangsklemmen A und B bereitgestellt wird. Deshalb wird zusätzlich verlangt, dass ein Signal nicht den Eingangsklemmen A und B bereitgestellt wird, die nicht an der Punkt-zu-Mehrfachpunkt-Verbindung teilnehmen, und sie unterscheidet sich von dem oberen Fall der 10 bis 13. Wenn jedoch lediglich zwei Arten von Funktionen, d.h. die „Kreuz-Verbindung" und die „Balken-Verbindung", verlangt werden, kann benötigt die Schaltkreisanordnung der zweiten Ausführungsform eine kleinere Anzahl von Teilen verglichen mit dem oben beschriebenen Fall der 10 bis 13.
17 zeigt eine Verbindungsanordnung, in der die Schaltzellen 1, die die obere Anordnung aufweisen, miteinander verbunden sind. Die Anordnung in 17 repräsentiert auch typischerweise die Verbindungsanordnung der Schaltzellen SW13, SW24 und SW31, die in der ersten Spalte des Schaltzellen-Arrays 1 positioniert sind, und die Schaltzellen SW23, SW11 und SW44, die in der zweiten Spalte desselben in 1 gezeigten Schaltzellen-Arrays positioniert sind. Die übrigen Schaltzellen 1 sind ähnlich miteinander verbunden. Die Anordnung jeder Schaltzelle 1 ist ferner wie in 6 gezeigt die gleiche, und daher sind die Bezugszeichen, die in 16 auftauchen, in 17 teilweise weggelassen.
Nun wird die Verbindungsanordnung der Schaltzelle SW11 detailliert beschrieben. Wie in 17 gezeigt ist eine Eingangsklemme A der SW11 mit der Ausgangsklemme D der Schaltzelle SW13 (dritte unterschiedliche Schaltzelle) verbunden, während die andere Eingangsklemme B derselben mit der Schaltzelle SW31 (vierte unterschiedliche Schaltzelle) verbunden ist.
Gemäß der oberen Verbindungsanordnung ist ein (dritter) Kaskoden-Schnittstellen-Schaltkreis 63A gebildet, in dem mindestens einer der Emitter der Transistoren Tr6 und Tr7 des Eingangsstrom-Schalterschaltkreises 61A der Schaltzelle SW11 auf eine Kaskoden-Weise mit dem Kollektor des Transistors Tr12 des Ausgangsstrom-Schalterschaltkreises 62B der Schaltzelle SW13 verbunden ist. Auch ist ein (vierter) Kaskoden-Schnittstellen-Schaltkreis 63B gebildet, in dem mindestens einer der Emitter der Transistoren Tr8 und Tr9 des Eingangsstrom-Schalterschaltkreises 61B der Schaltzelle SW11 auf eine Kaskoden-Weise mit dem Kollektor des Transistors Tr10 des Ausgangsstrom-Schalterschaltkreises 62A der Schaltzelle SW31 verbunden ist.
Der Kaskoden-Schnittstellen-Schaltkreis, der dem oben beschriebenen ähnlich ist, ist auch in Verbindung zwischen anderen Schaltzellen 1 gebildet.
Deshalb können in diesem Fall ähnlich wie bei der oberen Schaltzelle der ersten Ausführungsform die Schaltzellen davor bewahrt werden, von der vagabundierenden Kapazität, die verursacht wird zwischen der Verdrahtung der Schaltzellen 1, beeinflusst zu werden, und können auch davor bewahrt werden, von dem Übersprechen zwischen Signalen beeinflusst zu werden, das von der kapazitiven Kopplung zwischen den mehrstufigen Kreuzungen der Verdrahtung verursacht wird, mit dem Ergebnis, dass es möglich wird, eine Hoch-Bitraten-Eigenschaft zu realisieren, das eine Signalübertragung mit ultra hohen Bitraten wie etwa beispielsweise 10Gb/s verkraftet. Ferner können die Schaltzellen.
Auch ähnlich der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die in 16 gezeigten Schaltzellen 1 aus einer wie in 18 gezeigten differentiellen Anordnung gebildet sein. Das heißt, dass die Eingangsstrom-Schalterschaltkreise 61A und 61B () als eine differentielle Anordnung angeordnet sind, wobei jeder der Emitter des Transistors Tr6 einer differentiellen Anordnung als die Eingangsklemme A bereitgestellt ist, jeder der Emitter des Transistors Tr9 einer differentiellen Anordnung als die Eingangsklemme B bereitgestellt ist, jeder der Kollektoren der Transistoren Tr10 und Tr11 einer differentiellen Anordnung als die Ausgangsklemme C bereitgestellt ist, und jeder der Kollektoren der Transistoren Tr12 und Tr13 einer differentiellen Anordnung als die Ausgangsklemme D bereitgestellt ist, wobei Eingangsklemmen A und B und die Ausgangsklemmen C und D als eine differentielle Anordnung gebildet sind.
19 zeigt eine Verbindungsanordnung, in der die Schaltzellen 1, die die obere Anordnung aufweisen, miteinander verbunden sind. Die Anordnung jeder in 19 gezeigten Schaltzelle 1 ist dieselbe wie die der in 18 gezeigten, und daher sind die in 18 gezeigten Bezugszeichen teilweise weggelassen.
Gemäß der oberen Anordnung, ähnlich der ersten Ausführungsform der Schaltzelle 1, können die folgenden Vorteile verglichen mit dem in 16 gezeigten Beispiel erhalten werden.

(C) Andere Offenbarung:
Während in den oberen Ausführungsformen die externen Verbindungsmittel 1A bis 1D auf jeder Seite 1a bis 1d der äußersten Reihe oder Spalte des Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises 1-1 (siehe 1) bereitgestellt sind, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf limitiert, sondern die externen Verbindungsmittel können auf lediglich einer ausgewählten Seite davon bereitgestellt sein. Wenn ferner die Schaltzelle 1 aus einer elektronischen Schaltkreis gebildet ist, kann die Schaltzelle den Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis 1B-1 bilden, der, wie in 20 gezeigt, keine externen Mittel 1A bis 1D aufweist.
Während ferner in der oberen Ausführungsform die Schaltzellen 1, wie in 1 (20) gezeigt, miteinander verbunden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf limitiert, sondern jede Verbindungsanordnung kann verwendet werden, solange ein perfekter Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis vom nicht schließenden Typ gebildet werden kann (d.h. jeder Anschluss der Eingangs-Busleitung kann verbindbar gemacht werden mit jedem Anschluss der Ausgangs-Busleitung).
Während ferner in der oberen Ausführungsform die Schaltzellen 1 wie mit Bezug auf die 10 bis 19 angeordnet ist, kann jede Anordnung verwendet werden, solange die Anordnung verschiedene Verbindungsfunkt Ionen (elektronischer Schalter 15A, 15B, 16A, 16B) implementiert, die mit Bezug auf die 9A bis 9E beschrieben wurden.
Obwohl mehrere Ausführungsformen oben beschrieben wurden, sind diese Ausführungsformen lediglich erklärend und nicht limitierend. Deshalb sollte erwähnt werden, dass der Fachmann verschiedene Änderungen und Modifikationen ausführen kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, und daher sollten diese Änderungen und Modifikationen in den Bereich der hierzu angefügten Ansprüche mit einbezogen werden.

Claims

Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung, die mindestens einen Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis (1-1) umfasst, umfassend: eine Vielzahl von Schaltzellen (1), die matrixartig angeordnet sind, um ein Matrixarray zu bilden, das mindestens zwei Schaltzellen auf jeder Seite des Matrixarrays aufweist, wobei jede der Schaltzellen (1) aus einem Schalter mit zwei Eingängen und zwei Ausgängen gebildet ist, der erste und zweite Eingangsklemmen (A, B) und erste und zweite Ausgangsklemmen (C, D) aufweist, in dem jede der Eingangsklemmen so gestaltet ist, dass sie mit jeder Ausgangsklemme verbunden werden kann, und die Schaltzellen (1) in jedem Verbindungszustand verbunden und gesteuert sind, so dass jede der Eingangsleitungen des Matrixarrays (IN1 bis IN4) so gestaltet ist, dass sie mit jeder der Ausgangsleitungen des Matrixarrays (OUT1 bis OUT4) verbunden werden kann, und gekennzeichnet ist durch: eine Vielzahl von externen Verbindungsmitteln (1A, 1B, 1C, 1D) auf jeder entsprechenden Seite des Matrixarrays, die angepasst sind, um die Schaltzellen (1), die auf jeder entsprechenden Seite des Matrixarrays angeordnet sind, mit den Schaltzellen (1), die auf einer beliebigen Seite eines entsprechenden Matrixarrays eines benachbarten Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreises (1-1) angeordnet sind, zu verbinden.
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung nach Anspruch 1, wobei eine Vielzahl der Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreisen (1-1) angeordnet sind, um mindestens einen Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis (1-2) zu bilden, der matrixartig angeordnet ist, wobei: die Vielzahl von Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreisen (1-1) miteinander verbunden sind, um ein Matrixarray über benachbarte externe Verbindungsmittel (1A, 1B, 1C, 1D) zu bilden.
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung nach Anspruch 2, wobei jede einer Vielzahl der matrixartig angeordneten Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreisen (1-2) zusammengesetzt ist aus einer Vielzahl von Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreisen (1-1), die angeordnet sind, um ein Matrixarray zu bilden, und wobei die Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreise (1-1) unter jeder Vielzahl von Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreisen (1-1) miteinander verbunden sind, um ein Matrixarray über benachbarte externe Verbindungsmittel (1A, 1B, 1C, 1D) zu bilden, und eine Vielzahl von matrixartig angeordneten Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreisen (1-2) miteinander verbunden sind, um ein Matrixarray über benachbarte externe Verbindungsmittel (1A, 1B, 1C, 1D) an den Seiten der matrixartig angeordneten Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreisen (1-2) zu bilden, die dreidimensional angeordnet sind.
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die matrixartig angeordneten Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreise (1-2) miteinander an externen Verbindungsmittel durch Flachkabel (11A, 11B) verbunden sind.
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, dass das Matrixarray von Schaltzellen (1), die zu dem oder jedem Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis (1-1) gehören, m Reihen und n Spalten aufweist, wobei m und n ganze Zahlen größer als 1 sind, und die entsprechende Vielzahl von externen Verbindungsmitteln (1A, 1B, 1C, 1D) umfasst: n-1 erste Ausgangsklemmenschaltkreise (3A), wobei jeder dazu gebildet ist, die erste Ausgangsklemme (C) der Schaltzelle, die an der j-ten, wobei 1 ≤ j ≤ n-1, Spalte der ersten Reihe der Matrix positioniert ist, verbindbar mit der zweiten Eingangsklemme (B) der Schaltzelle (1) zu gestalten, die an der j+1-ten Spalte der m-ten Reihe der Matrix eines entsprechenden ersten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises (1-1) positioniert ist; n-1 erste Eingangsklemmenschaltkreise (3B), wobei jeder dazu gebildet ist, die erste Eingangsklemme (A) der Schaltzelle (1), die an der j+1-ten Spalte der ersten Reihe der Matrix positioniert ist, verbindbar mit der zweiten Ausgangsklemme (D) der Schaltzelle (1) zu gestalten, die an der j-ten Spalte der m-ten Reihe der Matrix des entsprechenden ersten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises (1-1) positioniert ist; n-1 zweite Ausgangsklemmenschaltkreise (4A), wobei jeder dazu gebildet ist, die zweite Ausgangsklemme (D) der Schaltzelle (1), die an der j-ten Spalte der m-ten Reihe der Matrix positioniert ist, verbindbar mit der ersten Eingangsklemme (A) der Schaltzelle (1) zu gestalten, die an der j+1-ten Spalte einer ersten Reihe der Matrix eines entsprechenden zweiten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises (1-1) positioniert ist; n-1 zweite Eingangsklemmenschaltkreise (4B), wobei jeder dazu gebildet ist, die zweite Eingangsklemme (B) der Schaltzelle (1), die an der j+1-ten Spalte der m-ten Reihe der Matrix positioniert ist, verbindbar mit der ersten Ausgangsklemme (C) der Schaltzelle (1) zu gestalten, die an der j-ten Spalte der ersten Reihe der Matrix des entsprechenden zweiten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises (1-1) positioniert ist; m-1 dritte Eingangsklemmenschaltkreise (5B), wobei jeder dazu gebildet ist, die zweite Eingangsklemme. (B) der Schaltzelle (1), die an der ersten Spalte der i-ten, wobei 1 ≤ i ≤ m-1, Reihe der Matrix positioniert ist, verbindbar mit der ersten Ausgangsklemme (C) der Schaltzelle (1) zu gestalten, die an der n-ten Spalte einer i+1-ten Reihe der Matrix eines entsprechenden dritten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises (1-1) positioniert ist; m-1 vierte Eingangsklemmenschaltkreise (6B), wobei jeder dazu gebildet ist, die erste Eingangsklemme (A) der Schaltzelle, die an der ersten Spalte der i+1-ten Reihe der Matrix positioniert ist, verbindbar mit der zweiten Ausgangsklemme (D) der Schaltzelle (1) zu gestalten, die an der n-ten Spalte der i-ten Reihe der Matrix des entsprechenden dritten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises (1-1) positioniert ist; m-1 dritte Ausgangsklemmenschaltkreise (5A), wobei jeder dazu gebildet ist, die zweite Ausgangsklemme (D) der Schaltzelle (1), die an der n-ten Spalte der i-ten Reihe der Matrix positioniert ist, verbindbar mit der ersten Eingangsklemme (A) der Schaltzelle (1) zu gestalten, die an der ersten Spalte einer i+1-ten Reihe der Matrix eines entsprechenden vierten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises (1-1) positioniert ist; m-1 vierte Ausgangsklemmenschaltkreise (6A), wobei jeder dazu gebildet ist, die erste Ausgangsklemme (C) der Schaltzelle (1), die an der n-ten Spalte der i+1-ten Reihe der Matrix positioniert ist, verbindbar mit der zweiten Eingangsklemme (B) der Schaltzelle (1) zu gestalten, die an der ersten Spalte der i-ten Reihe der Matrix des entsprechenden vierten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises (1-1) positioniert ist; ein einzelner fünfter Eingangsklemmschaltkreis (7B), verbindbar mit der ersten Ausgangsklemme (C) der Schaltzelle (1), der an der n-ten Spalte der ersten Reihe der Matrix des entsprechenden dritten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises (1-1) positioniert ist; ein einzelner fünfter Ausgangsklemmschaltkreis (7A), der mit dem fünften Eingangsklemmschaltkreis (7B) verbunden und mit der zweiten Eingangsklemme (B) der Schaltzelle (1) verbindbar ist, der an der ersten Spalte der m-ten Reihe der Matrix des entsprechenden ersten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises (1-1) positioniert ist; ein einzelner sechster Eingangsklemmschaltkreis (8B), verbindbar mit der zweiten Ausgangsklemme (D) der Schaltzelle (1), der an der n-ten Spalte der m-ten Reihe der Matrix des entsprechenden dritten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises (1-1) positioniert ist; ein einzelner sechster Ausgangsklemmschaltkreis (8A), der mit dem sechsten Eingangsklemmschaltkreis (8B) verbunden und mit der ersten Eingangsklemme (A) der Schaltzelle (1) verbindbar ist, der an der ersten Spalte der ersten Reihe der Matrix des entsprechenden zweiten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises (1-1) positioniert ist; ein einzelner siebter Eingangsklemmschaltkreis (9B), wobei dieser dazu gebildet ist, die erste Eingangsklemme (A) der Schaltzelle (1), die an der ersten Spalte der ersten Reihe der Matrix positioniert ist, verbindbar mit dem sechsten Ausgangsklemmschaltkreis (8A) des entsprechenden ersten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises (1-1) zu gestalten; ein einzelner achter Eingangsklemmschaltkreis (10B), wobei dieser dazu gebildet ist, die zweite Eingangsklemme (B) der Schaltzelle (1), die an der ersten Spalte der m-ten Reihe der Matrix positioniert ist, verbindbar mit dem fünften Ausgangsklemmschaltkreis (7A) des entsprechenden zweiten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises (1-1) zu gestalten; ein einzelner siebter Ausgangsklemmschaltkreis (9A), wobei dieser dazu gebildet ist, die erste Ausgangsklemme (C) der Schaltzelle (1), die an der n-ten Spalte der ersten Reihe der Matrix positioniert ist, verbindbar mit dem fünften Eingangsklemmschaltkreis (7B) des entsprechenden vierten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises (1-1) zu gestalten; ein einzelner achter Ausgangsklemmschaltkreis (10A), wobei dieser dazu gebildet ist, die zweite Ausgangsklemme (D) der Schaltzelle (1), die an der n-ten Spalte der m-ten Reihe der Matrix positioniert ist, verbindbar mit dem sechsten Eingangsklemmschaltkreis (8B) des entsprechenden vierten anderen Knotenpunkt-Schaltkreises (1-1) zu gestalten;
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, dass wenn ein Knotenpunkt-Schaltkreis (1-1) nicht mit einem entsprechenden ersten anderen Knotenpunkt-Schaltkreis (1-1) verbunden ist, dann der fünfte Ausgangsklemmschaltkreis (7A) und der siebte Eingangsklemmschaltkreis (9B) auf der Seite der ersten Eingangsklemme (A) der Schaltzelle (1), die an der ersten Spalte der ersten Reihe des entsprechenden Matrixarrays positioniert ist, miteinander verbunden sind, während der erste Ausgangsklemmschaltkreis (3A) auf der Seite der ersten Ausgangsklemme (C) der Schaltzelle (1), die an der j-ten Spalte der ersten Reihe des entsprechenden Matrixarrays positioniert ist, und der erste Eingangsklemmschaltkreis (3B) auf der Seite der ersten Eingangsklemme (A) der Schaltzelle (1), die an der j+1-ten Spalte der ersten Reihe positioniert ist, miteinander verbunden sind.
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, dass wenn ein Knotenpunkt-Schaltkreis (1-1) nicht mit einem entsprechenden zweiten anderen Knotenpunkt-Schaltkreis (1-1) verbunden ist, dann der sechste Ausgangsklemmschaltkreis (8A) und der achte Eingangsklemmschaltkreis (10B) auf der Seite der zweiten Eingangsklemme (B) der Schaltzelle (1), die an der ersten Spalte der m-ten Reihe des entsprechenden Matrixarrays positioniert ist, miteinander verbunden sind, während der zweite Ausgangsklemmschaltkreis (4A) auf der Seite der zweiten Ausgangsklemme (D) der Schaltzelle (1), die an der j-ten Spalte der m-ten Reihe und die zweite Eingangsklemme (B) der Schaltzelle (1), die an der j+1-ten Spalte der m-ten Reihe des entsprechenden Matrixarrays positioniert sind, miteinander verbunden sind.
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, dass der oder jeder Knotenpunkt-Schaltkreis (1-1) ein Matrixarray umfasst, wobei der dritte bis sechste Eingangsklemmschaltkreis (5B, 6B, 7B, 8B) des entsprechenden Matrixarrays auf einer Seite bereitgestellt sind, die zu der ersten Spalte der entsprechenden Matrix gehört, der dritte, viert, siebte und achte Ausgangsklemmschaltkreis (5A, 6A, 7A, 8A) des entsprechenden Matrixarrays auf einer Seite bereitgestellt sind, die zu der n-ten Spalte der entsprechenden Matrix gehört, der erste und siebte Eingangsklemmschaltkreis (3B, 9B) und der erste und fünfte Ausgangsklemmschaltkreis (3A, 7A) des entsprechenden Matrixarrays auf einer Seite bereitgestellt sind, die zu der ersten Reihe der entsprechenden Matrix gehört, und der zweite und achte Eingangsklemmschaltkreis (4B, 10B) und der zweite und sechste Ausgangsklemmschaltkreis (4A, 8A) des entsprechenden Matrixarrays auf einer Seite bereitgestellt sind, die zu der m-ten Reihe der entsprechenden Matrix gehört.
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, dass der oder jeder Knotenpunkt-Schaltkreis (1-1) ein Matrixarray umfasst, wobei jeder der Eingangsklemmschaltkreise (3B bis 10B) des entsprechenden Matrixarrays bereitgestellt ist auf einer Seite bereitgestellt sind, die zu der ersten Spalte der entsprechenden Matrix gehört, und jeder der Ausgangsklemmschaltkreise (3A bis 10A) des entsprechenden Matrixarrays bereitgestellt ist auf einer Seite bereitgestellt sind, die zu der n-ten Spalte der entsprechenden Matrix gehört.
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 8, gekennzeichnet dadurch, dass jede Schaltzelle (1) aus einem elektronischen Schaltkreis gebildet ist.
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung nach einem der Ansprüche 1, 2 und 9, gekennzeichnet dadurch, dass jede Schaltzelle (1) aus einem optischen Schaltkreis (1') gebildet ist.
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, dass jede Schaltzelle (1) umfasst: eine erste elektronische Schalteinheit (15A, 16A) zum elektrischen Verbinden der entsprechenden ersten Eingangsklemme (A) mit einer oder beiden der entsprechenden ersten Ausgangsklemme (C) und der entsprechenden zweiten Ausgangsklemme (D); und eine zweite elektronische Schalteinheit (15B, 16B) zum elektrischen Verbinden der entsprechenden zweiten Eingangsklemme (B) mit einer oder beiden der entsprechenden ersten Ausgangsklemme (C) und der entsprechenden zweiten Ausgangsklemme (D).
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung nach Anspruch 12, gekennzeichnet dadurch, dass jede Schaltzelle (1) umfasst: einen ersten Eingangsschaltkreis (51A), der einen ersten Transistor (Tr1) mit geerdeter Basis und einen ersten Lastwiderstand (R1), der mit dem Kollektor des ersten Transistors (Tr1) elektrisch verbunden ist, aufweist, wobei der Emitter des ersten Transistors (Tr1) bereitgestellt ist als die entsprechende Eingangsklemme (A); einen zweiten Eingangsschaltkreis (51B), der einen zweiten Transistor (Tr2) mit geerdeter Basis und einen zweiten Lastwiderstand (R2), der mit dem Kollektor des zweiten Transistors (Tr2) elektrisch verbunden ist, aufweist, wobei der Emitter des zweiten Transistors (Tr2) bereitgestellt ist als die entsprechende zweite Eingangsklemme (B); und erste bis vierte Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreise (52A, 52B, 52C, 52D), wobei jeder einen dritten und vierten Transistor (Tr3, Tr4) mit den entsprechenden Emitter aufweist, die miteinander elektrisch verbunden sind, um eine differentielle Anordnung zu bilden, wobei der erste und zweite Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreise (52A, 52B) die entsprechende erste elektronische Schalteinheit (15A, 16A) bilden, während der dritte und vierte Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreise (52C, 52D) die entsprechende zweite elektronische Schalteinheit (15A, 16A) bilden, wobei der dritte Transistor (Tr3) des ersten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises (52A) und der vierte Transistor (Tr4) des dritten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises (52C) miteinander parallel elektrisch an jedem Kollektor verbunden sind, um die entsprechende erste Ausgangsklemme (C) zu bilden, während der dritte Transistor (Tr3) des zweiten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises (52B) und der vierte Transistor (Tr4) des vierten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises (52D) miteinander parallel elektrisch an jedem Kollektor verbunden sind, um die entsprechende zweite Ausgangsklemme (D) zu bilden, der entsprechende vierte Transistor (Tr4) des ersten und zweiten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises (52A, 52B) an jeder Basis parallel elektrisch mit dem ersten Lastwiderstand (R1) des entsprechende ersten Eingangsschaltkreises (51A) verbunden sind, der entsprechende dritte Transistor (Tr3) des dritten und vierten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises (52C, 52D) an jeder Basis parallel elektrisch mit dem zweiten Lastwiderstand (R2) des entsprechende zweiten Eingangsschaltkreises (51B) verbunden sind, und Ströme, die durch den ersten bis vierten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreis (52A bis 52D) fließen, gesteuert werden, wobei der Verbindungszustand, der die Verbindung zwischen der ersten und zweiten Eingangsklemme (A, B) und der ersten und zweiten Ausgangsklemme (C, D) der Schaltzelle (1) repräsentiert, verändert wird.
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung nach Anspruch 13, gekennzeichnet dadurch, dass jede Schaltzelle (1) so angeordnet ist, dass wenn die entsprechende erste Eingangsklemme (A) mit einer zweiten Ausgangsklemme (D) einer ersten anderen Schaltzelle (1; SW13) elektrisch verbunden ist, dann der erste Transistor (Tr1) der entsprechenden ersten Eingangsschaltung (51A) an dem Emitter mit einem vierten Transistor (Tr4) des vierten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises (52D) der ersten anderen Schaltzelle (SW13) an dem Kollektor in einer Cascoden Weise elektrisch verbunden ist, um einen ersten Cascoden-Schnittstellen-Schaltkreis (54A) zu bilden, und wenn die entsprechende zweite Eingangsklemme (B) mit einer ersten Ausgangsklemme (C) einer zweiten anderen Schaltzelle (1; SW31) elektrisch verbunden ist, dann der zweite Transistor (Tr2) der entsprechenden zweiten Eingangsschaltung (51B) an dem Emitter mit einem dritten Transistor (Tr3) des ersten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises (52A) der zweiten anderen Schaltzelle (SW31) an dem Kollektor in einer Cascode Weise elektrisch verbunden ist, um einen zweiten Cascode-Schnittstellen-Schaltkreis (54B) zu bilden.
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Eingangsschaltung (51A, 51B), die erste und zweite Eingangsklemme (A, B) und die erste und zweite Ausgangsklemme (C, D) von jeder Schaltzelle (1) jeweils in differentiellen Anordnungen gebildet sind.
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schaltzelle (1) ferner erste bis vierte Stromquellenschaltkreise (53A bis 53D) umfasst, wobei jeder einen fünften Transistor (Tr5) aufweist, dessen Kollektor mit einem der ersten bis vierten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreise (52A bis 52D) elektrisch verbunden ist und dessen Emitter mit einem dritten Lastwiderstand (R7) elektrisch verbunden ist, und das Basispotential von jedem fünften Transistor (Tr5) des Stromquellenschaltkreises (53A bis 53D) von jeder Schaltzelle (1) unabhängig gesteuert wird, wobei Ströme, die in jedem der ersten bis vierten Stromquellenschaltkreise (52A bis 52D) der entsprechenden Schaltzelle (1) fließen, gesteuert werden.
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schaltzelle (1) ferner umfasst: einen ersten Stromschaltsteuerungsschaltkreis (55A) zum Ermöglichen, dass ein Strom lediglich in einen ersten oder dritten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreis (52A, 52C) der entsprechenden Schaltzelle (1) fließt; und einen zweiten Stromschaltsteuerungsschaltkreis (55B) zum Ermöglichen, dass ein Strom lediglich in einen zweiten oder vierten Ausgangsstrom-Schalter- Schaltkreis (52B, 52D) der entsprechenden Schaltzelle (1) fließt.
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schaltzelle (1) umfasst: einen dritten Eingangsstrom-Schalter-Schaltkreis (61A), der als die entsprechende erste elektronische Schalteinheit (15A, 16A) dient, der sechsten und siebten Transistor (Tr6, Tr7) aufweist, deren Emitter parallel elektrisch verbunden sind, und die entsprechende erste Eingangsklemme (A) zu bilden; einen vierten Eingangsstrom-Schalter-Schaltkreis (61B), der als die entsprechende zweite elektronische Schalteinheit (15B, 16B) dient, der achten und neunten Transistor (Tr8, Tr9) aufweist, deren Emitter parallel elektrisch verbunden sind, und die entsprechende zweite Eingangsklemme (B) zu bilden; einen vierten Lastwiderstand (R21), der elektrisch mit jedem Kollektor des sechsten Transistors (Tr6) und achten Transistors (Tr8) parallel verbunden ist; einen fünften Lastwiderstand (R22), der elektrisch mit jedem Kollektor des siebten Transistors (Tr7) und neunten Transistors (Tr9) parallel verbunden ist; einen fünften Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreis (62A), der zehnten und elften Transistor (Tr10, Tr11) aufweist, die miteinander über die entsprechenden Emitter elektrisch verbunden sind, um eine differentielle Anordnung zu bilden, wobei der Kollektor des zehnten Transistors (Tr10) als die entsprechende erste Ausgangsklemme (C) bereitgestellt ist, und wobei die Basis des elften Transistors (Tr11) parallel mit dem vierten Lastwiderstand (R21) verbunden ist; und einen sechsten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreis (62B), der zwölften und dreizehnten Transistor (Tr12, Tr13) aufweist, die miteinander über die entsprechenden Emitter elektrisch verbunden sind, um eine differentielle Anordnung zu bilden, wobei der Kollektor des zwölften Transistors (Tr12) als die entsprechende zweite Ausgangsklemme (D) bereitgestellt ist, und wobei die Basis des dreizehnten Transistors (Tr13) parallel elektrisch mit dem fünften Lastwiderstand (R22) verbunden ist, wobei jedes Basispotential des sechsten bis neunten Transistors (Tr6 bis Tr9) unabhängig gesteuert wird, wobei der Verbindungsstatus, der die Verbindung zwischen der entsprechenden ersten und zweiten Eingangsklemme (A, B) und der entsprechenden ersten und zweiten Ausgangsklemme (C, D) der entsprechenden Schaltzelle (1) repräsentiert, geändert wird.
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schaltzelle (1) so angeordnet ist, dass wenn die entsprechende erste Eingangsklemme (A) mit einer zweiten Ausgangsklemme (D) einer dritten anderen Schaltzelle (1; SWl3) elektrisch verbunden ist, dann mindestens einer der sechsten oder siebten Transistoren (Tr6, Tr7) der dritten Eingangsschaltung (61A) an dem Emitter mit einem zwölften Transistor (Tr12) eines sechsten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises (62B) der dritten anderen Schaltzelle (SW13) an dem Kollektor in einer Cascoden Weise elektrisch verbunden ist, um einen dritten Cascoden-Schnittstellen-Schaltkreis (63A) zu bilden, und wenn die entsprechende zweite Eingangsklemme (B) mit einer ersten Ausgangsklemme (C) einer vierten anderen Schaltzelle (1; SW31) elektrisch verbunden ist, dann mindestens einer der achten oder neunten Transistoren (Tr8, Tr9) der vierten Eingangsschaltung (61B) an dem Emitter mit einem zehnten Transistor (Tr10) eines fünften Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises (62A) der vierten anderen Schaltzelle (SW31) an dem Kollektor in einer Cascoden Weise elektrisch verbunden ist, um einen vierten Cascoden-Schnittstellen-Schaltkreis (63B) zu bilden.
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte und vierte Eingangsstrom-Schalter-Schaltkreis (61A, 61B), die erste und zweite Eingangsklemme (A, B) und die erste und zweite Ausgangsklemme (C, D) von jeder Schaltzelle (1) jeweils in differentiellen Anordnungen gebildet sind.
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung nach Anspruch 10, ferner gekennzeichnet durch Umfassen von mindestens einem Knotenpunkt-Schalter-Schaltkreis (1-1), der eine Vielzahl von elektronischen Schaltzellen (1) umfasst, wobei jede elektronische Schaltzelle (1) von einem Typ mit zwei Eingängen und zwei Ausgängen ist, die eine erste und zweite Eingangsklemme (A, B) und eine erste und zweite Ausgangsklemme (C, D) aufweist, und umfasst: eine erste elektronische Schalteinheit (15A, 16A) zum elektrischen Verbinden der entsprechenden ersten Eingangsklemme (A) mit einer oder beiden der entsprechenden Ausgangsklemme (C) und entsprechenden Ausgangsklemme (D); und eine zweite elektronische Schalteinheit (15B, 16B) zum elektrischen Verbinden der entsprechenden zweiten Eingangsklemme (B) mit einer oder beiden der entsprechenden Ausgangsklemme (C) und entsprechenden Ausgangsklemme (D).
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass jede elektronische Schaltzelle (1) umfasst: einen ersten Eingangsschaltkreis (51A), der einen ersten Transistor (Tr1) mit geerdeter Basis und einen ersten Lastwiderstand (R1), der mit dem Kollektor des ersten Transistors (Tr1) verbunden ist, aufweist, wobei der Emitter des ersten Transistors (Tr1) bereitgestellt ist als die entsprechende Eingangsklemme (A); einen zweiten Eingangsschaltkreis (51B), der einen zweiten Transistor (Tr2) mit geerdeter Basis und einen zweiten Lastwiderstand (R2), der mit dem Kollektor des zweiten Transistors (Tr2) verbunden ist, aufweist, wobei der Emitter des zweiten Transistors (Tr2) bereitgestellt ist als die entsprechende zweite Eingangsklemme (B); und erste bis vierte Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreise (52A, 52B, 52C, 52D), wobei jeder einen dritten und vierten Transistor (Tr3, Tr4) mit den entsprechenden Emitter aufweist, die miteinander verbunden sind, um eine differentielle Anordnung zu bilden, wobei der erste und zweite Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreise (52A, 52B) die entsprechende erste elektronische Schalteinheit (15A, 16A) bilden, während der dritte und vierte Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreise (52C, 52D) die entsprechende zweite elektronische Schalteinheit (15A, 16A) bilden, wobei der dritte Transistor (Tr3) des ersten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises (52A) und der vierte Transistor (Tr4) des dritten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises (52C) miteinander parallel an jedem Kollektor verbunden sind, um die entsprechende erste Ausgangsklemme (C) zu bilden, während der dritte Transistor (Tr3) des zweiten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises (52B) und der vierte Transistor (Tr4) des vierten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises (52D) miteinander parallel elektrisch an jedem Kollektor verbunden sind, um die entsprechende zweite Ausgangsklemme (D) zu bilden, der entsprechende vierte Transistor (Tr4) des ersten und zweiten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises (52A, 52B) an jeder Basis parallel mit dem ersten Lastwiderstand (R1) des entsprechende ersten Eingangsschaltkreises (51A) verbunden sind, der entsprechende dritte Transistor (Tr3) des dritten und vierten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises (52C, 52D) an jeder Basis parallel mit dem zweiten Lastwiderstand (R2) des entsprechende zweiten Eingangsschaltkreises (51B) verbunden sind, und Ströme, die durch den ersten bis vierten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreis (52A bis 52D) fließen, gesteuert werden, wobei der Verbindungszustand, der die Verbindung zwischen der ersten und zweiten Eingangsklemme (A, B) und der ersten und zweiten Ausgangsklemme (C, D) der Schaltzelle (1) repräsentiert, verändert wird.
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass wenn die entsprechende erste Eingangsklemme (A) mit einer zweiten Ausgangsklemme (D) einer ersten anderen Schaltzelle (1; SW13) verbunden ist, dann der erste Transistor (Tr1) der ersten Eingangsschaltung (51A) an dem Emitter mit einem vierten Transistor (Tr4) des vierten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises (52D) der ersten anderen Schaltzelle (SW13) an dem Kollektor in einer Cascoden Weise verbunden ist, um einen ersten Cascoden-Schnittstellen-Schaltkreis (54A) zu bilden, und wenn die entsprechende zweite Eingangsklemme (B) mit einer ersten Ausgangsklemme (C) einer zweiten anderen Schaltzelle (1; SW31) verbunden ist, dann der zweite Transistor (Tr2) der zweiten Eingangsschaltung (51B) an dem Emitter mit einem dritten Transistor (Tr3) des ersten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises (52A) der zweiten anderen Schaltzelle (SW31) an dem Kollektor in einer Cascode Weise verbunden ist, um einen zweiten Cascode-Schnittstellen-Schaltkreis (54B) zu bilden.
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Eingangsschaltung (51A, 51B), die erste und zweite Eingangsklemme (A, B) und die erste und zweite Ausgangsklemme (C, D) von jeder elektronischen Schaltzelle (1) jeweils in differentiellen Anordnungen gebildet sind.
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass jede elektronische Schaltzelle (1) ferner umfasst: erste bis vierte Stromquellenschaltkreise (53A bis 53D), wobei jeder einen fünften Transistor (Tr5) aufweist, dessen Kollektor mit einem der ersten bis vierten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreise (52A bis 52D) verbunden ist und dessen Emitter mit einem dritten Lastwiderstand (R7) elektrisch verbunden ist, und das Basispotential von jedem fünften Transistor (Tr5) des Stromquellenschaltkreises (53A bis 53D) von jeder elektronischen Schaltzelle (1) unabhängig gesteuert wird, wobei Ströme, die in dem ersten bis vierten Stromquellenschaltkreise (52A bis 52D) der entsprechenden Schaltzelle (1) fließen, gesteuert werden.
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass jede elektronische Schaltzelle (1) ferner umfasst: einen ersten Stromschaltsteuerungsschaltkreis (55A) zum Ermöglichen, dass ein Strom lediglich in einen ersten oder dritten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreis (52A, 52C) fließt; und einen zweiten Stromschaltsteuerungsschaltkreis (55B) zum Ermöglichen, dass ein Strom lediglich in einen zweiten oder vierten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreis (52B, 52D) fließt.
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass jede elektronische Schaltzelle (1) umfasst: einen dritten Eingangsstrom-Schalter-Schaltkreis (61A), der als die entsprechende erste elektronische Schalteinheit (15A, 16A) dient, der sechsten und siebten Transistor (Tr6, Tr7) aufweist, deren Emitter parallel verbunden sind, und die entsprechende erste Eingangsklemme (A) zu bilden; einen vierten Eingangsstrom-Schalter-Schaltkreis (61B), der als die entsprechende zweite elektronische Schalteinheit (15B, 16B) dient, der achten und neunten Transistor (Tr8, Tr9) aufweist, deren Emitter parallel verbunden sind, und die entsprechende zweite Eingangsklemme (B) zu bilden; einen vierten Lastwiderstand (R21), der mit jedem Kollektor des sechsten Transistors (Tr6) und achten Transistors (Tr8) parallel verbunden ist; einen fünften Lastwiderstand (R22), der mit jedem Kollektor des siebten Transistors (Tr7) und neunten Transistors (Tr9) parallel verbunden ist; einen fünften Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreis (62A), der zehnten und elften Transistor (Tr10, Tr11) aufweist, die miteinander über die entsprechenden Emitter verbunden sind, um eine differentielle Anordnung zu bilden, wobei der Kollektor des zehnten Transistors (Tr10) als die entsprechende erste Ausgangsklemme (C) bereitgestellt ist, und wobei die Basis des elften Transistors (Tr11) parallel mit dem vierten Lastwiderstand (R21) parallel verbunden ist; und einen sechsten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreis (62B), der zwölften und dreizehnten Transistor (Tr12, Tr13) aufweist, die miteinander über die entsprechenden Emitter verbunden sind, um eine differentielle Anordnung zu bilden, wobei der Kollektor des zwölften Transistors (Tr12) als die entsprechende zweite Ausgangsklemme (D) bereitgestellt ist, und wobei die Basis des dreizehnten Transistors (Tr13) mit dem fünften Lastwiderstand (R22) verbunden ist, wobei jedes Basispotential des sechsten bis neunten Transistors (Tr6 bis Tr9) unabhängig gesteuert wird, wobei der Verbindungsstatus, der die Verbindung zwischen der ersten und zweiten Eingangsklemme (A, B) und der ersten und zweiten Ausgangsklemme (C, D) der entsprechenden elektronischen Schaltzelle (1) repräsentiert, geändert wird.
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass jede elektronische Schaltzelle (1) so angeordnet ist, dass wenn die entsprechende erste Eingangsklemme (A) mit einer zweiten Ausgangsklemme (D) einer dritten anderen Schaltzelle (1; SW13) verbunden ist, dann mindestens einer der sechsten oder siebten Transistoren (Tr6, Tr7) der dritten Eingangsschaltung an dem Emitter mit einem zwölften Transistor (Tr12) eines sechsten Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises (62B) der dritten anderen Schaltzelle (SW13) an dem Kollektor in einer Cascoden Weise verbunden ist, um einen dritten Cascoden-Schnittstellen-Schaltkreis (63A) zu bilden, und wenn die entsprechende zweite Eingangsklemme (B) mit einer ersten Ausgangsklemme (C) einer vierten anderen Schaltzelle (1; SW31) verbunden ist, dann mindestens einer der achten oder neunten Transistoren (Tr8, Tr9) der vierten Eingangsschaltung (61B) an dem Emitter mit einem zehnten Transistor (Tr10) eines fünften Ausgangsstrom-Schalter-Schaltkreises (62A) der vierten anderen Schaltzelle (SW31) an dem Kollektor in einer Cascoden Weise verbunden ist, um einen vierten Cascoden-Schnittstellen-Schaltkreis (63B) zu bilden.
Eine Knotenpunkt-Schalter Anordnung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte und vierte Eingangsstrom-Schalter-Schaltkreis (61A, 61B), die erste und zweite Eingangsklemme (A, B) und die erste und zweite Ausgangsklemme (C, D) von jeder elektronischen Schaltzelle (1) jeweils in differentiellen Anordnungen gebildet sind.