DE2846749A1

DE2846749A1 - Vermittlungsnetzwerk

Info

Publication number: DE2846749A1
Application number: DE19782846749
Authority: DE
Inventors: James Joseph Shanley
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1977-10-27
Filing date: 1978-10-27
Publication date: 1979-05-03
Also published as: GB2007056B; JPS5811152B2; US4110566A; FR2407633B1; FR2407633A1; JPS5478008A; AU521735B2; NL7810579A; AU4102878A; DE2846749C2; GB2007056A; CA1101972A

Description

BLlJiViBACH - WESER . BERBEM - KRAMER ZVv(IRNER . HrRSCH - BREHM

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN 2046743

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WESTERN ELECTRIC COMPANY Shanley - 1

INCORPORATED

NEW YORK (N.Y.) 10038 USA

Vermittlungsnetzwerk

Die Erfindung betrifft ein Vermittlungsnetzwerk mit einer Vielzahl von Thyristor-Kreuzpunktelementen, die je einen Anoden-, Kathoden- und Gateanschluß besitzen, und einer Steueranordnung für den Betrieb eines Transistors.

In bekannten Nachrichtenvermittlungsanlagen findet sich eine große Anzahl von Halbleiter-Kreuzpunktanordnungen für Vermittlungsnetzwerke (Koppelfelder). Die dabei verwendeten Kreuzpunktelemente sind entweder pnpn-Bauteile, bipolare Transistoren, Dioden, gesteuerte Siliciumgleichrichter oder Feldeffekttransistoren. Jedes dieser Bauteile weist jedoch schwerwiegende Nachteile bei einer Verwendung als Kreuzpunktelement auf. Thyristor-Kreuzpunktelemente, und zwar entweder npnp- oder pnpn-Bauteile bieten zwar niedrigen Kreuzpunkt-Einschaltwiderstand, können hohe Ströme führen und außerdem hohen Leitungsspannungen wider-

MOndien: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · P. Hirsch Dipl.-Ing. · H. P. Brehm Dipl.-Chem. Or. phil. nat. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dlpl.-Ing. · P. Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur. . G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

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stehen, sind aber außerordentlich empfindlich gegen Störsignale. Solche Störsignale können ein in Durchlaßrichtung vorgespanntes Thyristor-Kreuzpunktelement veranlassen, in den aktiven Zustand zu schalten, wobei die Durchlaßspannung den Kreuzpunkt im aktiven Zustand hält. Die außerordentlich kurzen Schaltzeiten von Thyristor-Kreuzpunktelementen und die großen, durch diese hohe Arbeitsgeschwindigkeit verursachten Stromänderungen erzeugen beträchtliche Störsignale in einem Thyristor-Vermittlungsnetzwerk. Solche Netzwerke neigen daher zu einem fehlerhaften Betrieb aufgrund von Störsignalen, die bewirken, daß die Thyristor-Kreuzpunktelemente fehlerhaft im aktiven Zustand bleiben. Diese Schwierigkeiten haben dazu geführt, daß bisher Thyristor-Kreuzpunktelemente keine gute Wahl für Pernsprech-Vermittlungsnetzwerke darstellten, da diese eine hohe Genauigkeit sowohl für die Herstellung als auch Überwachung von Nachrichtenverbindungen zwischen Fernsprechteilnehmern erfordern.

Die Erfindung will demgemäß ein Thyristor-Vermittlungsnetzwerk schaffen, das Nachrichtenverbindungen mit der für ein Fernsprechvermittlungsnetzwerk erforderlichen Zuverlässigkeit herstellen kann. Darüber hinaus soll eine Vermittlungsnetzwerk-Steuerschaltung geschaffen werden, die Thyristor-Kreuzpunktelemente unter Verwendung gemeinsamer Ausrüstungen betätigen und freigeben kann sowie deren Besetzt/Freizustand bestimmen kann.

Zur Lösung der Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Ver-

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mittlungsnetzwerk der eingangs genannten Art und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordnung eine Netzwerksteuerung zur Erzeugung eines ersten und zweiten Steuersignals, die ein gewähltes Thyristor-Kreuzpunktelement aktivieren, und eine Signalsteuerschaltung aufweist, die unter Ansprechen auf das erste Steuersignal Kreuzpunktaktivierungssignale erzeugt und folgende Bauteile aufweist: eine Anodensignalgeneratorschaltung, die unter Ansprechen auf das erste Steuersignal ein Anodenaktivierungssignal erzeugt, eine Kathodensignalgeneratorschaltung, die unter Ansprechen auf das erste Steuersignal ein Kathodenaktivierungssignal erzeugt, eine Gatesignalgeneratorschaltung, die unter Ansprechen auf das erste Steuersignal ein Gateaktivierungssignal erzeugt, und eine Verteilerschaltung, die unter Ansprechen auf das zweite Steuersignal das Anoden-, Kathoden- und Gateaktivierungssignal auf das gewählte Thyristor-Kreuzpunktelement schaltet.

Die Vermittlungsnetzwerk-Steueranordnung besitzt über die Verteilerschaltung direkten Zugriff zu allen drei Anschlüssen jedes Thyristor-Kreuzpunktelementes. Auf diese Weise kann die Spannung an jedem Anschluß jedes gewählten Thyristor-Kreuzpunktelementes im Vermittlungsnetzwerk durch die Vermittlungsnetzwerksteuerung gesteuert werden. Das wird durch die Gruppe von drei Signalgeneratoren erreicht, die je ein bestimmtes Steuersignal erzeugen, das an den zugeordneten Anschluß des gewählten Thyristor-Kreuzpunktelementes angelegt wird. Demgemäß können die gleichen Signalgeneratoren

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verwendet werden, um jedes gewählte Thyristor-Kreuzpunktelement im Vermittlungsnetzwerk zu betätigen, freizugeben, oder seinen Besetzt/Freizustand zu bestimmen, und zwar indem einfach die erforderlichen Steuersignale an die Jeweiligen Anschlüsse des gewählten Thyristor-Kreuzpunktelementes angelegt werden. Die Signalgeneratoren sind so ausgelegt, daß alle vorgenannten Punktionen einfach dadurch verwirklicht werden können, daß die Kombination der an das gewählte Thyristor-Kreuzpunkt element angelegten Steuersignale geändert wird.

Entsprechend einem Merkmal der Erfindung werden demgemäß in einem Thyristor-Vermittlungsnetzwerk Einrichtungen geschaffen, die die Betätigung und Freigabe von Thyristor-Kreuzpunktelementen von einer zentralen Stelle aus steuern können.

Weiterhin wird entsprechend einem Merkmal der Erfindung die Möglichkeit geschaffen, den Besetzt/Freizustand jedes gewählten Thyristor-Kreuzpunktelementes bestimmen zu können, ohne die bestehenden Verbindungen über das Netzwerk zu stören.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist die Bereitstellung von Einrichtungen zur Betätigung der Thyristor-Kreuzpunktelemente im Nulldurchgang der Spannung.

Schließlich sieht ein Merkmal der Erfindung die Schaffung von Einrichtungen zur Steuerung der anfänglichen Anstiegsgeschwindigkeit der Spannung (dV/dt) über dem betätigten

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Thyri s tor-Kreuzpunktelement vor.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand der* Zeichnungen näher beschrieben werden. Es zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung f

Fig. 2 und 3 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 4 die Zuordnung der Fig. 2 und 3l

Fig. 5 die verschiedenen Kurvenformen der von der Vermittlungsnetzwerk-Steuerschaltung erzeugten Spannungen.

Fig. 1 zeigt die allgemeinen Anlagenmerkmale der Erfindung bei Verwirklichung in einem einstufigen Thyristor-Vermittlungsnetzwerk. Das dargestellte Vermittlungsnetzwerk weist eine Vielzahl von Thyristorelementen auf, die so zu einer Matrix zusammengeschaltet sind, daß der Kathodenanschluß jedes Thyristors an einer Horizontalleitung des Vermittlungsnetzwerks und der Anodenanschluß jedes Transistors an eine Vertikalleitung des Vermittlungsnetzwerks angeschaltet sind. Jede Horizontalleitung ist mit einer Teilnehmerstellen-Anschlußschaltung, einer Leitungsschaltung oder einer ähnlichen Schaltung dieser Art verbunden, während die Vertikalleitungen des Vermittlungsnetzwerks als Link-Leitungen zur Verbindung von zwei oder mehreren Horizontalleitungen des Vermittlungsnetzwerks dienen. Das dargestellte Thyristor-

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Verfflittlungsnetzwerk stellt also einen Nachrichtenweg zwischen zwei !beliebigen Teilnehmerstellen anas der Vielzahl iron Teilnelamerstellen SI-Sn her, die an die linke Seite des Thyristor—¥ermittli3ngsnetzwerks angeschlossen sind, oder zwischen irgendeiner der Teilnehmerstellen SI-Sn und irgendeiner der Teilnehmersehaltungen LCI-LGj oder irgendeiner anderen Schaltung dieser Art, die ebenfalls an die linke Seite des Thyristor-Vermittlungsnetzwerks angeschaltet sein können, und zwar durch eine Aktivierung der zugeordneten Thyristor-Kreuzpunktelemente·

Wenn beispielsweise das Thyristor-Kreuzpunktelement X1-2 betätigt wird, so wird ein Gleichstromweg zwischen der Horizontalleitung 1 und der Vertikalleitung 2 hergestellt, wodurch eine Verbindung zwischen der Teilnehmerstelle S1 und ihrer zugeordneten Anschlußschaltung P1 mit der Linkleitung 2 entsteht. Um die Teilnehmerstelle S1 weiter mit einer Amtsleitungsschaltung, beispielsweise der Schaltung LC1 zu verbinden, muß das Thyristor-Kreuzpunktelement X(n+1)-2, das sowohl der Leitungsschaltung LC1 als auch der Linkleitung 2 zugeordnet ist, betätigt werden, um den bestehenden Verbindungsweg (von der Teilnehmerstelle S1 zur Anschlußschaltung P1 und zur Linkleitung 2 über die Horizontalleitung 1) zur Leitungsschaltung LC1 über die Horizontalleitung (n+1) des Vermittlungsnetzwerkes weiterzuführen. Demgemäß kann eine Vielzahl von Horizontalleitungen des Vermittlungsnetzwerkes dadurch miteinander verbunden werden, daß die Thyristor-Kreuz-

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punktelemente betätigt werden, die sowohl mit beiden Horizontalleitungen als auch einer gewählten Linkleitung der Leitungen 1 bis k zugeordnet sind.

Die Steuerung der Thyristor-Kreuzpunktelemente wird durch eine Vermittlungsnetzwerksteuerung 100 erreicht, die drei Signalgeneratoren 101 bis 103, zwei Besetzt/Frei-Zustandsdetektoren 104,105 und eine Folgesteuerschaltung 106 aufweist. Jeder dieser Signalgeneratoren 101 bis 103 ist so ausgelegt, daß er unter Steuerung der Folgesteuerschaltung 106 eine Spannung mit einer bestimmten Kurvenform erzeugt. Die Folgesteuerschaltung 106 bestimmt demgemäß die zeitliche Steuerung der Signalgeneratoren 101 bis 103. Der Kathodensignalgenerator 103 erzeugt nach Aktivierung durch die Folgesteuerschaltung 106 ein Kathodensteuersignal, das über den Besetzt/Frei-Zustandsdetektor 105 an die Leitung CS angelegt wird. Das Kathodensteuersignal wird durch die Verteilerschaltung 107 an die Kathode des gewählten Kreuzpunktes angeschaltet, im angenommenen Fall das Thyristor-Kreuzpunktelement X1-2. Der Anschlußschaltungswähler PD1 der Verteilerschaltung 107 schaltet also das Kathodensteuersignal von der Leitung CS an die Horizontalleitung 1 an. Auf entsprechende Weise erzeugen der Gatesignalgenerator 102 und der Anodensignalgenerator 101 Gatesteuersignale bzw. Anodensteuersignale, die dann auf die Leitungen GS bzw. AS gegeben und von dort durch die Verteilerschaltung 107 an den Gate- bzw. Anodenanschluß des gewählten Thyristor-Kreuzpunktelementes X1-2 gegeben werden. Dies erfolgt durch den An-

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schlußschaltungswähler PD1 der Verteilerschaltung 107» der das Gatesteuersignal von der Leitung GS an den Gateanschluß aller Thyristor-Kreuzpunktelemente anlegt, die der Horizontalleitung. 1 des Vermittlungsnetzwerkes zugeordnet sind. Auf entsprechende Weise gibt der Linkleitungswähler LD2 der Verteilerschaltung 107 das Anodensteuersignal von der Leitung AS auf die Linkleitung 2, wodurch das Anodensteuersignal an den Anodenanschluß aller Thyristor-Kreuzpunktelemente gelangt, die der Linkleitung 2 zugeordnet sind. Das einzige Thyristor-Kreuzpunktelement im Thyristor-Vermittlungsnetzwerk, bei dem alle drei Anschlüsse erregt sind, ist daher das Element X1-2. Dieses Element schaltet dann aufgrund der drei angelegten Kreuzpunktsteuersignale ein und wird durch den von der Vorspannungsschaltung B2 gelieferten Haltestrom im aktiven Zustand gehalten. Der betätigte Kreuzpunkt X1-2 stellt daher einen Verbindungsweg zwischen der Teilnehmerstelle S1 und der Linkleitung 2 her, indem er die Horizontalleitung 1 und die Vertikalleitung 2 des Vermittlungsnetzwerkes verbindet. Die Verteilerschaltung 107 arbeitet unter Steuerung der Vermittlungsnetzwerksteuerung 100.

Die Signalgeneratoren 101 bis 103 haben demnach über die Verteilerschaltung 107 direkten Zugriff zu allen drei Anschlüssen eines gewählten Thyristor-Kreuzpunktelementes. Auf diese Weise steuern die Signalgeneratoren 101 bis 103 direkt die Spannung, die an allen drei Anschlüssen jedes gewählten Thyristor-Kreuzpunktelementes ansteht. Die Signalgeneratoren

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101 bis 103 können das gewählte Thyristor-Kreuzpunktelement in der sogenannten Nullspannungs-Betriebsweise (im Nulldurchgang) einschalten und außerdem den Anfangswert für den Spannungsanstieg dV/dt über dem gewählten Thyristor-Kreuzpunktelement steuern, wodurch der Strom über den Kreuzpunkt gesteuert wird. Darüber hinaus kann der Besetzt/Frei-Zustand eines gewählten Thyristor-Kreuzpunktelementes durch die Besetzt/Frei-Zustandsdetektoren 104, 105 bestimmt werden. Dies geschieht dadurch, daß die Steuerschaltung 106 eine Besetzt/ Frei-Zustands-Bestimmungsfolge einleitet, bei der der Kathodensignalgenerator 103 das Kathodensteuersignal erzeugt und der Besetzt/Frei-Zustandsdetektor 104 den Strom überwacht, den der Kathodensignalgenerator 103 von der gewählten Horizontalleitung des Vermittlungsnetzwerkes abzieht. Auf ähnliche Weise erzeugt der Anodensignalgenerator 101 das Anodensteuersignal, und der Besetzt/Frei-Zustandsdetektor 104 überwacht den Strom, den der Anodensignalgenerator 101 von der gewählten Vertikalleitung des Vermittlungsnetzwerkes abzieht. Der Besetzt/Frei-Zustandsdetekotr 105 stellt demnach den Zustand einer gewählten Teilnehmerstelle (Horizontalleitung des Vermittlungsnetzwerks) fest, während der Besetzt/Frei-Zustandsdetektor 104 den Zustand einer gewählten Linkleitung (Vertikalleitung) bestimmt. Auf diese Weise läßt sich der Zustand desjjeweiligen Kreuzpunktes zur Verbindung einer gewählten Horizontalleitung mit einer gewählten Vertikalleitung aus den Ergebnissen dieser beiden Zustandsbestimmungen feststellen.

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Die FIg. 2 und 3 zeigen in der Anordnung nach Fig. 4 das Zusammenwirken der verschiedenen Bauteile eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. Die verschiedenen Schaltungen, beispielsweise die Leitungsschaltungen, Teilnehmeranschlußschaltungen und so weiter sind in den Fig. 2 und 3 auf analoge Weise wie in Fig. 1 angeordnet. In Fig. 2 ist nur eine einzige Teilnehmerstelle S1, eine einzige Teilnehmeranschlußschaltung P1, eine einzige Leitungsschaltung LC1 und eine einzige Linkleitung 2 dargestellt, um die Zeichnung zu vereinfachen.

Zur Erläuterung der Erfindung soll die Herstellung einer typischen Verbindung von einer Amtsleitung zu einem Teilnehmerapparat verfolgt werden. Es sei angenommen, daß ein Amtsgespräch auf der Amtsleitung L1 ankommt und für den Teilnehmerapparat S1 bestimmt ist.

Leitungsschaltung

Die Amtsleitung L1 endet an der Leitungsschaltung LC1. Die Leitungsschaltungen sind ein Hauptbestandteil von Tastenfernsprechanlagen und sind allgemein bekannt. Die Leitungsschaltungen führen viele Funktionen aus, wobei aber für die vorliegende Erläuterung die Schnittstellenfunktion von hauptsächlichem Interesse ist. Die Leitungsschaltung LC1 bildet die Schnittstelle zwischen der Amtsleitung L1 und der Horizontalleitung (n+1) des Vermittlungsnetzwerkes. Dies wird durch Verwendung eines Transformators und zusätzlicher

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Steuer- und Zeichengabeschaltungen erreicht. Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung reicht die Feststellung aus, daß der schematisch dargestellte Transformator in der Leitungsschaltung LC1 die Schnittstelle zwischen der zweiadrigen (symmetrischen) Amtsleitung L1 und der einadrigen (unsymmetrischen) Horizontalleitung (n+1) des Vermittlungsnetzwerkes bildet. Der Transformator koppelt die Wechselstrom-Sprechsignale von der Amtsleitung L1 an das Vermittlungsnetzwerk und bildet außerdem eine Senke für den Gleichstrom, der auf der Horizontalleitung (n+1) des Vermittlungsnetzwerkes fließt.

Anschlußschaltung

Die Teilnehmerstelle S1 endet mit ihrer Leitung an der Anschlußschaltung P1. Solche Anschlußschaltungen sind wichtige Bestandteile von Tastenfernsprechanlagen und sind bekannt. Die beim vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendete Anschlußschaltung ist ebenfalls von bekannter Art. Solche Anschlußschaltungen führen viele Funktionen aus. Für die Zwecke der vorliegenden Erläuterung ist jedoch die Schnittstellenfunktion von besonderem Interesse. Die Anschlußschaltung P1 stellt eine Schnittstelle zwischen der Teilnehmerstelle S1 und der Horizontalleitung 1 des Vermittlungsnetzwerkes dar. Dies geschieht mittels eines Transformators und zusätzlicher Steuer- und Zeichengabeschaltungen. Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung genügt die Feststellung, daß der schematisch in der Anschlußschaltung P1 dargestellte Transformator eine Schnittstelle zwischen dem zweiadrigen Teil-

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nehmerapparat S1 und der einadrigen Horizontalleitung 1 des Vermittlungsnetzwerks darstellt. Der Transformator koppelt die Wechselstrom-Sprechsignale vom Teilnehmerapparat S1 an das Vermittlungsnetzwerk und stellt außerdem eine Senke für den Gleichstrom dar, der auf der Horizontalleitung 1 fließt.

Ankommende Verbindung

Es sei zum Verbindungsaufbau zurückgekehrt. Die Teilnehmerschaltung LC1 stellt das Vorhandensein eines Rufstroms auf der Amtsleitung L1 auf bekannte Weise fest und gibt eine Anzeige für eine ankommende Verbindung zur gemeinsamen Steuerung (nicht gezeigt) der Nebenstellenanlage. In bekannter Weise spricht die gemeinsame Steuerung an und es wird festgestellt, daß die ankommende Verbindung für die Teilnehmersteile S1 bestimmt ist. Eine genauere Beschreibung dieses bekannten Vorgangs ist für das Verständnis der vorliegenden Erfindung unnötig. Es wird daher angenommen, daß die Netzwerksteuerung 100 mit Informationen versorgt wird, die ausreichen, um die beiden miteinander zu verbindenden Teilnehmer, im vorliegenden Fall die Leitungsschaltung LCi und die Teilnehmerstelle S1 zu verbinden. Diese Informationen umfassen digital codierte Angaben der beiden miteinander zu verbindenden Horizontalleitungen des Vermittlungsnetzwerkes. Der erste Abschnitt dieser herzustellenden Verbindung ist die Kopplung der Leitungsschaltung LC1 mit einer freien Linkleitung, die in diesem Fall als die Linkleitung 2 angenommen wird. Demgemäß muß die Netzwerksteuerung 100 das sowohl der Leitungsschaltung LC1

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als auch der Linkleitung 2 zugeordnete Thyristor-Kreuzpunktelement aktivieren. Das geschieht dadurch, daß die Netzwerksteuerung 100 die Verbindungsinformationen über das Kabel 108 zur Verteilerschaltung 107 überträgt. Diese codierten Netzwerksteuerinformationen werden von der Netzwerksteuerung 100 als Eingangssignal an Decodierer 230 und 231 in der Verteilerschaltung 107 gegeben, wo sie in ein Auswählsignal umgewandelt werden, das dann an die jeweilige Anschlußschaltungsund Linkleitungs-Auswahlader angelegt wird. Im vorliegenden Fall wandelt der Decoder 230 die Netzwerksteuerinformation vom Kabel 108 in ein Auswahlsignal um, das an' die Ader P(n+1) angelegt wird, wodurch das Gatter 211 der Anschlußschaltungs-Auswählschaltung PD(n+1) betätigt wird. Demgemäß ist die Horizontalleitung (n+1) gewählt worden und die Anschlußschal tungs-Auswählschaltung PD(n+1) wurde als Anfangsstufe bei der Herstellung der Netzwerkverbindung betätigt. Gleichzeitig mit der Tätigkeit des Decoders 230 wandelt der Decoder 231 die Netzwerksteuerinformation vom Kabel 108 in ein Auswählsignal um, das an die Leitung LS2 gegeben wird, wodurch der Transistor 221 jedes auf der Leitung AS erscheinende Signal über eine Diode 222 zur Linkleitung 2 übertragen kann. Demgemäß ist die Vertikalleitung 2 (Linkleitung 2) gewählt worden, und der Transistor 221 ist eingeschaltet worden, um die Netzwerkaktivierungssignale zur Linkleitung 2 weiterzugeben.

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Folgesteuerung

Die Netzwerksteuerung 100 enthält außerdem bekannte Steuer- und Taktschaltungen (nicht gezeigt), die die Folgesteuerung 106 aktivieren und zur Erzeugung der Netzwerkaktivierungssignale veranlassen. Dazu gibt die Netzwerksteuerung 100 einen Impuls auf die zur Folgesteuerung 106 führende Ader START, wodurch die Flipflops 338, 339» 340 und das Schieberegister zurückgestellt werden. Die Taktschaltung der Netzwerksteuerung liefert periodische Taktimpulse auf der Ader CLOCK, die das Schieberegister 330 mit acht Bits weiterschalten. Der Dateneingang D des Schieberegisters 330 ist auf H, da der Ausgang des UND-Gatters 331 auf H ist. Mit jedem auf der Ader CLOCK erscheinenden Taktimpuls wird also ein weiteres Signal H oder 1 in das Schieberegister 330 eingeschoben und alle früher im Schieberegister gespeicherten Bits werden um ein Bit nach rechts weitergeschoben. Jeder der Ausgänge Q1 bis Q8 des Schieberegisters 330 gibt das in der jeweiligen Stelle gespeicherte Bit an. Taktsignale CLOCK bewirken also, daß eine Kette von 1-Werten in das Schieberegister 330 eingeschoben wird, solange das Signal am Dateneingang D des Schieberegisters H ist. Der Eingang des UND-Gatters 331 ist jedoch über den Inverter 350 zum Ausgang 0.6 des Schieberegisters 330 geführt. Wenn sechs 1-Werte in das Schieberegister 330 eingeschoben worden sind, geht der Ausgang Q6 auf H, wodurch das Gatter 350 einschaltet. Dann schaltet das Gatter 331 aus, wodurch ein Signal L an den Dateneingang D des Schieberegisters 330 gelangt. Die Kombination der Gatter 331, 350 mit dem

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Schieberegister 330 bildet demgemäß einen "Kettengenerator". Dabei schaltet ein Ausgangssignal L vom Ausgang Q6 des Schieberegisters 330 das Gatter 350 aus, wodurch das Gatter 331 ein Signal H an den Eingangsanschluß D des Schieberegisters 330 gibt. Jeder nachfolgend auf der Leitung CLOCK erscheinende Taktimpuls schiebt dann eine 1 in das Schieberegister 350, bis eine Kette von sechs 1-Werten eingegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt geht der Ausgang Q6 des Schieberegisters 330 auf H. Das Ausgangssignal H am Anschluß Q6 schaltet das Gatter 350 ein, wodurch das Gatter 331 ein Signal L an den Anschluß D des Schieberegisters 330 anlegt. Jeder nachfolgend auf der Leitung CLOCK erscheinende Taktimpuls schiebt dann eine 0 in das Schieberegister 330, bis eine Kette von sechs O-Verten in das Register 330 eingegeben worden ist. Zu diesem Zeitpunkt schaltet der Ausgang 0.6 des Schieberegisters 330 erneut um und geht auf den ursprünglichen Ausgangszustand L. Dann wiederholt sich der Zyklus.

Netzwerksteuerungs-Signalgeneratoren

Gewählte Ausgangssignale des Schieberegisters 330 werden be-' nutzt, um den Anodensignalgenerator 101, den Gatesignalgenerator 102 und den Kathodensignalgenerator 103 zu aktivieren. So ist der Ausgang Q1 des Schieberegisters mit der Leitung CC verbunden, um die Operationen des Kathodensignalgenerators 103 zu steuern. Der Kathodensignalgenerator ist aus den Invertern 300,302 und einem Operationsverstärker 301 aufgebaut. Ein Signal H am Ausgang Q1 des Schieberegisters 330 gelangt

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auf die Leitung CC, wird zweimal durch die Inverter 300, invertiert und dann an den positiven (nicht invertierenden) Eingang des Operationsverstärkers 301 angelegt. Der Operationsverstärker 301 ist als Verstärker mit dem Verstärkungswert 1 geschaltet, so daß bei einem Signal H am Ausgang des Inverters 302 der Ausgang des Operationsverstärkers auf eine Spannung geht, die gleich der Spannung an seinem positiven Eingang ist. Der Inverter 302 besteht aus Widerständen 341, 342 und einem Transistor 343. Er weist einen Ausgangssignalpegel H von V1 Volt und einen Ausgangssignalpegel L auf, der durch die Spannungsteilung mit den Widerständen 341, 342 in Verbindung mit der Versorgungsspannung V1 bestimmt wird. Der Bereich der vom Operationsverstärker 301 gelieferten Spannungen wird also durch die Spannung V1 und die Widerstände 341, 342 des Inverters 302 bestimmt. Die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 301 ändert sich nicht plötzlich bei einer Änderung der Spannung am positiven Eingangsanschluß des Operationsverstärkers, sondern schaltet mit einer festen Geschwf&igkeit, die durch die internen Eigenschaften des Operationsverstärkers bestimmt wird. Diese Eigenschaft wird "Änderungsgeschwindigkeit" (slew rate) genannt und bewirkt, daß der Operationsverstärker ein Rampenausgangssignal aufgrund eines stufenförmigen Eingangssignals erzeugt. Demgemäß werden die steilflankigen, schnellen Logiksignale, die die Folgesteuerung 106 und die Inverter 300, 302 erzeugen, durch den Operationsverstärker 301 geglättet und über die Diode 308, den Widerstand 306 und den Kondensator 307 auf die Leitung CS

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gegeben. Das Signal auf der Leitung CS bleibt auf H, bis der Ausgang Q1 des Schieberegisters 330 auf L geht und dieses Signal über die Inverter 300, 302 zum Operationsverstärker 301 läuft. Der Operationsverstärker läßt dann das Signal auf der Leitung CS nach Art einer Rampe auf den durch den Inverter 302 festgelegten Pegel L abfallen. Auf entsprechende Weise werden der Gatesignalgenerator 102 und der Anodensignalgenerator 101 durch den Ausgang Q5 bzw. Q3 des Schieberegisters 330 gesteuert.

Die von den Signalgeneratoren 101 bis 103 erzeugten und auf die Leitungen AS, GS, CS gegebenen Steuersignale werden dann durch die Verteilerschaltung 107 an den gewählten Kreuzpunkt X(n+1)-2 gegeben. Dies wird dadurch erreicht, daß die Netzwerksteuerung 100 ein Signal H koinzident mit dem Impuls auf der Leitung START auf die Leitung NC des Kabels 108 gibt, wodurch das bereits vorbereitete Gatter 211 der Anschlußschaltungs-Auswählschaltung PD(n+1) eingeschaltet wird. Dann wird der Inverter 212 ausgeschaltet un-d der Transistor 214 eingeschaltet, wodurch das Kathodensteuersignal von der Leitung CS über die Diode 216 auf die Horizontalleitung (n+1) des Vermittlungsnetzwerkes geschaltet wird. Das Kathodensteuersignal wird auf diese Weise an den Kathodenanschluß aller an die Horizontalleitung (n+1) angeschalteten Thyristor-Kreuzpunktelemente einschl. des interessierenden Kreuzpunktelements X(n+1)-2 angelegt. Auf entsprechende Weise schaltet der Inverter 212 den Transistor 213 ein, der das Gatesteuersignal

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von der Leitung GS an den Gateanschluß aller an die Horizontalleitung (n+1) angeschalteten Thyristor-Kreuzpunktelemente einschl. des interessierenden Kreuzpunktelementes X(n+1)-2 anlegt. Wie bereits erwähnt, wird die auf dem Kabel 108 erscheinende Netzwerksteuerinformation vom Decoder 231 in ein Betätigungssignal auf der Leitung LS2 umgewandelt, das den Transistor 221 einschaltet, wodurch das Anodensteuersignal von der Leitung AS auf die Vertikalleitung 2, die auch als Zwischenleitung 2 bezeichnet wird, geschaltet wird. Das Anodensteuersignal gelangt auf diese Weise an den Anodenanschluß aller an die Vertikalleitung 2 angeschalteten Thyristor-Kreuzpunktelemente einschl. des interessierenden Elementes X(n+1)-2. Demgemäß ist das einzige Thyristor-Kreuzpunktelement im Vermittlungsnetzwerk, bei dem das Kathoden-, Anoden- und Gatesteuersignal gleichzeitig an den entsprechenden Kathoden-, Anoden- und Gateanschluß angelegt ist, das Kreuzpunktelement X(n+1)-2. Demnach schaltet das Thyristor-Kreuzpunktelement X(n+1)-2 ein, und wird im aktiven Zustand durch einen Haltestrom gehalten, der von der Vorspannungsschaltung B2 über das Kreuzpunktelement X(n+1)-2 zur Leitungsschaltung LC1 und dann über den Transformator in der Leitungsschaltung LC1 nach Erde fließt.

Kurvenformen - Fig. 5

Der zeitliche Zusammenhang und die Kurvenform der Signale auf den Leitungen CS, GS und AS sind in Fig. 5 dargestellt. Die erste Zeile CLOCK stellt das Taktsignal dar, das auf der Lei-

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tung CLOCK erscheint und das Schieberegister 330 der Folgesteuerung 106 treibt. In Fig. 5 ist eine Folge von dreizehn Impulsen auf der Leitung CLOCK dargestellt, um die zeitliche Steuerung der Verbindung über das Netzwerk anzugeben. Zeile 2 mit der Bezeichnung START gibt das Auftreten des Impulses auf der Leitung START an, das die Folgesteuerschaltung 106 zurückstellt und die Herstellung der Verbindung über das Netzwerk einleitet. Die Zeilen 5»6,7 geben die Kurvenform der auf den Leitungen CS, GS, AS erscheinenden Spannung an. Fig. 5 zeigt das Kathodensteuersignal, das ursprünglich die Spannung V2 ist. Diese Spannung ist die Ruhespannung, die von der Verteilerschaltung 107 über den Widerstand 218 in der Anschlußschaltungs-Auswählschaltung PD (n+1) an die Horizontalleitung (n+1) des Vermittlungsnetzwerks geliefert wird. Der Kathodensignalgenerator 103 ist, wie oben erwähnt, so ausgelegt, daß er zwischen zwei Spannungswerten umschaltet. Der untere Spannungswert ist als Spannung V5 gewählt, die etwas höher als die Ruhespannung des Kathodenanschlusses des gewählten Kreuzpunktelements ist. Der Kathodensignalgenerator 103 schaltet, wenn er durch den Ausgang Q1 des Schieberegisters 330 zum Zeitpunkt des Taktimpulses 1 aktiviert wird, langsam mit einer durch die Anstiegsgeschwindigkeit des Operationsverstärkers 301 bestimmten Geschwindigkeit auf den Spannungswert V1 um. Dieser Spannungswert V1 wird durch den Kathodensignalgenerator 103 gehalten, bis der Ausgang Q1 des Schieberegisters 330 umschaltet. Das findet, wie oben erläutert, beim Taktimpuls 7 statt. Zu diesem Zeitpunkt schal-

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tet der Operationsverstärker 301 langsam von der Spannung V1 auf die Spannung V5 mit einer Geschwindigkeit, die durch die Anstiegsgeschwindigkeit des Operationsverstärkers 301 bestimmt wird. Auf entsprechende Weise veranlaßt das Schieberegister 330 den Gatesignalgenerator 102 zwischen den Spannungen V3 und V1 umzuschalten, und den Anodensignalgenerator 101, zwischen den Spannungen V4 und V1 umzuschalten, und zwar zu den oben erläuterten, im voraus bestimmten Zeitpunkten. Die Vorspannungsschaltung B2 versorgt die Linkleitung 2 mit einer Ruhespannung V4, und die Anschlußschaltungs-Auswählschaltung PD(n+1) versorgt den Gateanschluß aller Kreuzpunktelemente, die der Horizontalleitung (n+1) des Vermittlungsnetzwerks zugeordnet sind, mit einer Ruhespannung V1. Demgemäß liefern die Signalgeneratoren 101 bis 103 Anfangs- und Endspannungen, die den Ruhespannungen des Anoden-, Kathoden- bzw. Gateanschlusses der Thyristor-Kreuzpunktelemente entsprechen. Wenn daher die Verteilerschaltung 107 die Ausgangssignale der Signalgeneratoren 101 bis 103 auf ein gewähltes Thyristor-Kreuzpunkt el em ent schaltet, findet zu Anfang keine Spannungsänderung statt, so daß keine Störspannungen erzeugt werden, wenn die Verteilerschaltung 107 die Leitungen AS, GS, CS an die zugeordneten Anschlüsse des gewählten Thyristor-Kreuzpunktelementes anschaltet. Wie die Kurvenformen in Fig. 5 zeigen, wird der Gateanschluß des gewählten Kreuzpunktelements erst erregt, wenn der Anoden- und der Kathodenanschluß beide den gleichen Spannungswert V1 haben. Dann wird die Spannung des Gateanschlusses langsam auf die Spannung V3 geschaltet,

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um den Kreuzpunkt einzuschalten, und die Spannung des Kathodenanschlusses wird danach langsam auf die Spannung V5 geschaltet. Diese Schaltfolge für die Spannungen schaltet das gewählte Kreuzpunktelement nach Art eines Nulldurchgangs bei der Spannung Null ein, liefert ein langsam ansteigendes Gate-Vorspannungssignal zur Einschaltung des Kreuzpunktes und erhöht dann langsam die Spannung über dem Kreuzpunkt-element, wodurch der über das Kreuzpunktelement geführte Strom langsam ansteigt. Die Signalgeneratoren 101 bis 103 steuern also direkt und in jeder Hinsicht die Betriebsweise des Ühyristor-Kreuzpunktelements, um eine fehlerhafte Operation des Kreuzpunktes zu verhindern und die Erzeugung von Störspannungen im Thyristor-Vermittlungsnetzwerk auf ein Minimum zu bringen.

Besetzt/Frei-Zustandsbestimmung

Die Besetzt/Frei-Detektoren 104 und 105 bestimmen den Zustand eines gewählten Kreuzpunktes. Das wird durch Überwachen der Spannung auf den Steuerleitung AS und CS erreicht. Im einzelnen weist der Besetzt/Frei-Detektor 105 einen ¥iderstand 306, einen Kondensator 307 und eine Diode 308 auf, die parallel geschaltet sind, um den vom Signalgenerator 103 zur Leitung CS fließenden Strom anzuzeigen. Wenn die gewählte Horizontalleitung des Vermittlungsnetzwerks belegt ist, wird kein Strom auf der Leitung CS fließen, da die Spannung der gewählten HoO-zontalleitung im Besetzt-Zustand größer als die Ruhespannung des Signalgenerators 103 ist. Wenn die gewählte Horizontalleitung (n+1) des Vermittlungsnetzwerks frei ist, fließt ein

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Strom auf der Leitung CS über den Transistor 214, die Diode 216 und dann über den Transformator der Leitungsschaltung LC1 nach Erde, da die Ruhespannung der gewählten Horizontalleitung des Vermittlungsnetzwerkes etwas niedriger als die Ruhespannung des Signalgenerators 103 ist. Diese Spannungsdifferenz wird durch den aus den Widerständen 304, 305 und dem Komparator 303 bestehenden Komparator, da dieser Stromfluß einen Spannungsabfall über dem Widerstand 306 bewirken würde, derjvom Komparator 303 festgestellt wird. Das logische Ausgangssignal des Komparators 303 wird im Inverter 302 invertiert und an die Folgesteuerung 106 gegeben, wo die Anzeige gespeichert wird. Die Folgesteuerung 106 ist mit drei Besetzt/Frei-Zustands-Zwischenspeichern ausgestattet, die die Flipflops 338 bis 340 beinhalten. Die Zwischenspeicher werden zu verschiedenen Zeitpunkten während des Gesprächs gesetzt, um den Besetzt/Frei-Zustand des gewählten Kreuzpunktes aufzuzeichnen. Die zeitlichen Beziehungen sind in Fig. 5 angegeben. Zeile 2 in Fig. 5 zeigt das "Fenster 1" oder die erste Speicheroperation, während die Zeilen 3 und 4 "Fenster 2 und 3" oder die zweite und dritte Speicheroperation darstellen. Der Startimpuls auf der Leitung START stellt die Flipflops 338 bis 340 zurück«, Wenn der Startimpuls aufhört, betätigt das Gatter 337 das Gatter 336, welches die Besetzt/Frei-Zustandsinformation vom Besetzt/Frei-Detektor 105 in das Flipflop 340 gibt, wodurch der Zustand der gewählten Horizontalleitung des Vermittlungsnetzwerkes vor Herstellung der Netzwerkverbindung angegeben wird. Auf entsprechende Weise wird das Gatter 335 zum Zeitpunkt Q4Q5* betätigt und

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schaltet die Besetzt/Frei-Zustandsinformation vom Besetzt/ Frei-Detektor 104 zum Flipflop 339, wodurch der Zustand der Linkleitung kurz vor Herstellung der Netzwerkverbindung angegeben wird. Das Gatter 334 wird zum Zeitpunkt Q5Q3* betätigt und gibt die Besetzt/Frei-Zustandsinformation vom Besetzt/ Frei-Detektor 105 zum Flipflop 338, wodurch der Zustand der Horizontalleitung (n+1) des Vermittlungsnetzwerks kurz nach Herstellung der Verbindung angegeben wird. Demgemäß wird der Besetzt/Frei-Zustand sowohl der gewählten Horizontalleitung als auch der gewählten Vertikalleitung bestimmt und durch die Folgesteuerung 106 überdie Leitungen C1, A, C2 zur Netzwerksteuerung 105 gegeben.

Vollendung der Verbindung

Es ist ein Nachrichtenweg von der Amtsleitung L1 über die Leitungsschaltung LC1 zur Horizontalleitung (n+1) des Vermittlungsnetzwerkes und dann über das betätigte Thyristor-Kreuzpunktelement X(n+1)-2 zur Linkleitung 2 hergestellt worden. Es muß jetzt die gerufene Teilnehmerstelle S1 mit diesem Nachrichtenweg verbunden werden. Dazu erzeugt die Netzwerksteuerung 100 einen weiteren Startimpuls und gibt ihn auf die Leitung START, um die Folgesteuerung 106 zurückzustellen. Auf dem Kabel 108 wird eine Netzwerksteuerinformation zur Verteilerschaltung 107 übertragen und dann läuft die Verbindungsfolge entsprechend der obigen Beschreibung weiter, um in diesem Fall das Thyristor-Kreuzpunktelement X1-2 zu betätigen, so daß die Teilnehmerstelle S1 über die Anschlußschaltung P1 mit der Hori-

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zontalleitung 1 und dann über das betätigte Thyristor-Kreuzpunktelement X1-2 mit der Linkleitung 2 verbunden wird.

Zusätzliche Operationen

Eine bestehende Verbindung kann einfach dadurch aufgetrennt werden, daß eine Verbindungsfolge eingeleitet und keine Adresse zur Auswahl einer Linkleitung an die Verteilerschaltung 107 geliefert wird. Die Signalgeneratoren 101 bis 103 durchlaufen dann eine vollständige Signalerzeugungsoperation, und die Kathoden- und Gatesteuersignale werden an das gewählte Kreuzpunktelement angelegt. Es wird jedoch keine Linkleitungs-Auswählschaltung aktiviert, und das Anodensteuersignal wird gegen den Anodenanschluß des gewählten Thyristor-Kreuzpunktelementes gesperrt. Am Anodenanschluß des gewählten Kreuzpunktelements liegt demnach eine Spannung V4 und am Kathodenanschluß eine Spannung V1, wodurch das Thyristor-Kreuzpunktelement in Sperrichtung vorgespannt und damit ausgeschaltet wird.

Eine Besetzt/Frei-Zustandsbestimmung kann durch Einleiten einer Verbindungsfolge durchgeführt v/erden, wie oben beschriebe-. Zu Beginn der Verbindungsfolge stellt der Impuls auf der Leitung START die Flipflops 338, 339, 340 und das Schieberegister 330 zurück. Außerdem betätigt das Signal H auf der Leitung NC Gatter, beispielsweise die Gatter 201, 211, die die Leitungen CS und GS mit der gewählten Horizontalleitung des Vermittlungsnetzwerks verbinden, wodurch der Besetzt/Frei-

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Detektor 105 in die Lage versetzt wird, den Besetzt/Frei-Zustand der gewählten Horizontalleitung zu bestimmen. Wie oben angegeben, wird diese Besetzt/Frei-Zustandsinformation im Flipflop 340 gespeichert, wodurch der Zustand der gewählten Horizontalleitung des Vermittlungsnetzwerkes kurz vor Herstellung einer Netzwerkverbindung angezeigt wird. Da es sich hierbei jedoch um ein Prüfprogramm handelt, dürfen die Kreuzpunktsteuersignale nicht an den gewählten Kreuzpunkt angelegt werden, da dann eine Netzwerkverbindung hergestellt werden würde. Demgemäß gibt die Netzwerksteuerung 106 ein Signal L auf die Leitung MAINT, um das UND-Gatter 331 einzuschalten, wodurch ein Signal L an den D-Eingang des Schieberegisters 330 gelangt und der Rest der Verbindungsfolge gelöscht wird.

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Claims

BLUtWBACH . WESER . BERGEN . K ZWIRNER · HIRSCH « BRüHM

!PATENTANWÄLTE M JvIONCHEN UNO WIESBADEN 2 8 4 ¹Q1 4 9

Palemconsült Radedcestraße 43 .8000 München 60 Telefon-(BSS) 6836037883604 Telex 05-212313 Telegramme Patentconsull Patentoonsult Sonnenbeiger SlraBe 43 .6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562?437561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsult

WESTERN ELECTRIC C015PANY Shanley - 1

INCORPORATED

NE¥ YORK (N,Y.) 10038 USA

Patentansprüche

ι ΛJ Vermittlungsnetzwerk mit einer Vielzahl von Thyristor-Kreuzpunktelementen, die je einen Anoden, Kathoden- und Gateanschluß besitzen, und einer Steueranordnung für den Betrieb eines Thyristors,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordnung eine Netzwerksteuerung (100) zur Erzeugung eines ersten und zweiten Steuersignals, die ein gewähltes Thyristor-Kreuzpunktelement aktivieren, und eine Signalsteuerschaltung aufweist, die unter Ansprechen auf das erste Steuersignal Kreuzpunktaktivierungsignale erzeugt und folgende Bauteile aufweist: eine Anodensignalgeneratorschaltung (101), die unter Ansprechen auf das erste Steuersignal ein Anodenaktivierungssignal erzeugt,

eine Kathodensignalgeneratorschaltung (103), die unter Ansprechen auf das erste Steuersignal ein Kathodenaktivie-

MUndien: R. Kramer Dipl.-lng. . W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · P. Hirsch Dipl.-Ing. · H.P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P.G. Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur. . G. Zwirner Dipl.-lng. Dipl.-W.-Ing.

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rungssignal erzeugt,

eine Gatesignalgeneratorschaltung (102), die unter Ansprechen auf das erste Steuersignal ein Gateaktivierungssignal erzeugt, und

eine Verteilerschaltung (107), die unter Ansprechen auf das zweite Steuersignal das Anoden-, Kathoden- und Gateaktivierungssignal auf das gewählte Tyhristor-Kreuzpunktelement schaltet.
2. Vermittlungsnetzwerk nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Kreuzpunktaktivierungssignale das gewählte Thyristor-Kreuzpunktelement im Nullspannungsbetrieb einschalten.
3. Vermittlungsnetzwerk nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Anoden- und Kathodenaktivierungssignal Leistung an das gewählte Thyristor-Kreuzpunktelement liefern, um das Element einzuschalten.
4. Verraittlungsnetzwerk nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Netzwerksteuerung ein drittes und viertes Steuersignal zur Deaktivierung des gewählten Thyristor-Kreuzpunktelements erzeugt, daß die Signalsteuerschaltung unter Ansprechen auf das dritte Steuersignal Kreuzpunktaktivierungssignale erzeugt, daß die Verteilerschaltung unter Ansprechen auf das vierte Steuersignal die Kreuzpunktdeaktivierungssignale an das ge-

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wählte Thyristor-Kreuzpunktelement anschaltet, und daß die Kreuzpunktdeaktivierungssignale das gewählte Thyristor-Kreuzpunktelement in Sperrichtung vorspannen, um das Element auszuschalten.
5. Vermittlungsnetzwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Netzwerksteuerung ein fünftes und sechstes Steuersignal zur Prüfung des Zustandes eines gewählten Thyristor-Kreuzpunktelementes erzeugt, daß die Signalsteuerschaltung unter Ansprechen auf das fünfte Steuersignal Kreuzpunktprüfsignale erzeugt, daß die Verteilerschaltung unter Ansprechen auf das sechste Steuersignal die Kreuzpunktprüfsignale an das gewählte Tyhristor-Kreuzpunktelement anschaltet, und daß die Signalsteuerschaltung eine überwachungsschaltung aufweist, die abhängig von der Belastung der Anoden- und Kathodensignalgeneratorschaltung durch das gewählte Thyristor-Kreuzpunktelement den Besetzt/Freizustand des gewählten Thyristor-Kreuzpunktelementes bestimmt.

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