JPH03234138A - マトリクス・スイッチング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子式マトリクス・スイッチング装置に係わり
、特に信号符号化方式を用いて大容量の回線のスイッチ
ングを行うマトリクス・スイッチング装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、データ通信ネットワークの普及に伴ってその信頼
性の確保が特に強く要求されるようになり、システムバ
ックアップの重要性が認識されている。例えば、回線の
制御を行う回線制御装置に障害が発生したときには、予
め用意したバックアップ用回線制御装置に即座に切り換
える必要がある。このため、障害発生時に、任意の回線
制御装置とデータ伝送装置との間のディジタルインタフ
ェイスにおける信号の接続または切り換えを行う何らか
の手段が必要となる。ネットワークが巨大化している今
日、このような事態に迅速に対応するためには、手動に
よるパッチ接続では間に合わず、マトリクス・スイッチ
ング装置の導入が図られている。

第４図は通常のマトリクス・スイッチング装置を用いた
バックアップシステムを表わしたものである。この図で
、回線制御装置１１はマトリクス・スイッチング装置１
２によりチャネル１〜チヤネル３に対応したデータ伝送
装置１３〜１５に接続されるようになっている。また、
このンステムには予備用の回線制御装置１７と予備用の
データ伝送装置１８とが備えられている。

通常運転時、回線制御装置１１は、マ）　ＩＪクス・ス
イッチング装置１１により図の破線で示した組み合わせ
でデータ伝送装置１３〜１５と接続され、データ伝送の
制御が行われる。この場合、例えばデータ伝送装置１３
に障害が発生したときには、予備用のデータ伝送装置１
８へと切り換えることによりバックアップが行われる。

また、回線接続装置１２に障害が発生したときには、予
備用の回線制御装置１７へと切り換えが行われるように
なっている。

ところで、このようなマトリクス・スイッチング装置は
、元来、リレーを用いて構成されていた。

しかしながら、リレーを用いる場合には機械的接点が存
在するため、長期間の信頼性に乏しいばかりでなく、切
り換えるチャネル数が多い場合にはマトリクスを構成す
るリレー接点の数が多大となってしまうという問題があ
った。このため、現在、一般には電子式マトリクス・ス
イッチング装置が用いられている。

通常、このようなマトリクス・スイッチング装置に外部
から入力されるデータのタイミングクロック周波数と装
置内部のタイミングクロック周波数とは異なっている。

すなわち、装置内部で処理可能なデータ速度と、外部か
ら入力されるデータ速度とは一致しないのが普通である
。この場合、入力されるデータが１つであれば、入力デ
ータとのタイミング同期をとることによりデータのステ
ータスだけを読み取ればよい。しかしながら、通常、電
子式マトリクス・スイッチング装置では数百から数千の
入力があるため、それぞれ異なるタイミング周波数を有
する入力データに対し、逐同期をとることはできない。

そこで、従来のマトリクス・スイッチング装置では、外
部から到来するデータ速度よりも早いクロックで多点サ
ンプリングを行い、データ誤りがなくなるようにしてい
た。

第５図は、従来の多点サンプリング方式を用いたマトリ
クス・スイッチング装置の一例を表わしたものである。

この図で、入力部２１には、所定の外部クロック周波数
ｆ０　に同期して入力されたデータ２３（第６図ａ）を
−旦蓄えるデータレジスタ２４が備えられ、多点サンプ
リングレジスタ２６に接続されている。ここでは、デー
タレジスタ２４と多点サンプリングレジスタ２６とは１
６ビツト幅のデータ線で接続され、入力データ２３の１
周期に対し１６点のサンプリングが行われるものとする
。

すなわち、入力データ２３は、外部クロック周波数ｆ。

の１６倍の内部クロック周波数ｆ、でサンプリングされ
、１６点サンプリングデータ２７１　（第６図ｂ）とし
てバッファメモリを有する切換器２８に入力される。こ
の切換器２８には複数チャネルの回線制御装置からそれ
ぞれ１６点サンプリングデータ２７が入力され、内部ク
ロック周波数ｆ、でスイッチング動作を行うことにより
複数のデータ伝送装置に対して１６点サンプリングデー
タ３１を出力するようになっている。

切換器２８に入力された１６点サンプリングデータ２７
−１は一旦バッファメモリに蓄えられたのち、所定のチ
ャネルの出力部２２に切り換えられ、１６点サンプリン
グデータ３ｌ−１（第６図ｂ）としてデータレジスタ３
２に入力される。

このデータレジスタ３２もまた１６ビツト幅のデータ線
でデータレジスタ３４に接続されており、これにより１
６点サンプリングデータ３１−１の復号化が行われる。

そして、クロック周波数ｆ０に同期してデータ３５　（
第６図ａ）が出力されるようになっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、従来のマトリクス・スイッチング装置では
入力データを多点サンプリングするようになっていたの
で、例えば１６点サンプリングする場合にはマトリクス
・スイッチング装置内を伝送するデータの情報量が１６
倍になる。このため、必要なメモリ容量などが増加する
と共に、スイッチングの速度も１６倍にする必要がある
。従って、回路規模が大きくなるばかりでなく、高速の
スイッチング装置を使用しなければならないという欠点
があった。

そこで、本発胡の目的は、メモリ容量などの回路規模を
増大させることなく、しかも高速のスイッチング性能を
必要とせずに大容量データをスイッチングすることので
きるマトリクス・スイッチング装置を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１記載の発明では、（ｉ＞所定のタイミングパル
スに同期して入力されたデータを自己の装置の動作の基
本となる内部タイミングパルスに同期させて符号化する
符号化手段と、（ｎ）所定のタイミングパルスと内部タ
イミングパルスとの位相差を示す位相差情報を出力する
位相差情報出力手段と、（ｉｉｉ　）符号化手段から出
力され複数のチャネル間を相互に切換接続する切換器を
経て入力された符号化データを、位相差情報を基に再生
した所定のタイミングパルスに同期させて復号化する復
号化手段とをマトリクス・スイッチング装置に具備させ
る。

そして、請求項１記載の発明では、入力されたデータを
内部タイミングパルスに同期するように符号化した上で
スイッチングを行うと共に、スイッチングされた先では
、位相差情報を基に再生したタイミングパルスに同期し
て復号を行うこととする。

請求項２記載の発明では、（１）所定のタイミングパル
スに同期して入力されたデータの変化点を検出する変化
点検出手段と、（ｉｉ）所定のタイミングパルスと内部
タイミングパルスとの位相差を検出する位相差検出手段
と、（ｊｉ　）この位相差検出手段から出力された位相
差情報と変化点検出手段から出力された変化点情報とを
時分割的に多重化する多重化手段と、（ｉｖ）この多重
化手段から出力され複数のチャネル間を相互に切換接続
する切換接続器を介して入力された多重化情報を、変化
点情報と位相差情報とに分離する情報分離手段と、（ｖ
）この情報分離手段により分離された位相差情報と内部
タイミングパルスを基に所定のタイミングパルスを再生
するタイミングパルス再生手段と、（ｖｉ）このタイミ
ングパルス再生手段により再生されたタイミングパルス
に同期して、情報分離手段により分離された変化点情報
から元のデータを再生するデータ再生手段とをマトリク
ス・スイッチング装置に具備させる。

そして、請求項２記載の発明では、入力データを変化点
情報に符号化し、これを位相差情報と多重化した上で内
部タイミングパルスに同期して装置内部を伝送させる。

また、スイッチされた先では、多重化情報を変化点情報
と位相差情報に分離したのち、この位相差情報を基に再
生したタイミングパルスに同期して変化点情報の復号化
を行うこととする。

請求項３記載の発明では、（ｉ）位相差検出手段から出
力された位相差情報および変化点検出手段から出力され
た変化点情報にそれぞれの情報の種別を表示するための
識別ビットを個々に付加する識別ビット付加手段と、（
ｎ）変化点検出手段により変化点が検出されなかったと
き、該当するタイムスロットに位相差情報を割り当てる
位相差情報割当手段とを請求項２記載のマ）　ＩＪクス
・スイッチング装置の多重化手段に具備させる。

そして、請求項３記載の発明では、変化点情報と位相差
情報に識別ビットを付加した上で、変化点情報が存在し
ないタイムスロットに位相差情報を割り当てることによ
り多重化を行う。

〔実施例〕

以下、実施例につき本発明の詳細な説胡する。

第１図は、本発明の一実施例におけるマトリクス・スイ
ッチング装置を表わしたものである。この図で、入力部
４１には位相差検出回路４２および変化点検出回路４３
が設けられ、それぞれ入力タイミングパルス４４および
これに同期した入力データ４５が入力されるようになっ
ている。変化点検出回路４３の出力側は情報多重化回路
４７を介して切換部４８へと接続され、位相差検出回路
４２の出力側はメモリ４９を介して情報多重化回路４７
に接続されている。これら位相差検出回路４２および情
報多重化回路４７には、タイミングパルス発生器５２か
ら出力された内部タイミングパルス５３が入力されるよ
うになっている。

切換器４８は、出力部５５に備えられた情報分離回路５
６に接続される。この情報分離回路５６は、タイミング
パルス発生回路５８およびＴ型フリップフロップ５９に
接続されている。このタイミングパルス発生回路５８か
らは出力タイミングパルス６１が出力され、Ｔ型フリッ
プフロップ５９に供給されると共に外部へと出力される
。そして、Ｔ型フリップフロップ５９からは、出力タイ
ミングパルス６１に同期した出力データ６２が外部に出
力されるようになっている。また、情報分離回路５６お
よびタイミングパルス発生回路５８には、内部タイミン
グパルス５３が供給されるようになっている。

第２図、第３図と共に、以上のような構成のマトリクス
・スイッチング装置の動作を説明する。

入力部４１の変化点検出回路４３では、入力データ４５
　（第３図ｂ）の変化点を捉えた変化点信号６５（同図
Ｃ）を出力し、情報多重化回路４７に供給する。この信
号は、入力データ４５が“０”から“１”、または“１
″から“０”へ変化したときには“１″となり、入力デ
ータ４５の値が変化しないときには“０”となる。

一方、位相差検出回路４２では、入力タイミングパルス
４４　（同図ａ）と内部タイミングパルス５３　（同図
ｄ）との位相差量を検出し、これに基づき位相差信号６
６を出力する。第２図に示すように、ここでは、これら
２つのタイミングノくルスの間に位相差Ａが存在するも
のとし、これらの、＜ルス周期をＢとする。この場合、
位相差量の最大値はＢとなるので、Ａ／Ｂを１６段階に
分けてこれを４ビツトのデータで表わすことができる。

結局、位相差信号６６は４ビツトのデータとして出力さ
れ、−旦メモリ４９に蓄えられたのち、情報多重化回路
４７に入力される。

情報多重化回路４７では、変化点検出回路４３より入力
された変化点信号６５に識別ビット“０”を付加した変
化点情報６７−１（第３図ｅ）、あるいは４ビツトの位
相差信号６６のうちの１ビツトに識別ビット“１″を付
加した位相差情報６７−２　　（同図ｅ）を生成し、こ
れらの多重化を行う。すなわち、入力データ４５は入力
タイミングパルス４４の周期ごとに常に変化するわけで
はなく、例えば第３図すに示すように“１”が２つ以上
連続することもある。この場合、２つ目以降の“１″に
対しては変化点情報を生成する必要がないので、このタ
イムスロットに空きが生じることとなる。そこで、この
空きタイムスロットに位相差情報６７−２を埋め込むこ
とにより多重化情報６７　（同図ｅ）を生成し、内部タ
イミングパルス５３に同期して切換器４８に送出するこ
ととなる。そして、切換器４８では、内部タイミングパ
ルス５３に同期して所定のチャネルへの切り換えを行う
。

このようにして出力部５５に送られてきた多重化情報６
８　（同図ｆ）は、まず情報分離回路５６に入力され、
内部タイミングパルス５３に同期して変化点情報と位相
差情報に分離される。すなわち、識別ビットが“０”の
ときはそれに続くビットは変化点信号を示すビットと認
識され、識別ビットが“１”のときはそれに続くビット
は位相差信号を示すビットと認識される。このようにし
て分離された変化点信号６９　（同期ｇ）、および位相
差信号７１は、それぞれＴ型フリップフロップ５９、お
よびタイミングパルス発生回路５８に入力される。

タイミングパルス発生回路５８では、位相差信号７１お
よび内部タイミングパルス５３を基に出力タイミングパ
ルス６１　（同図ｈ）を生成し、外部に出力すると共に
、Ｔ型フリップフロップ５９にも供給する。すなわち、
位相差信号７１を４ビツト分受信した時点で元の位相差
量Ａ／Ｂへの復号化が行われ、この位相差分を内部タイ
ミングパルス５３から差し引くことにより出力タイミン
グパルス６１が生成される。

そして、Ｔ型フリップフロップ５９では、変化点信号６
９を基に出力データ６２　（同図１）が再生され、出力
タイミングパルス６１に同期して出力されることとなる
。

このようにして、本実施例のマトリクス・スイッチング
装置では、実質上、切換器４８を通過する情報量を入力
データ４５の２倍に折制することができ、また、入力タ
イミングパルス４４の速度と同じ速度で内部処理を行う
ことができる。

なお、本実施例では、位相差量を４ビツトの位相差信号
により１６段階に分けることとしたが、これに限ること
はなく、８または３２段階などに分けることも可能であ
る。

また、本実施例では、入力データを圧縮する符号化方法
として、入力データの変化点を捉えた変化点情報を用い
ることとしたが、これに限られるものではなく、他の符
号化方法を用いることも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、入
力されたデータを内部タイミングパルスに同期して圧縮
符号化した上でスイッチングを行うこととしたので、マ
トリクス・スイッチング装置内を伝送する情報量を従来
よりも減少させることができる。このため、メモリなど
の容量が少なくて済み、回路規模を小さくすることがで
きるという効果がある。また、装置内を伝送する情報量
が減少することから、メモリなどに対する読み書き速度
を高速化する必要がない。従って、装置を比較的安価に
構成することができるという効果もある。

また、請求項２記載の発明によれば、入力されたデータ
の変化点を捉えて符号化することとしたので、特に変化
の少ないデータの場合にデータ圧縮が顕著となり、処理
する情報量を一層減少させることができるという効果が
ある。

さらに、請求項３記載の発明によれば、識別ビットを用
いることにより変化点情報の存在しないタイムスロット
に位相差情報を多重化することとしたので、処理する情
報量をなお一層減少させることができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の一実施例を説明するためのも
ので、このうち第１図はマトリクス・スイッチング装置
を示すブロック図、第２図は入力タイミングパルスと内
部タイミングパルスとの関係を示すタイミング図、第３
図はマトリクス・スイッチング装置の動作を説明するた
めのタイミング図、第４図は従来のマトリクス・スイッ
チング装置を用いたバックアップシステムを示すプロッ
り図、第５図は従来のマトリクス・スイッチング装置を
示すブロック図、第６図は第５図のマ）　ＩＪクス・ス
イッチングｉｔの動作を説明するためのタイミング図で
ある。 ４２・・・・・・位相差検出回路、 ４３・・・・変化点検出回路、 ４４・・・・・・入力タイミングパルス、４５・・・・
・・入力データ、４７・・・・・・情報多重化回路、４
８・・・・・切換器、 ５３・・・・・内部タイミングパルス、５６・・・・・
・情報分離回路、 ５８・・・・・・タイミングパルス発生回路、５９・・
・・・・Ｔ型フリップフロップ、６１・・・・・・出力
タイミングパルス、６２・・・・・・出力データ、 ６５．６９・・・・・・変化点信号、 ６６．７１・・・・・位相差信号、 ６７．６８・・・・・・多重化信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定のタイミングパルスに同期して入力されたデー
   タを自己の装置の動作の基本となる内部タイミングパル
   スに同期させて符号化する符号化手段と、 前記所定のタイミングパルスと前記内部タイミングパル
   スとの位相差を示す位相差情報を出力する位相差情報出
   力手段と、 前記符号化手段から出力され複数のチャネル間を相互に
   切換接続する切換器を経て入力された符号化データを、
   前記位相差情報を基に再生した前記所定のタイミングパ
   ルスに同期させて復号化する復号化手段 とを具備することを特徴とするマトリクス・スイッチン
   グ装置。 ２、所定のタイミングパルスに同期して入力されたデー
   タの変化点を検出する変化点検出手段と、前記所定のタ
   イミングパルスと内部タイミングパルスとの位相差を検
   出する位相差検出手段と、この位相差検出手段から出力
   された位相差情報と前記変化点検出手段から出力された
   変化点情報とを時分割的に多重化する多重化手段と、 この多重化手段から出力され複数のチャネル間を相互に
   切換接続する切換接続器を介して入力された前記多重化
   情報を、変化点情報と位相差情報とに分離する情報分離
   手段と、 この情報分離手段により分離された位相差情報と前記内
   部タイミングパルスを基に前記所定のタイミングパルス
   を再生するタイミングパルス再生手段と、 このタイミングパルス再生手段により再生されたタイミ
   ングパルスに同期して、前記情報分離手段により分離さ
   れた変化点情報から元のデータを再生するデータ再生手
   段 とを具備することを特徴とするマトリクス・スイッチン
   グ装置。 ３、前記位相差検出手段から出力された位相差情報およ
   び前記変化点検出手段から出力された変化点情報にそれ
   ぞれの情報の種別を表示するための識別ビットを個々に
   付加する識別ビット付加手段と、 前記変化点検出手段により変化点が検出されなかったと
   き、該当するタイムスロットに前記位相差情報を割り当
   てる位相差情報割当手段 とを前記多重化手段に具備させたことを特徴とする請求
   項２記載のマトリクス・スイッチング装置。