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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein serielles Übertragungspfadvermittlungssystem
zum selektiven Vermitteln und Verbinden von Kommunikationsdiensten,
die eine Vielzahl von Übertragungsraten aufweisen.
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Zusammen
mit den jüngsten
Fortschritten in der digitalen Technologie wurde die Digitalisierung von
HDTV-Signalen als auch die von konventionellen Standard-TV-Signalen
realisiert. Digitalisierung von Video-Signalen fördert auch die Entwicklung
von Video-Komprimierungstechniken, so wie MPEG und JPEG. Beispielsweise
verwendet eine Übertragungsstation
Videosignale mit unterschiedlichen Übertragungsraten. Beispiele
von Videosignalen mit unterschiedlichen Übertragungsraten sind ein HDTV-Basisbandsignal (1,5
Gbps), ein Standard-TV-Signal (143 Mbps, 177 Mbps, 270 Mbps, 360
Mbps oder 540 Mbps, oder dergleichen) und ein komprimiertes Videosignal
(MPEG, JPEG, oder dergleichen). In dieser Spezifikation bedeutet
ein "Videosignal" ein Signal, das
nicht lediglich nur Bildinformationen sondern auch eine Audiokomponente
und Synchronisierungssignale enthält.
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In
diesem Fall wird eine serielle Übertragungspfadvermittlungsvorrichtung
zum Konzentrieren einer Vielzahl von seriellen Übertragungspfaden mit einer
Vielzahl von Übertragungsraten
zu einem Abschnitt und zum selektivem Vermitteln und Verbinden eines
der seriellen Übertragungspfade verwendet.
Diese Vermittlungsvorrichtung weist in den Eingangs- und Ausgangsabschnitten
Schnittstellenabschnitte (Puffer verwendende Angleichungsabschnitte)
auf, die mit den verschiedenen Übertragungsraten
korrespondieren. Die Vorrichtung demoduliert die Wellenformdegradation
eines Eingangssignals in dem Eingangsabschnitt und vermittelt das Signal
(Signalvermittlung). Die Wellenformdegradation in dem Signal, das
durch den Vermittlungsabschnitt ausgewählt wird, wird durch den Ausgabeabschnitt
demoduliert und zu dem Ausgabeübertragungspfad
ausgegeben.
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Jedoch
ist in solch einer konventionellen seriellen Übertragungspfadvermittlungsvorrichtung
die maximale Anzahl von Kanälen
für jede Übertragungsrate
vorbestimmt, was zu einer schlechten Erweiterbarkeit führt. Beispielsweise
kann diese Vorrichtung nicht flexibel mit Hinzufügen von seriellen Übertragungspfaden
aufgrund des Anstiegs der Anzahl von Studios oder Ausstattung oder
Hinzufügen eines
seriellen Übertragungspfads
mit einer neuen Übertragungsrate
umgehen.
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Im
Genaueren, da die maximale Anzahl von Leitungen für jede Übertragungsrate
vorbestimmt ist, können
serielle Übertragungspfade
mit neuen Übertragungsraten
nicht über
die Anzahl von freien Leitungen des Matrix-Vermittelungsabschnittes hinaus verbunden
werden. Um dieses Problem zu lösen, muss
das Design der Schnittstellenkonfigurationen der Eingangs- und Ausgangsabschnitte
verändert werden,
was zu einer großen
Kostensteigerung führt.
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Weiterhin
wird in dem konventionellen Matrix-Vermittelungsabschnitt ein Jitter bzw.
Fluktuieren erzeugt aufgrund einer Variation der Verzögerung in einem
Bearbeitungsschaltkreis und einigem Einfluss der Bandbreite einer
Durchlassfrequenz. Um diesen Jitter zu reduzieren und die Signalrekonstruktion
bei dem Empfangsabschnitt zu vereinfachen, weist der Matrix-Vermittelungsabschnitt
einen Umterminierungsabschnitt auf, der einen Taktsignal-Extraktionsschaltkreis
und einen D-Flip-Flop-Schaltkreis (D-FF) für jeden Schalter aufweist.
Der Taktsignal-Extraktionsschaltkreis kann mit einem Signal mit
einer festen Übertragungsrate
umgehen. Um Signale zu bearbeiten, die unterschiedliche Übertragungsrate
(Multi-Raten) aufweisen, müssen
Schalter bzw. Vermittler, die für
die entsprechenden Signale vorgesehen sind, bereitgestellt sein.
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Konventionell,
wenn ein großer
Matrix-Vermittelungsabschnitt
gebildet werden soll zum Bearbeiten von sowohl digitalen Niedrig-
als auch Hoch-Geschwindigkeitssignalen,
wächst
die Anzahl von Schaltern, Verteilern und Auswahleinrichtungen oder
die Schaltkreisgröße, was
zu einer Vergrößerung der
Vorrichtungsgröße oder
des Energieverbrauchs führt.
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US 3,894,177 offenbart ein
System zum Verteilen und Leiten einer großen Anzahl von Audio-Video-Signalkanälen. Das
System umfasst ein Vermittelungssystem, das eine Vielzahl von Matrix-Schaltern enthält, die
Eingänge
aufweisen für
die Eingangskanäle
und einen Ausgang für
andere Ausgänge,
zu dem die Kanäle
geschaltet werden können. Serielle Übertragungspfade
sind mit den Eingangsleitungen durch Eingangspuffer verbunden, und
serielle Übertragungspfade
sind mit Ausgangsleitungen über
Ausgangspuffer verbunden.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein serielles Übertragungspfadvermittlungssystem
bereitzustellen, das flexibel mit Hinzufügen oder Verändern in
einer Kommunikationsvorrichtung, die eine existierende Übertragungsrate
aufweist, oder Hinzufügen
einer Kommunikationsvorrichtung umgehen kann, die eine neue Übertragungsrate
aufweist.
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Es
ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, ein kompaktes und
zuverlässiges
serielles Übertragungspfadvermittlungssystem
mit einem niedrigen Energieverbrauch bereitzustellen, das die Anzahl
von Schaltern bzw. Vermittlern in einem großen Matrix-Vermittlungsabschnitt vermindern kann und
auch die Schaltkreisgrößen eines
Verteilers bzw. Distributors und Selektors bzw. einer Auswahleinrichtung
reduzieren kann.
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Gemäß der Erfindung
wird ein serielles Übertragungspfadvermittlungssystem
bereitgestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es umfasst:
einen
Vermittlungsabschnitt, der eine Vielzahl von Eingangsleitungen und
eine Vielzahl von Ausgangsleitungen aufweist, zum Durchführen von
Leitungsvermittlung zwischen den Eingangsleitungen und Ausgangsleitungen;
eine
Vielzahl von ersten seriellen Übertragungspfaden,
die mit den jeweiligen Eingangsleitungen verbunden sind;
Eingangspuffer,
die mit den jeweiligen eingangsseitigen Kommunikationsvorrichtungen
und Anschlüssen der
ersten seriellen Übertragungspfaden
verbunden sind, zum Angleichen der Übertragungssignale von den
eingangsseitigen Kommunikationsvorrichtungen und zum Senden der
Signale zu den ersten seriellen Übertragungspfaden;
eine
Vielzahl von zweiten Übertragungspfaden,
die mit den jeweiligen Ausgangsleitungen verbunden sind;
Ausgangspuffer,
die mit den jeweiligen ausgangsseitigen Kommunikationsvorrichtungen
und Anschlüssen
der zweiten seriellen Übertragungspfaden
verbunden sind, zum Angleichen der Übertragungssignale von den
zweiten seriellen Übertragungspfaden und
zum Senden der Signale zu den ausgangsseitigen Kommunikationsvorrichtungen;
und
einen Empfangsabschnitt, der zwischen den ersten seriellen Übertragungspfaden
und den Eingangsleitungen eingefügt
ist, zum Empfangen der Übertragungssignale
von den ersten seriellen Übertragungspfaden
und zum Zuführen
der Signale zu den Eingangsleitungen.
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Ein Übertragungsabschnitt
kann eingesetzt sein zwischen den Ausgangsleitungen bzw. Ausgabeleitungen
und den zweiten seriellen Übertragungspfaden,
um die Übertragungssignale
von den Ausgangsleitungen zu empfangen und die Signale den zweiten
seriellen Übertragungspfaden
zuzuführen.
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Gemäß dem zweiten
Aspekt der vorliegenden Erfindung, umfasst in dem System des ersten Aspekts
der Vermittlungsabschnitt
einen Schalter bzw. Vermittler, der
eine Vielzahl von Eingangsteilen und eine Vielzahl von Ausgangsteilen aufweist,
zum Durchführen
von Leitungsvermittlung zwischen den Eingangsteilen und Ausgangsteilen,
Frequenzbandexpandierungsbauteile,
die mit den jeweiligen Ausgangsteilen verbunden sind zum Erhöhen eines
Gewinns der hochfrequenzseitigen Frequenzcharakteristiken von jedem
der Übertragungssignale
von den Ausgangsteilen, und
Pufferverstärker, die mit den Frequenzbandexpandierungsbauteilen
verbunden sind, zum Puffern der Übertragungssignale
von den Frequenzbandexpandierungsbauteilen und zum Senden der Signale
zu den jeweiligen Ausgangsleitungen.
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Gemäß dem dritten
Aspekt der vorliegenden Erfindung, umfasst in dem System des ersten
Aspekts der Vermittlungsabschnitt
einen Schalter, der eine
Vielzahl von Eingangsteilen und eine Vielzahl von Ausgangsteilen
aufweist, zum Durchführen
von Leitungsvermittlung zwischen den Eingangsteilen und Ausgangsteilen,
Konvertierungsbauteile,
die mit den Ausgangsteilen verbunden sind, zum Konvertieren von Übertragungssignalen
von den Ausgangsteilen in Paare von jeweiligen positiven und negativen
Differenzsignalen,
Paare von Frequenzbandexpandierungsbauteilen, die
mit den jeweiligen Konvertierungsbauteilen verbunden sind, zum Erhöhen eines
Gewinns von hochfrequenzseitigen Frequenzcharakteristiken von jedem
der positiven und negativen Differenzsignale von den Konvertierungsbauteilen,
und
Pufferverstärker,
die mit den Paaren von Frequenzbandexpandierungsbauteilen verbunden
sind, zum Kombinieren der Übertragungssignale
von den Paaren der Frequenzbandexpandierungsbauteile zu einzelnen
Signalen, zum Puffern der einzelnen Signale und zum Senden der Signale
zu den jeweiligen Ausgangsleitungen.
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Gemäß dem vierten
Aspekt der vorliegenden Erfindung, in dem System des ersten Aspekts,
- (a) weist der Empfangsabschnitt Li (Li ist
eine natürlich
Zahl) Verteiler auf zum Verteilen von Digitalsignalen von Li Kanälen zu einer
ersten Gruppe und einer zweiten Gruppe in Einheiten eines Kanals,
- (b) umfasst der Vermittlungsabschnitt
eine Eingangsstufe,
die durch paralleles Anordnen einer Vielzahl von Schaltern gebildet
ist, und eine Gesamtanzahl von mindestens 2Li (Li ist eine natürlich Zahl)
Eingängen
aufweist, wobei jeder Schalter eine maximale Anzahl N (N ist eine natürlich Zahl)
von Eingängen
und eine maximale Anzahl M (M ist eine natürlich Zahl) von Ausgängen aufweist,
eine
Ausgangsstufe, die durch paralleles Anordnen einer Vielzahl von
Schaltern gebildet ist, und eine Gesamtanzahl von mindestens 2Lo
(L0 ist eine natürlich
Zahl) Eingängen
aufweist, wobei jeder Schalter die maximale Anzahl N von Eingängen und
die maximale Anzahl M von Ausgängen aufweist,
und
eine Mittelstufe, die zwischen der Eingangsstufe und der
Ausgangsstufe eingefügt
ist und durch paralleles Anordnen von (P + Q) (wobei P (P ist eine
natürliche
Zahl) die Anzahl der Eingänge
eines Schalters der Eingangsstufe für eine der Gruppen ist, und
Q (Q ist eine natürliche
Zahl) die Anzahl der Ausgänge
eines Schalters der Ausgangsstufe für eine der Gruppen ist) Schaltern
gebildet ist, die genauso viele Eingänge wie die Gesamtanzahl von
Ausgängen
der Schalter der Eingangsstufe und genauso viele Ausgänge wie
die Gesamtanzahl von Eingängen
der Schalter der Ausgangsstufe aufweisen,
wobei die Digitalsignale
der ersten und zweiten Gruppe von jedem der Li Kanäle, die
durch den Empfangsabschnitt verteilt sind, in Schalter der Eingangsstufe,
die sich untereinander unterscheiden, zwischen den Gruppen eingegeben
werden, durch die Vielzahl der Schalter der Mittelstufe laufen,
und von den Schaltern der Ausgangsstufe, die sich untereinander
unterscheiden, zwischen den Gruppen ausgegeben werden, und
- (c) weist der Übertragungsabschnitt
Lo Auswahlvorrichtungen auf, so dass die digitalen Signale von der
ersten und zweiten Gruppe, die von Schaltern des Vermittlungsabschnitts,
die sich untereinander unterscheiden, zwischen den Gruppen ausgegeben
werden, in entsprechende Auswahlvorrichtungen eingegeben werden,
und das digitale Signal einer der Gruppen selektiv ausgegeben wird.
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Diese
Zusammenfassung der Erfindung beschreibt nicht notwendigerweise
alle notwendigen Eigenschaften, so dass die Erfindung auch eine
Unterkombination dieser beschriebenen Eigenschaften sein kann.
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Die
Erfindung kann umfassender aus der folgenden detaillierten Beschreibung
verstanden werden, wenn diese in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen
genommen wird, in denen:
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1 ein
Blockdiagramm ist, das ein serielles Übertragungspfadvermittlungssystem
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2A bis 2D Ansichten
zum Erklären von
Angleichen eines Übertragungssignals
ist;
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3 eine
Ansicht ist, die eine Anordnung zeigt, in der ein serielles Übertragungspfadvermittlungssystem,
das in 1 gezeigt ist, angewendet wird auf ein Videoverteilungssystem,
z. B. ein Relaisstation;
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4 eine
Ansicht ist, die die Anordnung eines Vermittelungsschaltkreises
gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5A und 5B Ansichten
sind, die Beispiele eines Jitter-Reduzierungsschaltkreises in den in 4 bzw. 6 gezeigten
Anordnungen zeigt;
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6 eine
Ansicht ist, die die Anordnung eines Vermittelungsschaltkreises
gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7 eine
Ansicht ist, die die Anordnung eines Vermittelungsschaltkreises
gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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8 ein
Graph ist, der einen Zustand zeigt, in dem die Frequenzcharakteristiken
sich aufgrund des Jitter-Reduzierungsschaltkreises ändern;
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9A und 9B Ansichten
sind, die Zustände
zeigen, in denen sich die Marge für Datenidentifizierung in der
Beziehung zwischen einer Signal-Bitrate und der Operationsgeschwindigkeit
eines Schalters verändert;
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10 ein
Blockdiagramm ist, das eine Signalvermittlungsvorrichtung gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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11 ein
Schaltkreis-Blockdiagramm ist, das einen Matrix-Vermittlungsabschnitt
in der in 10 gezeigten Vorrichtung zeigt;
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12 ein
Schaltkreis-Blockdiagramm ist, das einen Matrix-Vermittlungsabschnitt
gemäß einer anderen
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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13 eine
Ansicht ist, die ein Vermittlungsmodul zeigt, das in dem in 12 gezeigten
Matrix-Vermittelungsabschnitt
verwendet wird.
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1 ist
ein Blockdiagramm, das ein serielles Übertragungspfadvermittlungssystem
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Dieses System enthält eine
Vermittelungsvorrichtung 11, die einen Matrix-Vermittelungsabschnitt 16 zum
Vermitteln zwischen N Eingangsleitungen IL und M Ausgangsleitungen
OL bei vorbestimmten festen Raten aufweist. Der Matrix-Vermittelungsabschnitt 16 weist
normalerweise eine Anzahl von 21 Schaltern bzw. Vermittlern auf,
z. B. 16×16
Schalter oder 32×32
Schalter, die in einem Matrixformat angeordnet sind. In der vorliegenden
Erfindung enthält
der Matrix-Vermittelungsabschnitt auch einen Matrix-Vermittelungsabschnitt,
der lediglich einen Schalter 21 aufweist.
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In
der Vermittelungsvorrichtung 11 ist ein optischer Empfangsabschnitt 17 angeordnet
zum Empfangen von optischen Signalen von maximal N Übertragungspfaden,
Konvertieren dieser in elektrische Signale und Zuführen dieser
Signale zu entsprechenden Eingangsleitungen des Matrix-Vermittelungsabschnittes 16.
In der Vermittelungsvorrichtung 11 ist ein optischer Übertragungsabschnitt 18 auch
angeordnet zum Konvertieren von elektrischen Signalen von Ausgangsleitungen
des Matrix-Vermittelungsabschnittes 16 in optische Signale
und zum Senden der Signale zu entsprechenden der maximal M optischen Übertragungspfade.
Um den Matrix-Vermittelungsabschnitt 16 mit dem optischen
Empfangsabschnitt 17 und optischen Übertragungsabschnitt 18 zu
verbinden, werden Breitband-Koaxialkabel
(etwa 1 bis 2 m) verwendet.
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Dieses
System verwendet als serielle Übertragungspfade 14 und 15 optische Übertragungspfade
(etwa maximal 2 km) unter Verwendung von optischen Fasern. Das Endgerät von jedem
optischen Übertragungspfad 14 auf
der Eingangsseite hat einen Eingangspuffer 12, der mit
einer eingangsseitigen Kommunikationsvorrichtung IA (IA1 bis IAn)
verbunden ist zum Angleichen (Demodulieren) des Übertragungssignals von der
eingangsseitigen Kommunikationsvorrichtung, Konvertieren des Signals von
einem elektrischen Signal in ein optisches Signal, und dann Senden
des optischen Signals zu dem Übertragungspfad 14.
Das Endgerät
von jedem optischen Übertragungspfad 15 auf
der Eingangsseite hat einen Ausgangspuffer bzw. Ausgabepuffer 13, der
mit einer ausgangsseitigen Kommunikationsvorrichtung OB (OB1 bis
OBm) verbunden ist zum Konvertieren des Übertragungssignals von dem Übertragungspfad 15 von
einem optischen Signal in ein elektrisches Signal, Angleichen (Demodulieren)
des Signals, und dann Senden des Signals zur ausgangsseitigen Kommunikationsvorrichtung.
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Der
Eingangspuffer 12 und der Ausgangspuffer 13, die
ein elektrisches Signal in ein optisches Signal konvertieren und
umgekehrt, weisen eine Ausgleichende Funktion auf. Angleichen bzw.
Ausgleichen bedeutet Bearbeiten und Reparieren einer degradierten
Wellenform. Im Genaueren degradiert eine Signalwellenform W0, die
eine wie in 2A gezeigte ideale Form aufweist,
während
der Übertragung
und wird eine reduzierte Wellenform Ws, die eine Jitter-Komponente
J, wie in 2B gezeigt, enthält. Angleichung
wird durchgeführt
zum Zurückführen der
degradierten Wellenform Wd zu der originalen Wellenform W0.
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Im
Genaueren enthält
Angleichen in dieser Ausführungsform
drei Bearbeitungsoperationen: Umformen bzw. neu Formen, neu Erzeugen
und Umtakten bzw. neu Takten. Beim Umformen wird die Wellenform
Wd auf die gleiche Intensität
wie die der originalen Wellenform WO verstärkt, um eine wie in 2C gezeigte
Wellenform W1 zu erhalten. Als nächstes
wie beim neu Erzeugen die Wellenform W1 einer Binärisierung
bzw. Digitalisierung unterzogen, um eine wie in 2D gezeigte
Wellenform W2 zu erhalten. Beim Umtakten wird die Jitter-Komponente J
von der Wellenform W2 entfernt, um die in 2A gezeigte
originale Wellenform W0 zu erhalten. Umtakten wird durchgeführt durch
Extrahieren eines stabilen Takts von einem Objektsignal durch Filtern
oder dergleichen und Verriegeln in Reaktion auf den Takt den D-Flip-Flop-Schaltkreis zum Ausgeben
eines bearbeiteten Signals, um die Jitter-Komponente von dem Signal
zu entfernen. Die Jitter-Komponente J kann auch entfernt werden
durch Filtern einer Frequenz von dem Objektsignal.
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Die
Operation der in 1 gezeigten Anordnung, die auf
das Übertragungssystem
in einer Funkstation angewendet wird, wird beschrieben.
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Die
Vermittlungsvorrichtung 11 ist in einer geeigneten Vermittlungssteuerungsraum
installiert. Serielle Übertragungspfade
sind konstruiert unter Verwendung von optischen Kabeln von dem Vermittlungssteuerungsraum
zu HDTV-(hochauflösendes TV)-Studios,
SDTV-(TV mit Standardauflösung)-Studios,
MPEG-Editorial-Raum, DVC-(Digitaler
Video-Camcoder)-Editorial-Raum, und dergleichen. Die Anschlüsse der
optischen Kabel sind mit den Eingangspuffern 12 und Ausgangspuffern 13 entsprechend
den notwendigen Übertragungsraten
der verbundenen Vorrichtungen in jedem Raum verbunden.
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Beispielsweise
ist in einem SDTV-Studio ein SDTV-Kameraausgang mit dem Eingangspuffer 12 verbunden,
der mit SDTV kompatibel ist. Der Eingangspuffer 12 gleicht ein
Signal in Übereinstimmung mit
der Kameraausgangssignalrate an, konvertiert das Signal in ein optisches
Signal uns sendet das Signal zu der Vermittelungsvorrichtung 11 über den
seriellen Übertragungspfad
von einer optischen Faser. Die Vermittelungsvorrichtung 11 empfängt das
optische Signal von dem SDTV-Studio bei dem optischen Empfangsabschnitt 17,
konvertiert das optische Signal in ein elektrisches Signal und gibt
das Signal in den Matrix-Vermittelungsabschnitt 16 ein.
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Konventionell
kann ein Matrix-Vermittler bzw. Matrix-Schalter nicht gemeinsam verwendet werden, um
ein SDTV-Signal
einem SDTV-System, ein HDTV-Signal einem HDTV-System und ein MPEG-Signal einem MPEG-System
zuzuführen.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann ein Matrix-Vermittler
gemeinsam für
Signale verwendet werden, die unterschiedliche Übertragungsraten (Formate)
aufweisen.
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Wenn
konventionell das SDTV-Studio in ein HDTV-Studio in der oberen Ausführungsform
geändert
(aktualisiert) wird, muss die Vermittelungsvorrichtung selber modifiziert
werden. In dieser Ausführungsform
müssen
lediglich der Eingangspuffer 12 oder der Ausgangspuffer 13,
die mit dem Anschluss des seriellen Übertragungspfads verbunden
sind, ausgetauscht werden mit einem mit HDTV kompatiblen Puffer.
Das Vermittlungsvorrichtungs-Hauptgehäuse muss nicht verändert werden.
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Die
Eingangs-/Ausgangsleitungen der Vermittelungsvorrichtung sind unter
den gleichen Bedingungen parallel. Alle Eingangs-/Ausgangssignale weisen
die gleiche Übertragungsrate
auf. Aus diesem Grund kann dieses System einfach den Anstieg der
Anzahl von verbundenen Vorrichtungen bewältigen, so lange freie Leitungen
vorhanden sind. Selbst wenn eine Kommunikationsvorrichtung auftaucht,
die eine neue Übertragungsrate
benötigt,
muss lediglich ein Eingangspuffer oder ein Ausgangspuffer, die mit der Übertragungsrate
kompatibel sind, vorbereitet und eingetauscht werden.
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3 ist
eine Ansicht, die eine Anordnung zeigt, in der das in 1 gezeigte
Vermittelungssystem für
einen seriellen Übertragungspfad
auf ein Video-Distributionssystem
in beispielsweise einer Relaisstation angewendet ist. Die Vermittelungsvorrichtung 11 vermittelt
bzw. schaltet die Videosignalübertragungsstrecke
zwischen einem Produktionsstudio ST, Programmserver SV, Leitungseingangs-/Ausgangsabschnitt
IO und Haupträumen
M1 bis Mn, um freie Distribution bzw. Verteilung des Videosignals
zu ermöglichen.
Die in 1 gezeigten Eingangspuffer 12 sind in
dem Produktionsstudio ST, Programmserver SV und Eingangs-/Ausgangsabschnitt
IO angeordnet, die in 3 gezeigt sind. Die in 1 gezeigten
Ausgangspuffer 13 sind in den Haupträumen M1 bis Mn angeordnet,
die in 3 gezeigt sind.
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Das
in 1 gezeigte Vermittelungssystem für serielle Übertragungspfade
verwendet optische Kabel für
alle seriellen Übertragungspfade.
Für eine kurze
Distanz kann ein Breitband-Koaxialkabel verwendet werden. In diesem
Fall werden für
eine entsprechende Eingangs-/Ausgangsleitung
eines Matrix-Vermittelungsabschnittes 16 Empfangs- und Übertragungseinheiten
für elektrische
Signale an Stelle des optischen Empfangsabschnitts und optischen Übertragungsabschnitts
verwendet. Auch in diesem Fall, wenn Empfangs- und Übertragungsfunktionen
bei dem Matrix-Vermittelungsabschnitt 16 weitergegeben
werden, können
die Empfangs- und Übertragungsabschnitte
weggelassen werden, und die seriellen Übertragungspfade 14 und 15 können direkt
mit den Eingangsleitungen IL und Ausgangsleitungen OL des Matrix-Vermittelungsabschnittes 16 verbunden
sein.
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Es
ist vielseitig und praktisch, den Eingangspuffer 12 und
Ausgangspuffer 13 entsprechend so zu gestalten, einer Vielzahl
von Übertragungsraten
zu entsprechen, und es zu ermöglichen,
eine Übertragungsrate
selektiv in Übereinstimmung
mit einer verbundenen Kommunikationsvorrichtung einzustellen.
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Wie
oben beschrieben, gemäß dem in 1 gezeigten
seriellen Übertragungspfadvermittlungssystem,
kann ein serielles Übertragungspfadvermittlungssystem
bereitgestellt werden, das fähig
ist, flexibel mit dem Hinzufügen
oder Verändern
in einer Kommunikationsvorrichtung umzugehen, die eine existierende Übertragungsrate
aufweist, oder Hinzufügen
einer Kommunikationsvorrichtung, die eine neue Übertragungsrate aufweist.
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4 ist
eine Ansicht, die eine Anordnung eines Vermittelungsschaltkreises
gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Der in 4 gezeigte
Vermittelungsschaltkreis ist mit jedem Schalter 21 der
16×16
Schalter oder 32×32
Schalter in einem Matrix-Vermittelungsabschnitt 16 verknüpft, der
in 1 gezeigt ist.
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Der
in 4 gezeigte Vermittlungsschaltkreis gibt Y Signale
von dem Schalter 21 zu einem Jitter-Reduzierungsabschnitt 60 ein
und extrahiert Signale, die von dem Jitter-Reduzierungsabschnitt 60 über einen
Ausgangspufferabschnitt 70 als Ausgangssignale ausgegeben
werden. Der Jitter-Reduzierungsabschnitt 60 weist Jitter-Reduzierungsschaltkreise 61 bis 6Y auf.
Die Y Eingangssignale werden (einzeln) in die Jitter-Reduzierungsschaltkreise 61 bis 6Y jeweils
eingegeben.
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Die
Signale von den Jitter-Reduzierungsschaltkreisen 61 bis 6Y werden
jeweils in die Pufferverstärker 71 bis 7Y in
den Ausgangspufferabschnitt 70 eingegeben und extern über Ausgangsleitungen OL
(1) als Ausgangssignale bzw. Ausgabesignale extrahiert.
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Jeder
der Jitter-Reduzierungsschaltkreise 61 bis 6Y in
dem in 4 gezeigten Vermittlungsschaltkreis ist als ein
Hochpassfilter konstruiert, in dem ein Widerstand R und ein Kondensator
C parallel verbunden sind. Mit dieser Anordnung unterwerfen die
Jitter-Reduzierungsschaltkreise 61 bis 6Y die
Signale von dem Vermittler bzw. Schalter 21 Peaking auf
der Hochfrequenzseite der Frequenzeigenschaften. Im Genaueren, wie
in 8 gezeigt, wenn die Jitter-Reduzierungsschaltkreise 61 bis 6Y verwendet
werden, kann der Gewinn bzw. die Verstärkung in einem Hochfrequenzbereich
erhöht
werden. Bezug nehmend auf 8 repräsentiert
eine Leitung L eine Eigenschaft, die von den Jitter-Reduzierungsschaltkreisen 61 bis 6Y verwendet
wird, und eine Leitung L2 repräsentiert
eine Eigenschaft in Abwesenheit der Jitter-Reduzierungsschaltkreise.
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Mit
dieser Anordnung können
die Hochfrequenzeigenschaften verbessert werden, und die in jedem
Signal enthaltene Jitter-Komponente kann unterdrückt werden. Zusätzlich kann
Jitter-Reduzierung unabhängig
von einem Taktsignal realisiert werden. Daher kann der Jitter in
Multi-Raten-Signalen unabhängig
von den Bitraten der Eingangssignale unterdrückt werden.
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Gemäß dem in 4 gezeigten
Vermittlungsschaltkreis werden die Signale von dem Vermittler 21 in
den Ausgangspufferabschnitt 70 über die Jitter-Reduzierungsschaltkreise 61 bis 6Y des
Jitter-Reduzierungsabschnitts 60 eingegeben
und als Ausgangssignale extrahiert. Jeder der Jitter-Reduzierungsschaltkreise 61 bis 6Y ist
als der Parallelschaltkreis des Widerstands R und Kondensators C gebildet.
Mit dieser Anordnung kann Wellenformformung (Jitter-Reduzierung)
der Signale durchgeführt werden
ohne irgendein Taktsignal zu verwenden. Als eine Folge kann ein
einzelner Vermittlungsschaltkreis bereitgestellt werden, der Multi-Raten-Signale
bearbeiten kann.
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Wenn
der Vermittlungsschaltkreis mit Multi-Raten-Signalen umgehen kann, können Verbindungsendgeräte bzw.
Verbindungsanschlüsse
frei ausgewählt
werden beim Aktualisieren der existierenden Einrichtungen. In einer
konventionellen Vorrichtung von diesem Typ, die als eine Multi-Raten kompatible
Vorrichtung bekannt ist, können
Signale mit verschiedenen Raten eingegeben werden, obwohl die Endgeräte zum Ausgeben
der Signale permanent eingestellt sind. Im Genaueren ist aus einer Vielzahl
von Eingabe-/Ausgabeendgeräten
ein Endgerät
A beispielsweise für
NTSC und ein Endgerät
B beispielsweise für
HDTV vorgesehen. Jedoch kann die vorliegende Erfindung diesen Punkt
verbessern und ist vorteilhaft, da die für die entsprechenden Bitraten
verwendbaren Eingabe-/Ausgabeendgeräte (nicht dargestellt) nicht
begrenzt sind.
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Eine
Bias-Spannung Vth oder eine bestimmter Grenzwert wird einem Eingangsanschluss
von jedem der Pufferverstärker 71 bis 7Y zugeführt. Dies
ist so, da ein einzelnes Signal bearbeitet wird und einfach eine
Variation im Operationspunkt auf der Empfangsseite bewirkt. Aus
diesem Grund muss der Operationspunkt in jedem Kanal stabilisiert
werden beispielsweise durch Verwenden eines Regelwiderstandes (nicht
dargestellt). Ein Beispiel zum Eliminieren dieser Notwendigkeit
wird in der folgenden Ausführungsform
beschrieben.
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6 ist
eine Ansicht, die die Anordnung eines Vermittlungsschaltkreises
gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Der in 6 gezeigte
Vermittlungsschaltkreis gibt Ausgangssignale von dem Vermittler 21 in
einen Jitter-Reduzierungsabschnitt 40 ein
und extrahiert die differentiellen Signalausgaben von dem Jitter-Reduzierungsabschnitt 40 über einen
Ausgangspufferabschnitt 50 als Ausgangssignale. In dem
Jitter-Reduzierungsabschnitt 40 werden Y Eingangssignale
jeweils (einzeln) in differentielle Signalerzeugungsschaltkreise 411 bis 41Y eingegeben
und in differentielle Signale konvertiert. Die differentiellen Signale werden
jeweils in die Jitter-Reduzierungsschaltkreise 421 bis 42Y eingegeben.
Die Signale von den Jitter-Reduzierungsschaltkreisen 421 bis 42Y werden entsprechend
in die Pufferverstärker 51 bis 5Y des Ausgangspufferabschnitts 50 eingegeben
und extern über
Ausgangsleitungen OL als Ausgangssignale ausgegeben.
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Wie
in 5B gezeigt, sind die Jitter-Reduzierungsschaltkreise 421 bis 42Y des
in 6 gezeigten Vermittlungsschaltkreises durch Anordnen der
Jitter-Reduzierungsschaltkreise 61 bis 6Y, die
in 5A gezeigt sind, für jedes der positiven und negativen
differentiellen Signale gebildet. Mit dieser Anordnung werden sowohl
die positiven als auch die negativen differentiellen Signale von
dem Vermittler 21 Peaking durch die Jitter-Reduzierungsschaltkreise 421 bis 42Y auf
der Hochfrequenzseite der Frequenzeigenschaften unterworfen. Die
Hochfrequenzeigenschaften können
verbessert werden, und die in jedem Signal enthaltene Jitter-Komponente
kann unterdrückt
werden. Wie bei dem in 4 gezeigten Vermittlungsschaltkreis
kann der Jitter in Multi-Raten-Signalen unabhängig von den Bitraten der Eingangssignale
unterdrückt
werden.
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In
dem in 6 gezeigten Vermittlungsschaltkreis werden die
Signale durch den Ausgangspufferabschnitt 50 in ein einzelnes
Signal konvertiert und ausgegeben, nachdem der Jitter in jedem der
differentiellen Signale reduziert wurde. Aus diesem Grund kann der
Operationspunkt bzw. Arbeitspunkt auf der Empfangsseite immer stabilisiert
werden.
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In
dem in 4 gezeigten Vermittlungsschaltkreis variiert der
Operationspunkt leicht, da der Jitter in dem einzelnen Signal reduziert
ist. Aus diesem Grund muss der Operationspunkt in jedem Kanal beispielsweise
durch einen Regelwiderstand angepasst werden. Eine Erhöhung der
Anzahl der Kanäle
macht diese Anpassung beschwerlich. Der in 6 gezeigte
Vermittlungsschaltkreis kann diesen Punkt verbessern und Operationspunktanpassung überflüssig machen.
Daher kann ein geeigneter Vermittlungsschaltkreis bereitgestellt
werden. Zusätzlich kann
auch Rauschen in Phase reduziert werden.
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7 ist
eine Ansicht, die die Anordnung eines Vermittlungsschaltkreises
gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Der in 7 gezeigte
Vermittlungsschaltkreis gibt direkt extern Ausgangssignale von dem
Vermittler 21 über
einen Ausgangspufferabschnitt 30 aus. Das heißt, dass
der Abschnitt zum Reduzieren des Jitter weggelassen ist.
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Der
in 6 gezeigte Vermittlungsschaltkreis übernimmt
die Bearbeitung von Signalen, die relativ niedrige Bitraten aufweisen.
Videosignale enthalten verschiedene Signale: SDTV, HDTV, MPEG und
IEEE 1394 Schnittstellensignale. Diese Signale weisen verschiedene Bitraten
auf. Ein SDTV-Signal weist eine Bitrate von 170 bis 270 Mbps auf,
ein HDTV-Signal weist eine Bitrate von 1,485 Gbps auf, ein MPEG-Signal
weist eine Bitrate von mehreren (2 bis 4) Mbps auf, und ein IEEE
1394 Schnittstellensignal weist eine Bitrate von 100 Mbps bis 3,2
Gbps auf.
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Ein
HDTV-Signal wird mit einem MPEG-Signal verglichen. Das HDTV-Signal
weist eine Bitrate in der Größenordnung
von etwa 1000 Mal der des MPEG-Signals auf. Wenn ein für ein HDTV-Signal vorgesehener
Matrix-Vermittler für
ein MPEG-Signal oder ein Signal, das eine ähnliche Bitrate aufweist, verwendet
wird, stellt der Jitter kein Problem dar.
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Das
heißt,
wenn die Operationsgeschwindigkeit des Schaltelements bzw. Vermittlungselements von
jedem Vermittler 21 auf etwa 1000 Mal der Bitrate eines
zu bearbeitenden Signals erhöht
wird, dann steigt die Marge für
Datenidentifizierung, so dass Daten zuverlässig identifiziert werden können, unabhängig davon,
ob Jitter vorhanden ist.
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Dies
wird mit Bezug auf die 9A und 9B beschrieben. 9A zeigt
einen Fall, in dem die Operationsgeschwindigkeit des Vermittlers 21 relativ
nah zu der Signalbitrate ist. In diesem Fall ist die Marge für Datenidentifizierung
klein. Um einen Bitfehler bei der Signalrekonstruktion zu vermeiden, muss
der Jitter reduziert werden. 9B zeigt
einen Fall, in dem die Operationsgeschwindigkeit des Vermittlers 21 höher ist
als die Signalbitrate. In diesem Fall ist die Marge für Datenidentifizierung
groß,
und es treten keine Bitfehler auf, selbst wenn sich der Identifizierungspunkt
verschiebt. Daher können
Daten zuverlässig
identifiziert werden, ohne den Jitter zu reduzieren.
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In
dem in 7 gezeigten Vermittlungsschaltkreis wird der Jitter-Reduzierungsabschnitt
nur weggelassen, wenn die Operationsgeschwindigkeit des Vermittlers 21 höher ist
(in etwa 1000 Mal oder mehr) als die Bitrate eines zu bearbeitenden
Signals. Mit dieser Anordnung kann das Videodistributionssystem
vereinfacht werden, und verschiedene Vorteile, Kostenreduzierung
umfassend, können
erreicht werden.
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Bekanntermaßen ist
es für
die Praxis ausreichend, wenn die Operationsgeschwindigkeit des Vermittlers 21 in
etwa 100 Mal die Bitrate eines zu bearbeitenden Signals ist. Wenn
beispielsweise die Operationsgeschwindigkeit des Vermittlers 21 1
Gbps für ein
Signal ist, das eine Bitrate von 2 Mbps aufweist, entsteht kein
Problem in die Praxis bzw. für
die praktische Verwendung (in diesem Fall ist das Verhältnis zwischen
der Operationsgeschwindigkeit und der Bitrate 500). Die Operationsgeschwindigkeit
des Vermittlers 21 kann so hoch wie möglich sein mit Bezug auf die
Bitrate des zu bearbeitenden Signals. Dies ist so, da die Anzahl
der Signaltypen, die bearbeitet werden können, weiter ansteigt. In dem
in 7 gezeigten Vermittlungsschaltkreis ist die Operationsgeschwindigkeit
des Vermittlers 21 etwa 1000 Mal die Bitrate des zu bearbeitenden
Signals. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt.
Wenn die Operationsgeschwindigkeit des Vermittlers 21 mindestens
100 Mal die Bitrate des zu bearbeitenden Signals ist, kann der oben
beschriebene Effekt erhalten werden.
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Für die mit
Bezug auf die 4 bis 9B gezeigten
Ausführungsformen
können
verschiedene Veränderungen
und Modifizierungen durchgeführt werden,
so z. B. Verwenden von aktiven Elementen für die Jitter-Reduzierungsschaltkreise 61 bis 6Y oder 421 bis 42Y.
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10 ist
ein Blockdiagramm, das eine Signalvermittlungsvorrichtung gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Diese Vermittlungsvorrichtung
weist als Hauptabschnitte einen Matrix-Vermittlungsabschnitt MSW, Verteiler
bzw. Verteiler YB und eine Auswahleinrichtung SR auf, die dem Matrix-Vermittlungsabschnitt 16,
einen Teil des Empfangsabschnitts 17 bzw. einen Teil eines Übertragungsabschnitts 18 des
in 1 gezeigten Systems entsprechen. Jedoch sind der Empfangsabschnitt 17 und
der Übertragungsabschnitt 18 nicht
auf Abschnitte zum Durchführen
von photoelektrischer Konversion begrenzt. Abschnitte zum einfachen
Empfangen und Übertragen
eines elektrischen Signals könne
verwendet werden.
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Der
Verteiler YB umfasst 256 Verteiler (YB1 bis YB256), die digitale
Signale von 256 (Li: L1 ist eine natürliche Zahl) Kanälen zu einer
Operationsgruppe 1A bis 256A und einer Bypass-Gruppe 1B bis 256B in
Einheiten eines Kanals verteilen. Die verteilten Digitalsignale 1A bis 256A der
Operationsgruppe und die Digitalsignale 1B bis 256B der
Bypass-Gruppe werden in die Vermittler des Matrix-Vermittlungsabschnitts
MSW eingegeben, so dass die Signale der Operations- und Bypass-Gruppe
von jedem Kanal zu unterschiedlichen Vermittlern eingegeben werden. Dieser
Matrix-Vermittlungsabschnitt MSW wird gebildet durch indirektes
Koppeln einer Vielzahl von Vermittlern. Die digitalen Signale 1A bis 256A der
Operationsgruppe und die digitalen Signale 1B bis 256B der
Bypass-Gruppe, die von unterschiedlichen Vermittlern des Matrix-Vermittlungsabschnitts
MSW ausgegeben werden, werden in die Auswahleinrichtung SR eingegeben,
der 256 Auswahleinrichtungen (Lo: Lo ist eine natürliche Zahl)
aufweist (SR1 bis SR256), die den entsprechenden Kanälen entsprechen.
Eines der Signale der Operationsgruppe und Bypass-Gruppe wird selektiv
ausgegeben. Die Bypass-Gruppe wird
verwendet als Bypässe,
wenn ein Fehler auftritt.
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11 ist
ein Schaltkreis-Blockdiagramm, das den Matrix-Vermittlungsabschnitt
MSW zeigt. Der Matrix-Vermittlungsabschnitt
MSW weist eine dreistufige Struktur auf, die eine Eingangsstufe
SW1, mittlere Stufe SW2 und Ausgangsstufe SW3 aufweist. Die Eingangsstufe
SW1 weist 32 Vermittler (1-1 bis 1-32) von den
16×16
(die maximale Anzahl von Eingängen
ist 16 (N: N ist eine natürliche
Zahl), die maximale Anzahl von Ausgängen ist 16 (M: M ist eine
natürliche
Zahl) Typ (16×16
SW), die parallel angeordnet sind. Die Gesamtanzahl von Eingängen und
Ausgängen
ist mindestens 512. Die Ausgangsstufe SW3 weist auch 32 Vermittler
(3-1 bis 3-32) vom 16×16 Typ auf, die parallel angeordnet
sind. Die Gesamtanzahl von Eingängen
und Ausgängen
ist mindestens 512.
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Die
mittlere Stufe SW2 zwischen der Eingangsstufe SW1 und der Ausgangsstufe
SW3 weist 16 Vermittler (2-1 bis 2-16) vom 32×32 Typ
(32×32 SW)
auf, die jeder 32 Eingänge,
gleich der Anzahl der Vermittler der Eingangsstufe SW1, und 32 Ausgänge aufweist,
gleich der Anzahl der Schalter der Ausgangsstufe SW3, die parallel
angeordnet sind. Ein Vermittler vom 16×16 Typ tauscht selektiv Digitalsignale
von 16 Leitungen mit Digitalsignalen von 16 Leitungen aus. Ein Vermittler
vom 32×32
Typ tauscht selektiv Digitalsignale von 32 Leitungen mit Digitalsignalen
von 32 Leitungen aus. Die Anzahl der Vermittler der mittleren Stufe
SW2 ist P + Q (P und Q sind natürliche
Zahlen). Die Anzahl von Eingängen
für eine
Gruppe eines Schalters der Eingangsstufe SW1 ist P (P ist eine natürliche Zahl).
Die Anzahl von Ausgängen
für eine
Gruppe eines Schalters der Ausgangsstufe SW3 ist Q (Q ist eine natürliche Zahl).
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In
der Eingangsstufe SW1 werden Operationsgruppen-Digitalsignale von acht Kanälen in acht Leitungen
(N/2) beispielsweise von Vermittler 1-1 eingegeben, und
Bypass-Gruppen-Digitalsignale von acht Kanälen, die sich von denen der
Operationsgruppe unterscheiden, werden in die acht (N/2) verbleibenden
Leitungen des Vermittlers 1-1 eingegeben. In der Eingangsstufe
N1 werden die 16 Ausgangsleitungen von einem Vermittler 1-1 mit
den Eingangsleitungen der Schalter 2-1 bis 2-16 der
mittleren Stufen SW2 entsprechend eingegeben. Dies wird auch auf
die verbleibenden Vermittler 1-2 bis 1-32 der Eingangsstufe
SW1 angewendet.
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In
der Ausgangsstufe SW3 werden die Vermittler 2-1 bis 2-16 der
mittleren Stufe SW2 mit den 16 Eingangsleitungen eines Vermittlers 3-1 entsprechend
verbunden. Dies wird auch auf die verbleibenden Vermittler 3-2 bis 3-32 der
Ausgangsstufe angewendet.
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Die
Anzahl der Vermittler von der Eingangsstufe SW1 und der Ausgangsstufe
SW3 hängt
von der Anzahl der Digitalsignale ab, die von de Verteilern (YB1
bis YB256) YB verteilt werden, und der maximalen Anzahl von Eingängen und
Ausgängen
eines Vermittlers, und ist daher 32 = (2 × 256/16).
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Der
Betrieb des in 11 gezeigten Matrix-Vermittlungsabschnitts
MSW wird im normalen Modus beschrieben.
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Digitalsignale
von acht Kanälen
werden in jeden der Vermittler 1-1 bis 1-32 der
Eingangsstufe SW1 eingegeben. Digitalsignale von acht Kanälen werden
von jedem der Vermittler 3-1 bis 3-32 der Ausgangsstufe
SW3 ausgegeben. Wenn die Anzahl der Eingänge des Vermittlers 1-1 der
Eingangsstufe SW1 acht ist, und die Anzahl der Ausgänge eines Schalters 3-1 der
Ausgangsstufe SW3 acht ist, kann die mittlere Stufe SW2 15 (8 +
8 – 1)
nicht blockierende Vermittler 2-1 bis 2-15 bilden.
Der Vermittler 2-16 der mittleren Stufe SW2 arbeitet als
ein Reserve-Vermittler zum Bereitstellen eines Bypasses.
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Insgesamt
weist der Matrix-Vermittlungsabschnitt MSW eine wie in 11 gezeigte
indirekt gekoppelte Struktur auf. Das Verbindungsmuster zwischen
des Bypass-Gruppen-Ausgangsleitungen
(1B bis 256B) der Verteiler (YB1 bis YB256) YB
und der Vermittler 1-1 bis 1-32 der Eingangsstufe
SW1 und das Verbindungsmuster zwischen den Vermittlern 3-1 bis 3-32 der
Ausgangsstufe SW3 und der Auswahleinrichtungen (SR1 bis SR256) SR
sind lediglich Beispiele. Ein anderes Muster kann verwendet werden.
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Der
Betrieb der oberen Anordnung wird im Fall eines Fehlers als nächstes beschrieben.
Es wird lediglich ein einzelner Fehler untersucht.
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Wenn
beispielsweise der Vermittler 1-3 der Eingangsstufe SW1
fehlerhaft ist bzw. ausfällt,
müssen
acht Eingänge
der verbleibenden normalen Vermittler 1-1, 1-2 und 1-4 bis 1-32 Bypässe für ein Signal
zusätzlich
zu den acht originalen Eingängen
der Operationsgruppe bereitstellen. In diesem Fall ist die Anzahl
der Eingänge
eines Schalters der Eingangsstufe SW1 neun, und die Anzahl der Ausgänge eines Vermittlers
der Ausgangsstufe SW3 ist acht. Die mittlere Stufe SW2 muss 16 (9
+ 8 – 1)
Vermittler aufweisen. Daher werden nicht blockierende Vermittler
gebildet.
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Gemäß dem in 11 gezeigten
Matrix-Vermittlungsabschnitts
MSW werden die Digitalsignale von 256 Kanälen zu der Operationsgruppe
und Bypass-Gruppe verteilt unter Verwendung der 2-Ausgangs-Verteiler
(YB1 bis YB256) YB in Einheiten eines Kanals und in den Matrix-Vermittlungsabschnitt MSW
eingegeben. In dem Matrix-Vermittlungsabschnitt MSW wird die Anzahl
der in der Eingangsstufe SW1 und Ausgangsstufe SW3 parallel anzuordnenden
Vermittler bestimmt auf der Basis der Anzahl der verteilten Digitalsignale
und der maximalen Anzahl von Eingängen und Ausgängen der
zu verwendenden Vermittler. Für
die mittlere Stufe SW2 kann der Typ der zu verwendenden Vermittler
ausgewählt
werden auf der Basis der Gesamtanzahl von Vermittlern der Eingangsstufe
SW1 und Ausgangsstufe SW3. Die Anzahl der nicht blockierenden Vermittler
wird bestimmt auf der Basis der Anzahl von Eingängen und Ausgängen von
einem Vermittler von der Eingangsstufe SW1 und Ausgangsstufe SW3.
Die Vielzahl von nicht blockierenden Vermittlern und ein Bypass-Vermittler
sind parallel angeordnet.
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Die
Operationsgruppen-Digitalsignale von 256 Kanälen und Bypass-Gruppen-Digitalsignale
von 256 Kanälen,
die von den Verteilern (YB1 bis YB256) YB verteilt werden, werden
in die Vermittler 1-1 bis 1-32 der Eingangsstufe
SW1 eingegeben, so dass die Signale von den Operations- und Bypass-Gruppen
von jedem Kanal in unterschiedliche Vermittler eingegeben werden.
Diese digitalen Signale laufen durch die mittlere Stufe SW2 und
werden von den Vermittlern 3-1 bis 3-32 der Ausgangsstufe
SW3 ausgegeben, so dass die Signale der Operations- und Bypass-Gruppen
von jedem Kanal von unterschiedlichen Vermittlern ausgegeben werden.
Hiernach werden die Operationsgruppensignale und Bypass-Gruppensignale
in die entsprechenden Auswahleinrichtungen (SR1 bis SR256) SR in
Einheiten eines Kanals eingegeben. Eine der zwei Gruppen wird selektiv
ausgegeben.
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Der
Matrix-Vermittlungsabschnitt MSW ist ausgelegt, eine minimale Schaltkreisgröße aufzuweisen
auf der Basis der Anzahl der zu verteilenden Digitalsignale und
dem Typ der in der Eingangsstufe SW1 und Ausgangsstufe SW3 zu verwendenden Vermittlern,
und die Anzahl der Vermittler kann minimiert werden. In dieser Ausführungsform
werden Vermittler vom 16×16
Typ verwendet.
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Die
Schaltkreisgröße eines
Vermittlers vom 16×16
Typ ist in etwa 1/4 der eines Vermittlers vom 32×32 Typ. Der Matrix-Vermittlungsabschnitt
MSW weist eine Schaltkreisgröße auf,
die den 32 Vermittlern eines 32×32
Typ entspricht, die 1/2 oder weniger ist als die konventionelle
Größe, die
72 Vermittlern entspricht. Die Verteiler und Auswahleinrichtungen können auch
2:1 sein. Wenn eine große
Vorrichtung zu bilden ist, kann die Schaltkreisgröße viel
kleiner sein, und eine zuverlässige
Vorrichtung mit niedrigem Energieverbrauch kann realisiert werden.
Die Operationsgruppen-Digitalsignale
und Bypass-Gruppen-Digitalsignale werden in unterschiedliche Vermittler
des Matrix-Vermittlungsabschnitts
MSW entsprechend eingegeben und von entsprechend unterschiedlichen
Vermittlern ausgegeben, so dass die Signale der Operations- und
Bypass-Gruppen von jedem Kanal von und zu unterschiedlichen Vermittlern eingegeben
und ausgegeben werden. Wenn ein Digitalsignal eines bestimmten Kanals
einen Fehler aufweist oder ein Vermittler defekt ist, kann aus diesem Grund
ein Bypass direkt bereitgestellt werden, was in einer Erhöhung der
Zuverlässigkeit
resultiert.
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In
dem in 11 gezeigten Matrix-Vermittlungsabschnitt
MSW werden für
einen Vermittler der Eingangsstufe SW1 Operationsgruppen-Digitalsignale
in acht Leitungen der 16 Eingänge
maximal eingegeben, und Bypass-Gruppen-Digitalsignale von Kanälen, die
sich von denen der Operationsgruppe unterscheiden, werden in die
acht verbleibenden Leitungen eingegeben. Mit dieser Anordnung kann
ein Vermittler der Eingangsstufe SW1 gemeinsam durch die Operationsgruppe
und Bypass-Gruppe benutzt werden. Zusätzlich kann Kanalverlust im
Fall eines Vermittlerfehlers vermieden werden. Da Vermittler nicht
für jede
der Operationsgruppen und Bypass-Gruppen reserviert sein müssen, kann
die Anzahl von Vermittlern verkleinert werden.
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In
dem Matrix-Vermittlungsabschnitt MSW sind die Vielzahl von Ausgangsleitungen
(16 Leitungen) eines Vermittlers der Eingangsstufe SW1 mit den entsprechenden
Eingangsleitungen von unterschiedlichen Vermittlern der mittleren
Stufe SW2 verbunden. Zusätzlich
sind die Ausgangsleitungen der unterschiedlichen Vermittler 2-1 bis 2-16 der
mittleren Stufe SW2 mit den entsprechenden Eingangsleitungen (16
Leitungen) eines Vermittlers der Ausgangsstufe SW3 verbunden. Wenn
Operationsgruppen-Digitalsignale
in acht Leitungen eines Vermittlers der Eingangsstufe SW1 eingegeben
werden und Bypass-Gruppen-Digitalsignale
in die acht verbleibenden Leitungen eingegeben werden, können ein
Pfad für
die Operationsgruppe und ein Pfad für die Bypass-Gruppe unabhängig in
der mittleren Stufe SW2 gebildet werden.
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12 ist
ein Schaltkreisblockdiagramm, das einen Matrix-Vermittlungsabschnitt
gemäß einer anderen
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Die gleichen Bezugszeichen wie
in 11 bezeichnen die gleichen Teile in 12,
und eine detaillierte Beschreibung von diesen wird weggelassen.
Lediglich Operationsgruppensignale sind dargestellt, und Bypass-Gruppensignale sind
weggelassen. Die Anordnung der Bypass-Gruppensignale ist die gleiche
wie die in 11.
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In
dem in 12 gezeigten Matrix-Vermittlungsabschnitt
ist eine Eingangsstufe SW1 gebildet durch paralleles Anordnen von
16 Vermittlermodulen 4-1 bis 4-16 des 32×32 Typs
(32×32
SW). Eine Ausgangsstufe SW3 wird gebildet durch paralleles Anordnen
von 16 Vermittlermodulen 5-1 bis 5-16 des 32×32 Typs.
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Als
ein Grundkonzept der Anordnung bzw. der Bildung von Vermittlermodulen 4-1 bis 4-16 und 5-1 bis 5-16 wird
die Maximalanzahl von Eingängen und
Ausgängen
eines Vermittlers von jeder der Eingangsstufe SW1 und Ausgangsstufe
SW3 denen eines Vermittlers der mittleren Stufe SW2 angeglichen. Auf
der Basis dieses Konzepts wird eine Vielzahl von Vermittlern der
Eingangsstufe SW1 kombiniert zum Bilden eines Vermittlungsmoduls.
Eine Vielzahl von Vermittlern der Ausgangsstufe SW3 wird kombiniert zum
Bilden eines Vermittlungsmoduls.
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Im
Genaueren, wie in 13 gezeigt, ist jedes der Vermittlungsmodule 4-1 bis 4-16 und 5-1 bis 5-16 gebildet
durch Kombinieren von zwei Vermittlern vom 16×16 Typ, der in der in 11 gezeigten Ausführungsform
beschrieben ist. Da alle Vermittler des Matrix-Vermittlungsabschnitts gebildet werden können unter
Verwendung von Vermittlern vom 32×32 Typ, kann in diesem Fall
ein Matrix-Vermittlungsabschnitt MSW auf einem Chip gebildet werden.
Dies kann zu einer weiteren Größen- und
Kostenreduzierung beitragen.
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In
den mit Bezug auf die 10 bis 13 beschriebenen
Ausführungsformen
wird die dreistufige Struktur eingesetzt, die die Eingangsstufe
SW1, die mittlere Stufe SW2 und die Ausgangsstufe SW3 umfasst. Jedoch
können
drei oder mehr Stufen verwendet werden, solange die Anzahl der Stufen
ungerade ist. Für
die Typen der Vermittler, die Typen der Verteiler und Auswahleinrichtungen,
die Verbindungsstruktur und den Typ der zu bearbeitenden digitalen
Signale können
verschiedene Veränderungen und
Modifikationen durchgeführt
werden.
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Gemäß den mit
Bezug auf die 10 bis 13 beschriebenen
Ausführungsformen
kann in einem großen
Matrix-Vermittlungsabschnitt die Anzahl von Vermittlern vermindert
werden, und die Schaltkreisgrößen von
Verteiler und Auswahleinrichtungen kann reduziert werden. Daher
kann eine kompakte und zuverlässige
Signalvermittlungsvorrichtung mit einem niedrigen Energieverbrauch
realisiert werden.