JP2003284103A - スイッチ装置、集積回路、ディジタル伝送システム及びオートスイッチ - Google Patents
スイッチ装置、集積回路、ディジタル伝送システム及びオートスイッチInfo
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Abstract
能を有し、かつ実現化及び制御が容易である、高速用途
に使用する小容量のスイッチ装置を提供する。 【解決手段】 本発明は、相互接続点マトリクスにより
相互接続される複数の入力端及び出力端を備えて、所定
のスイッチング方法に従って前記入力端から前記出力端
に供給される電気信号を伝送路を介して伝送するスイッ
チ装置に関する。各伝送路は、電気信号を伝送するため
の信号経路と電圧基準経路とを備える。この装置は、制
御信号によりマトリクスの動作を制御するための制御部
材と、前記制御信号を局部的に復号し、前記相互接続点
のスイッチング状態を導き出すための局部復号化手段と
を備える。用途は光伝送におけるパケット交換である。
Description
路に関する。詳細には、本発明は、相互接続点マトリク
スにより相互接続される複数の入力端及び出力端を備
え、所定のスイッチング方法に従って前記入力端から供
給される電気信号を前記出力端に切り換えるに当たり、
制御信号によりマトリクスの動作を制御するための制御
部材と、前記制御信号を復号し、前記相互接続点のスイ
ッチング状態を導き出すための復号化手段とを備えるス
イッチ装置に関する。
積回路に関する。本発明はまた、複数の送信機及び受信
機を相互接続するスイッチ装置を組み込んでいるオート
スイッチを備えた、ディジタル伝送システムに関する。
最後に、本発明はディジタル伝送システムのオートスイ
ッチに関する。
る伝送システムでの用途に利用できる。本発明は、特
に、高速パケット交換への用途において有利である。
号を高速で、例えば、約10ギガビット毎秒のオーダー
で伝送することができる。このような伝送速度では、回
路の入力端と出力端との間の接続には、回路性能に関し
て無視できない有害な影響を与える線路損が発生する。
回路サイズの減少及びこれに伴う接続線の数と長さを減
少させることは、線路損を減少させるための回路性能の
改良に寄与する。これらの効果は高速用途ではさらに顕
著である。なぜなら、高速伝送では、伝送路には高周波
電流が流れ、この高周波電流により表皮効果として公知
の特殊な効果が発生して、使用される材料の抵抗を増加
させるからである。
チ装置は、入力端及び出力端の数におけるスイッチング
・マトリクスのサイズとその容積の比を最適化しようと
するものである。この装置は、カスケード接続構成で配
置された複数のスイッチ素子を備え、各スイッチ素子が
2つの入力端と2つの出力端とを有する多段マトリクス
回路を形成している。スイッチ素子は、いくつかの部位
又はスイッチング段階においてカスケード接続構成で相
互に接続されており、それによりスイッチ素子のすべて
の入力端を、マトリクスの相互接続方式に応じて、1つ
又はいくつかのスイッチング段階を介して別のスイッチ
素子のすべての出力端に切り換えできるようにしている
(特許文献1参照。)。
細書
ング・マトリクスは、実現化と制御が比較的複雑であ
る。なぜなら、マトリクスのすべての入力端とすべての
出力端との間の直接固有接続路が存在しないからであ
る。このようなマトリクスの実現、制御、及びプログラ
ムは、例えば高速パケット交換用途で使用する場合に
は、使用がかなり複雑になる。さらに、いくつかのステ
ージのカスケード接続構成におけるこのようなマトリク
スの構造は、回路の性能に対し、特にジッターの点で有
害である。
べて優れた性能を有し、かつ実現化及び制御が容易であ
る、高速用途に使用する小容積のスイッチ装置を提供す
ることである。本発明では、マトリクスの個々の構成要
素の管理方法を変更することにより、既に存在している
特定の構成要素を、マトリクス上でそれらの構成要素を
繰返し利用することにより、個々の構成要素に適合させ
て再使用し、マトリクスで占有される全体スペースの大
幅な低減を図るようにしている。
文節で述べたタイプの装置が提供される。この装置は、
前記復号化手段が相互接続点の対当り2つの出力端を有
する局部デコーダを備えて、前記相互接続点のレベルで
前記制御信号を局部的に復号することを特徴とする。制
御信号の局部的な復号化により、制御部材と相互接続点
との間に必要な制御接続点数の減少が可能になり、従っ
て、それら制御接続点により占有されるスペースが減少
する。さらにこの構成により、相互接続点の対当り2つ
の出力端を有する単一デコーダの使用が可能になる。こ
のデコーダは、同一の復号化動作を実現できる2つのデ
コーダ全体に比べて、大幅に小さいサイズにできる。
に述べる実施形態に関連する非限定的な事例により、明
らかになり、解明されるであろう。
置の構成例を示す。この装置はn×mタイプの長方形マ
トリクス10で構成されており、ここでのnはI0から
Inで示される入力端の数を表わし、mはO0からOm
で示される入力端の数を表わす。各入力端及び各出力端
は別個の伝送路に接続されている。伝送路は、C00か
らCn mで(第1の添え字は入力端I0からInの添え
字を示し、第2の添え字は対応する出力端O0からOm
の添え字を示す)示される、マトリクスのスイッチ要素
を構成する相互接続点の近傍で相互接続されている。マ
トリクスの入力端の添え字iを持つ各伝送路は、SIi
で示される信号経路で構成されており、前記信号経路の
各々は電気信号をマトリクスの入力端Iiから伝送す
る。また、マトリクスの出力端の添え字jを持つ各伝送
路は、SOjで示される信号経路で構成されており、前
記信号経路の各々は電気信号をマトリクスの出力端Oj
に伝送する。相互接続点又はスイッチ要素Ci、jは、
入力端Iiに対応する信号経路SIiを出力端Ojに対
応する信号経路SOjに切換接続する機能を有する。
ング方式に従って所定の制御信号を用いてマトリクスの
動作を制御する。その制御部材の制御によって、ある時
点では、1つの出力端だけが、アクティブ状態と呼ばれ
る第1のスイッチング状態に設定された特定の相互接続
点により単一入力端に接続可能となる。一方、同一出力
端に他の入力端を接続可能なその他の相互接続点のすべ
ては、イナクティブ状態と呼ばれる第2のスイッチング
状態に設定される。復号化手段(図示せず)はまた、制
御信号を復号化して、相互接続点のスイッチング状態を
導き出す。
単純な2方向スイッチで示している。しかし、相互接続
点の機能を実行するために使用されるスイッチのタイプ
は、図1に示すスイッチCi、jに限定されない。図を
単純化する同一目的のため、信号経路は単一ラインで示
される。光伝送に対しては、各信号経路は2つの別個の
並列の差動経路で構成される。すべての図に関して述べ
る本発明の原理は、差動伝送路にも適用される。
i、jはマトリクス中で対になるように配置される。す
なわち、伝送路は、考えられる2つの相互接続点又は対
のスイッチ要素を分離しない。図1では、一方ではスイ
ッチ要素C0、0及びC1、0、他方ではC2、0及び
C3、0は、連続する添え字を持つマトリクスの2つの
入力端I1及びI2に対応する伝送路により分離された
対にグループ化される。2つの対は、この場合、1つで
同一出力伝送路SO0に接続できる。同一構成は、連続
添え字を持つ入力端、例えば入力端I3とI4、次にI
5とI6等に接続されるスイッチ要素を、対にグループ
化することにより再現できる。また同一原理はマトリク
スの別の範囲にも適用できる。この適用は、一方ではタ
イプCi、j及びCi、j+1、他方ではCi、j+2
及びCi、j+3の相互接続点(タイプSIiの同一入
力伝送路と、一方では連続添え字SOj及びS
Oj+1、他方では字SOj+2及びSOj+3とを持
つ出力端と接続可能な相互接続点)を対にグループ化す
ることによりなされる。
節約、特にスイッチング状態を制御するための制御部材
からスイッチ要素に供給される制御信号を復号化するレ
ベルにおける場所の節減が実現できる。この実施形態の
利点は、図3及び4に関する以下の説明で詳細に述べ
る。
実施形態によれば、相互接続点は、4つの相互接続点の
複合スイッチ要素22にグループ化される。図2は、本
発明の好ましい実施形態による、4つの隣接複合スイッ
チ要素を含むスイッチング・マトリクス10の一部分だ
けを示す。本発明の好適な実施形態によれば、図1に関
して述べた本発明の原理は、入力端及び出力伝送路の間
で、2次元のマトリクスに適用される。図1と同一の要
素には同一の参照符号が付されている。4つの相互接続
点の複合スイッチ要素の構成により、図4に関して述べ
る4つの相互接続点の複合スイッチ要素当りの局部デコ
ーダの対の場所を節減することができる。
置の対を示す。図3は、図2に示す複合スイッチ要素2
2の半分を示す。この半分は、1つで同一出力伝送路S
Ojに組み合わされた対の相互接続点又は基本スイッチ
要素Ci、j及びCi+1、 jに相当する。制御部材C
TRLは、所定の制御信号を用いてマトリクスの動作を
制御するために設けられている。デコーダ33は、制御
信号を復号して、相互接続点のスイッチング状態を導き
出すために設けられている。デコーダ33は、相互接続
点に組み合わされた局部デコーダを備え、相互接続点の
レベルで、制御部材より供給される制御信号を局部的に
復号する。図示した例では、制御信号は2進信号であ
り、デコーダ33は2進デコーダである。2進デコーダ
33は、2進制御信号を制御部材CTRLから2進デコ
ーダ33に送る伝送路の個別の2進接続路により、制御
部材に接続される。図3に示す例では、制御部材からの
個別の2進接続路の数Nは、最大で2Nに等しい数の相
互接続点を制御するために設けられる。この例では、N
=3である。
の好ましい実施形態を示す。図4は、図2の複合スイッ
チ要素22に相当する部分の詳細を、参照符号42で示
す。スイッチ要素42は、相互接続点の2つの対に組み
合された2進デコーダDECの対を備える。相互接続点
の第1の対は、接続点Ci,j及びCi+1、jを備え
る。第2の対は、接続点Ci、j+1及びC
i+1、j+1を備える。各デコーダDECは常に、N
個の入力端(図示せず)を備えるが、この場合、2進デ
コーダは2つの出力端を備えて、各対応する対の2つの
相互接続点に供給されるN個の2進接続路で受け取った
制御信号を復号する。各デコーダは、それぞれが各対の
第1の相互接続点を制御するための第1の結果R1j又
はR1j+1を導き出す。デコーダはまた反転手段(図
示せず)を備えており、その反転手段は、第1の結果を
導き出すのに使用された制御信号に関するN個の2進接
続路の少なくとも1つの制御信号を反転する。したがっ
て、各デコーダは、それぞれが各対の第2の相互接続点
を制御するための第2の結果R2j又はR2j+1を得
る。図を明瞭にするため、図4には、制御接続点及び制
御部材CTRLの両方共が示されていない。しかしこれ
らの接続は、図3に示した相互接続点の1つの対に組み
合わされた各デコーダDECと制御部材CTRLとの間
の相互接続点の各対に対して存在する。
つの実施形態を示すが、これは説明の目的で示すもので
あり、非限定的例である。デコーダは、b0、b1、b
2で示す3つの入力端をS0、S1で示す2つの出力端
に接続する、51から53で示す2入力ANDゲートで
構成される。3つの入力端b0、b1、b2は、図3に
示すN個の制御接続点を介して、制御部材(図示せず)
に接続される。2つの出力端S0とS1とは、一方では
2つの2進制御結果又はR1j又はR1j+1を得、他
方ではR2j又はR2j+1とを得ようとするものであ
り、前記制御結果を制御に利用し、伝送路を介して図4
に示す例に従うスイッチング・マトリクスOj又はO
j+1の1つ又は同一出力端に接続可能な、相互接続点
Ci、j及びCi+1、jの対、又はCi、j+1及び
Ci+1、j+1の対を制御する。2つの入力端b0と
b1とは第1のANDゲート51の入力端に接続され、
このANDゲートの出力端は、第2及び第3のANDゲ
ート52及び53のそれぞれの入力端に接続されてい
る。第3の入力端b2は第2のANDゲート52の入力
端に接続され、このANDゲート52は、第1のAND
ゲート51の出力と入力端b2から受け取られた信号の
論理積演算をして、第1の相互接続点Ci、jに供給す
る第1の制御結果R1を出力する。反転手段55は、第
3の入力端b2から受け取られた信号を反転し、前記反
転信号を第3のANDゲート53の入力端に供給する。
第3の入力端b2から受け取られた信号は、第2のAN
Dゲート52の入力端に供給される信号に対して反転さ
れ、第1のANDゲート51の出力信号との論理積演算
をして、第2の相互接続点Ci+1、jに供給する第2
の制御結果R2を得る。これは、縮尺通りに表示されて
いない図3、4、5からは明らかでないが、図4と5に
示す2つの出力端を有するこのようなデコーダDEC
は、図3に示す2つのデコーダ33の総和に比べて容積
が小さくなる。
込み、特に図6に示す遠隔通信ネットワークのオートス
イッチでの用途に利用できる。図6は本発明によるディ
ジタル遠隔通信システムの例を示す。このシステムは、
図1から5に示すタイプのスイッチ装置と、オートスイ
ッチ63を介して送信機61及び受信機62を接続する
光ファイバ接続65とを備えている。
示す機能図。
機能図。
能図。
示す機能図。
Claims (6)
- 【請求項1】相互接続点マトリクスにより相互接続され
る複数の入力端及び出力端を備え、所定のスイッチング
方法に従って前記入力端から供給される電気信号を前記
出力端に切り換えるに当たり、 制御信号により前記マトリクスの動作を制御するための
制御手段と、 前記制御信号を復号し、相互接続点の開閉状態を導き出
すための復号化手段と、を備えたスイッチ装置におい
て、 前記復号化手段が、前記相互接続点の対当り2つの出力
端を有する局部デコーダを備え、前記相互接続点の近傍
で前記制御信号を局部的に復号することを特徴とするス
イッチ装置。 - 【請求項2】前記制御信号は2進信号であり、前記局部
デコーダは2進デコーダであって、前記2進デコーダ
は、前記2進制御信号を制御部材から前記2進デコーダ
に送るための伝送路の個別の2進接続路により前記制御
部材に接続され、 前記制御部材からの個別の2進接続路の数Nが、最大で
2N−1に等しい複数対の前記相互接続点を制御するた
めに設けられていることを特徴とする請求項1に記載の
スイッチ装置。 - 【請求項3】前記2進デコーダが、マトリクスの1つで
同一出力端に接続可能な前記相互接続点の対に接続され
た、N個の入力端及び2つの出力端を有し、前記制御部
材からN個の2進接続路で受け取られ、かつ前記相互接
続点の前記対に供給される制御信号を復号し、さらに前
記対の第1の前記相互接続点を制御するための第1の結
果を導き出す2進デコーダと、 前記第1の結果を導き出すのに使用された制御信号に関
するデコーダで受け取られるN個の2進接続路の少なく
とも1つの制御信号を反転し、かつ前記対の第2の前記
相互接続点を制御するための第2の結果を導き出す反転
手段と、を備えた請求項2に記載のスイッチ装置。 - 【請求項4】請求項1から3のいずれか1項に記載のス
イッチ装置を備えた集積回路。 - 【請求項5】オートスイッチにより相互接続された複数
の送信機と受信機とを備えたディジタル伝送システムに
おいて、 前記オートスイッチが請求項1から3のいずれか1項に
記載のスイッチ装置を備えたことを特徴とするディジタ
ル伝送システム。 - 【請求項6】オートスイッチにより相互接続された複数
の送信機と受信機とを備えるディジタル伝送システムの
オートスイッチにおいて、 前記オートスイッチが請求項1から3のいずれか1項に
記載のスイッチ装置を有するオートスイッチ。
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