FI72629B - Multiplexerad rumsuppdelad kopplingsanordning. - Google Patents

Description

r>xga^1 ΓΒ1 KUULUTUSJULKAISU 79/og B ^ UTLÄGGNINGSSKRIFT flO/Ly ^ (45) P--te .t’:i :-tty 4§t2) ' ' Γ: t; 11 : ’ .· 1 c '3 r C 1.) : 7 ^ ^ (51) Kv.lk.‘/lnt.CI.4 H 04 Q. 11/04 (“INLAND (21) Patenttihakemus — Patentansöknlng 7933 ) 0 (22) Hakemlspiivä — Ansökningsdag 24.10.79 (N) (23) Alkupllvi — Giltighetsdag 24.1 0.79 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentlig 01 .05.80

Patentti- ja rekisterihallitus Nihtjväicsipanon ja kuul.julkaisun pvm.— 27.02.87

Patent- oeh registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd och utl.skriften publieerad (86) Kv. hakemus — Int. ansökan (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet 30.10.78 Ranska-Frankrike(FR) 7830715 (71) Compagnie 1ndustriel1 e des Telecommunications Cit-Alcatei, 12, rue de la Baume, Paris, Ranska-Frankrike(FR) (72) Bernard Le dieu, Perros Guirec, Georges Thiebaut, Perros Guirec, Ranska-Frankrike(FR) (74) Oy Jalo Ant-Wuorinen Ab (54) Multipleksoitu tilajakokytkin - Multiplexerad rumsuppdelad koppiings-anordn i ng

Esillä oleva keksintö liittyy multipleksoituun tilajakokytki-meen pulssikoodimodulaatiota (PCM) käyttävää aikajakokytkinkenttää varten. Tällaiset kytkinkentät mahdollistavat jonkin multipleksoidun tulokanavan jaksottaan toistuvan aikavälin kytkemisen jonkin multipleksoidun lähtöka-navan jaksottain toistuvaan aikaväliin mainittujen multipleksoitujen kanavien ollessa tahdistettuja, samassa vaiheessa ja sisältäessä identtiset kehykset, jotka muodostuvat määrätystä lukumäärästä aikavälejä.

Keksintöä voidaan erityisesti soveltaa aika-tila-aikajako tyyppisissä kytkinkentissä, ts. kytkinkentissä, joissa on tilajakoporras kahden aikajakoportaan välissä. Keksintöä voidaan käyttää myös missä tahansa symmetrisessä kytkinkentässä (TST, TSSST, STS jne.).

Ranskalaisessa patentissa 2 224 961 on esitetty TST ja TSSST tyyppisiä kytkinkenttiä, ts. kytkinkenttiä, joissa aikajakoisen tuloportaan ja a .kajakoisen menoportaan välillä on yksi·tai useampia tilajakoportai ta.

* Aikajakoiset tulo- ja lähtöportaat muodostuvat aikajakokytki-mistä ja tilajakoportaat tilajakokytkimistä. Jokainen tuloportaan aikaja- kokytkin on yhdistetty multipleksikanavien välityksellä sitä seuraavan ti- 72629 lajakoportaan jokaiseen tilajakokytkimeen, ja menoportaan jokainen aika-jakokytkin on yhdistetty multipleksikanavien välityksellä sitä edeltävän portaan jokaiseen tilajakokytkimeen.

TST rakenteessa on vain yksi tilajakoporras, jonka jokainen kytkin on kytketty jokaiseen tulo- ja lähtöaikajakokytkimeen. TSSST rakenteessa on keskimmäinen tilajakoporras kahden tilajakoportaan välissä. Keskimmäisen tilajakoportaan jokainen tilajakokytkin on kytketty sen molemmilla puolilla olevien tilajakoportaiden jokaiseen tilajakokytkimeen.

Yleisesti tilajakokytkin tai -porras, jossa on p tuloa ja q lähtöä, kytkee reaaliaikaisesti mielivaltaisen multipleksoidun tulokanavan i:nnen tulevan aikavälin minkä tahansa multipleksoidun lähtökanavan i:nteen aikaväliin. Toisin sanoen jos jokaisen aikavälin oletetaan muodostuvan yhdestä tavusta, tämä merkitsee sitä, että kytkettävät tavut ovat lukittuina aikaväleihinsä ja voivat muuttaa vain multipleksoitua kanavaa. Tilajako-kytkin toimii siten ajallisesti yhdenmukaisena, koska se ei aikaansaa aikavälin vaihtumista vaan ainoastaan jonkin multipleksoidun tulokanavan aikavälin kytkeytymisen jonkin multipleksoidun lähtökanavan numeroltaan samaan aikaväliin. Multipleksoitu tilajakokytkin toteutetaan tavallisesti käyttämällä q:ta JA-TAI-porttien ryhmää. Jokainen JA-TAI-porttiryhmä sisältää p kaksi tuloista JA-porttia jokaisen JA-portin toisen tulon ollessa kytketty yhteen multipleksoiduista tulokanavista ja toisen tulon saadessa ohjaus-muistista kaikille JA-porteille yhteisen osoitesignaalin. Saman ryhmän JA-porttien p lähtöä on kukin kytketty omaan tuloonsa ryhmän TAI-portissa ja TAI-portin lähtö on kytketty yhteen lähtökanavista. Siten jos oletetaan, että multipleksoitu tulokanava n:o 1 halutaan yhdistää multipleksoituun läh-tökanavaan n:o q aikavälin i ajaksi, riittää, kun qrnnen ryhmän ensimmäinen JA-portti avataan hetkenä, jolloin i:n aikaväli esiintyy tulokanavalla n:o 1 jokaisen ryhmän ensimmäisen JA-portin ollessa kytketty tulokanavaan n:o 1.

Tämäntyyppisessä multipleksoidussa tilajakokytkimessä ohjaus-muisti antaa osoitteita ajallisesti peräkkäin ja q:n JA-TAI-porttiryhmän JA-porttien samanaikaista ohjausta varten on käytettävä puskurirekistereitä.

Nämä rekisterit lisäävät huomattavasti ohjausmuistien hintaa ja tilantarvetta. Lisähaittana on se, että JA-TAI-portit rajoittuvat tällä hetkellä 16-tuloisiin ja siten 16 kanavaan, minkä vuoksi JA-TAI-portit on jaettava ryhmiin 16 multipleksoidun kanavan kapasiteetin ylittämään kykenevän järjestelmän luomiseksi.

Lisäksi käytössä olevissa TST, TSST, TSSST jne. tyyppisissä kytkinkentissä on jonkin verran estoa.

5 72629

Kytkinkentän eston pienentämiseksi tai poistamiseksi kokonaan tarvitaan suuri määrä tilajakokytkimiä, mikä lisää kustannuksia ja tilantarvetta.

Esimerkiksi 8000 tilaajan keskuksessa TST-kytkinkentässä on 32 aikajakokytkintä tuloportaassa ja yhtä monta lähtöportaassa. Jokainen tulopuolen aikajakokytkin on kytketty kahdeksaan tulokanavaan, joissa jokaisessa on 32 aikaväliä kehystä kohti, ja jokainen lähtöpuolen aikajakokyt-kin on kytketty kahdeksaan lähtökanavaan, joissa jokaisessa on 32 aikaväliä kehystä kohti. Tilajakoporras muodostaa neliömäisen 32 x 32 matriisin, ts. sen tulopuoli on kytketty tuloportaan jokaiseen kytkimeen ja lähtöpuoli lähtöportaan jokaiseen kytkimeen. Matriisi muodostuu osamatriiseista, joista jokainen on kytketty multipleksikanavan välityksellä tulo- ja lähtöpor-taiden jokaiseen kytkimeen.

Jokaisen tulevan aikajakokytkimen lähdössä on kahdeksan 32 aikavälin multipleksoitua kanavaan, jotka jokainen liittyvät yhteen tilajako-portaan osamatriiseista. Jokaisen lähtöpuolen aikajakokytkimen tulossa on kahdeksan 32 aikavälin multipleksoitua kanavaa, jotka jokainen liittyvät yhteen tilajakoportaan osamatriiseista. Tilajakokytkentä tapahtuu vain samaan osamatriisiin liittyvien multipleksoitujen kanavien välillä. Tämä järjestely mahdollistaa tilajakokytkennän suorittamisen suhteellisen alhaisella nopeudella esim. 2 Mbit/s.

_2 Tällaisen kytkinkentän esto on suhteellisen korkea 5,^ x ^0 0,85 erlangin liikenteellä. On tunnettua, että eston pienentämiseksi on tilajakoporrasta, esim. sen matriisien lukumäärää, suurennettava, mikä sen ohella, että se lisää kytkinkentän tilavuutta, johtaa myös kapasiteetiltaan erittäin suureen tilajakoportaaseen eli sellaiseen, joka on vaikeasti toteutettavissa ja jonka kustannukset ovat huomattavasti suuremmat.

Toinen esimerkki liittyy 60 000 tilaajan keskukseen, jossa on T S1 S2 S3 T tyyppinen kytkinkenttä. Aikajakoiset tulo- ja lähtöportaat muodostuvat kumpikin 128 aikajakokytkimestä, jotka jokainen on kytketty kuuteentoista 32 aikavälin multipleksoituun kanavaan tuloportaiden lähtö-kanaviin. Ensimmäinen tilajakoporras käsittää 32 4 x k matriisia, ts. matriisia, joissa on neljä tuloa ja neljä lähtöä jokaisen tulon ollessa kytketty yhteen tulokytkimeen ja jokaisen lähdön yhteen toisen tilajakopor-taan matriisiin, joka porras sisältää neljä 32 x 32 matriisia. Toisen tila jakoportaan jokainen matriisi on kytketty ensimmäisen tilajakoportaan jokaisen matriisin yhteen lähtöön. Lähtöpuolelta jokainen matriiseista on kytketty jokaiseen kolmannen tilajakoportaan matriisiin, joka kolmas porras käsittää 32 *+ x b matriisia. Kolmannen tila jakopor taan matriisien 11 72629 jokainen lähtö on kytketty yhteen lähtöportaan aikajakokytkimistä.

-3 Tällaisen kytkinkentän keskimääräinen esto on 5 x 10 0,85 erlangin lii kenteellä.

Jos tämäntyyppisen kytkinkentän estoa halutaan pienentää, on ensimmäisessä ja kolmannessa tilajakoportaassa käytettyjen matriisien tyyppejä muutettava ja vastaavasti lisättävä toisen tilajakoportaan matriisien lukumäärä. Kun ensimmäisessä tilajakoportaassa SI on 32 4 x 7-matriisia, kolmannessa tilajakoportaassa S3 32 4 x 7-matriisia ja toisessa tilajakoportaassa S2 seitsemän 32 x 32- -5 matriisia, keskimääräinen esto on noin 1 x 10 0,85 erlangin liikenteellä, mikä on vain pieni parannus. Tämän eston pienen paranemisen rinnalla laitteiston tilantarve ja hinta kasvavat erittäin paljon.

Keksinnön tarkoituksena on toteuttaa kytkinkenttä taloudellisemmin kuin tunnetuissa ratkaisuissa.

Keksinnön tarkoituksena on myös pienentää kytkinkentän estoa lisäämättä kytkimien lukumäärää porrasta kohti.

Keksinnön kohteena on multipleksoitu tilajakokytkin, joka on tulo- ja lähtöpuolelta kytketty yhtä moneen multipleksoituun aikajakokanavaan, jotka ovat tahdistettuja, samassa vaiheessa ja joilla on identtiset kehykset, joihin kuhunkin sisältyy määrätty lukumäärä aikavälejä, ja joka sisältää sarja-rinnak-kaismuuntimen, jonka tulo on kytketty multipleksoituihin tulokanaviin, sanamuis-tin, jonka tulo on kytketty sarja-rinnakkaismuuntimeen, rinnakkais-sarjamuunti-men, jonka tulo on kytketty sanamuistiin ja lähtö on kytketty multipleksoituihin lähtökanaviin, ja ohjausmuistin, joka sisältää sanoja lukumäärän, joka on yhtä suuri kuin multipleksoitujen tulokanavien lukumäärän ja yhden kehyksen aikavälien lukumäärän tulo, joka ohjausmuisti ohjaa sanamuistin lukemista. Keksinnölle on tunnusomaista, että sanamuisti muodostuu kahdesta muistista, joista toiseen kirjoitetaan toista luettaessa, että kumpikin muisti on tulopuolelta kytketty sarja-rinnakkaismuuntimeen ja lähtöpuoleltaan JA-porttiin, jonka lähtö on kytketty TAI-porttiin, jonka lähtö on kytketty rinnakkais-sarjamuunti-meen, että kumpikin muisti sisältää sanoja lukumäärän, joka on yhtä suuri kuin multipleksoitujen tulokanavien lukumäärän ja kehyksen aikavälien lukumäärän tasaosan tulo, joka tasaosa on pienempi kuin kehyksen aikavälien lukumäärä, että kummankin muistin kirjoitus- ja lukuajat ovat yhtä kuin se aika, joka vastaa niiden aikavälien lukumäärää, joka on yhtä kuin mainittu tasaosa, ja että ohjausmuisti on kytketty kumpaankin edellä fmainittuun muistiin.

Keksinnön mukaisessa multipleksoidussa tilajakokytkimessä tulokanavan i:s tavu tallennetaan signaalimuistin ensimmäiseen sanaan, toisen kanavan i:s tavu tallennetaan signaalimuistin toiseen sanaan, ... ja p:nnen kanavan i:s tavu tallennetaan signaalimuistin p:nteen sanaan. Tilajakokytkennän suorittamiseksi sanat luetetaan signaalimuistista ja asetetaan vastaa- 5 72629 maan lähtökanavia ohjausmuistin antamassa järjestyksessä. Jos esimerkiksi halutaan kytkeä ensimmäinen tulokanava q:nteen lähtökanavaan, ohjaus-muistin q:s sana tallentaa tiedon 7 eli signaalimuistin ensimmäisen sanan osoitteen. Luonnollisesti ohjausmuistia voitaisiin käyttää edellä olevan sijasta ohjaamaan signaalimuistiin kirjoitettaessa käytettävää järjestystä, jolloin muistin lukeminen suoritetaan järjestyksessä.

Seuraavassa esitetään esimerkkeinä keksinnön eräitä suoritusmuotoja oheistettuihin piirustuksiin liittyen, joissa: kuvio 7 esittää keksinnön mukaista multipleksoitua tilajako-kytkintä tapauksessa, jossa kehyksen aikavälien lukumäärän kokonaismurtoosana on 1 , kuvio 2 esittää keksinnön mukaista multipleksoitua aikajako-kytkintä tapauksessa, jossa kehyksen aikavälien lukumäärän kokonaismurto-osana on 8, kuvio 3 esittää TST kytkinkenttää, jossa käytetään kuvion 2 tilajakokytkintä ja kuvio A esittää T 3S T kytkinkenttää, jossa on käytetty kuvioiden 1 ja 2 tilajakokytkimiä.

Kuviossa 1 on esitetty keksinnön mukainen multipleksoitu tila-jakokytkin, jossa viitenumero 1 tarkoittaa sarja-rinnakkaismuunninta, 2 ja 3 signaalimuisteja, k ohjausmuistia, 5 rinnakkais-sarjamuunninta, 6, 7, 8 ja 9 kahdeksan JA-portin ryhmiä ja 70 kahdeksan TAI-portin ryhmää.

Sarja-rinnakkaismuuntimen 7 tuloon on kytketty p tulokanavaa E7,...Ep. Rinnakkais-sarjamuuntimen 5 lähtöön on kytketty p lähtökanavaa S1,...Sp. Jokainen tulo- tai lähtökanava sisältää esimerkiksi 32 aikaväliä järjestettynä 723 ps kehyksiin. Sarja-rinnakkaismuuntimen 7 lähtö on kytketty kahdeksan rinnakkaisen yhteyden muodostaman multipleksikanavan 77 välityksellä sekä JA-porttiryhmään 6 että JA-porttiryhmään 7. JA-portti-ryhmän 6 lähtö on kytketty multipleksoidun kanavan 72 välityksellä signaalimuistiin 2, ja JA-porttiryhmän 7 lähtö on kytketty multipleksoidun kanavan 73 välityksellä signaalimuistiin 3. Multipleksikanavat 72 ja 73 muodostuvat molemmat kahdeksasta rinnakkaisesta yhteydestä.

Signaalimuistit 2 ja 3 on kytketty JA-porttiryhmiin 8 ja 9 multipleksikanavien 7A ja 75 välityksellä, jotka molemmat muodostuvat kahdeksasta rinnakkaisesta yhteydestä. JA-porttiryhmien 8 ja 9 lähdöt on kytketty TAI-porttiryhmän 70 tuloihin. TAI-porttiryhmän 70 lähtö on kytketty kahdeksan rinnakkaisen yhteyden muodostaman multipleksikanavan 76 välityksellä rinnakkais-sarjamuuntimen 5 tuloon. Ohjausmuisti k on kytketty osoiteväylän 20 välityksellä signaalimuistien 2 ja 3 osoitepiireihin 77 ja 78.

6 72629

Ajastinyksikkö 19 antaa kellojaksot t1...t32, jotka vastaavat multipleksoitujen tulokanavien E1...Ep ja multipleksoitujen lähtökanavien S1...Sp 32 aikaväliä. Kummankin ryhmän 6 ja 9 JA-porteissä on tulo, joka vastaanottaa kellojaksot ti ajoitinyksiköltä 19 ja ryhmien 7 ja 8 porteilla on tulo, joka vastaanottaa kellojaksot t(i+l) siten, että aina toinen signaalimuisteista on kirjoitustilassa ja toinen lukutilassa.

Jokainen multipleksikanavista 11, 12, 13, 1^+, 15 ja 16 muodostuu kahdeksasta rinnakkaisesta yhteydestä kunkin yhteyden siirtäessä aikavälin muodostavasta tavusta yhden bitin. Täten jokainen kanava siirtää yhden kellojakson ti aikana p kappaletta p tulokanavan aikavälejä, joiden järjestysnumero on i.

Kuviossa 1 kehyksen aikavälien lukumäärän osamultippeli on yksi ja molempien signaalimuistien 2 ja 3 kapasiteetti on p sanaa kunkin sanan vastatessa yhtä aikavälin tavua. Nämä p sanaa kirjoitetaan muistiin järjestyksessä, ts. muistin 2 ensimmäinen sana sisältää multipleksoi-dun tulokanavan E1 i:nnen aikavälin, toinen sana sisältää tulokanavan E2 i:nnen aikavälin,..., p:s sana sisältää tulokanavan Ep i:nnen aikavälin. Järjestys on sama muistissa 3 mutta se vastaa (i+1):stä aikaväliä, koska kirjoittaminen muisteihin 2 ja 3 suoritetaan kellojaksoilla ti ja vastaavasti t(i+l).

Ohjausmuistin b kapasiteetti on 32 p sanaa, mikä vastaa p tulo-kanavan yhdessä kehyksessä olevien aikavälien kokonaislukumäärää. Jokainen sana sisältää tulokanavan numeron ja p kappaleen ryhmä tällaisia sanoja vastaa kaikkien kanavien yhden aikavälin kytkentä järjestystä.

Kuviossa 1 on esitetty esimerkkinä ohjausmuistin p sanaa. Nämä p sanaa kuuluvat samaan aikaväliin esim. (i+l):een. Ensimmäinen sana sisältää tulokanavaa Ep vastaavan numeron p, toinen sana sisältää tuloka-navaa E(p-1) vastaavan sanan p-1, ... , p:s sana sisältää tulokanavaa E1 vastaavan E1 vastaavan sanan 1. Ohjausmuisti luetaan syklisesti, jolloin signaalimuistien lukeminen tapahtuu ohjausmuistin b määräämässä järjestyksessä, jonka peräkkäiset sanat sisältävät numerot p,(p-l),... asianomaisiin lähtökanaviin S1,S2,...Sp kytkemistä varten.

Kellojakson ti aikana p tulokanavan p i:nnettä aikaväliä kirjoitetaan järjestyksessä signaalimuistiin 2. Saman kellojakson aikana (i+l):siä aikavälejä vastaavat p sanaa, jotka on kirjoitettu kellojakson t(i+l) aikana, luetaan signaalimuistista 3, ja kellojakson t(i+l) aikana muisti 2 luetaan, samalla kun tietoja kirjoitetaan muistiin 3· Ohjausmuis-tia varten valitussa esimerkissä tulokanavan Ep i:s aikaväli kytketään läh-tökanavaan S1, tulokanavan E(p-1) i:s aikaväli kytketään lähtökanavaan 7 72629 S2,... ja tulokanavan E1 i:s aikaväli kytketään lähtökanavaan Sp. Kytken-täjärjestys voi luonnollisesti olla erilainen kullekin kehyksen 32 aikavälistä. Kuvion 1 esimerkissä tulokanavien E1,E2,...Ep aikavälit esiintyvät peräkkäin sarja-rinnakkaismuuntimen 1 lähdössä olevalla kanavalla 11 niiden tulokanavan numeronsa 1,2,...p määräämässä järjestyksessä. Nämä samat aikavälit osoitetaan ohjausmuistin k sisällön esillä olevassa esimerkkitapauksessa lähtökanaville päinvastaisessa järjestyksessä p,(p-1),...,1 ja ne tulevat vastaavasti lähtökanaville S1,..,S(p-1),Sp kellojakson t(i+l) aikana. Seuraavien aikavälien (ts. niiden, jotka saapuvat muistien tuloihin ajanhetkillä t(i+l), t(i+2),... jne.) lähtöjakautuma voi olla täysin erilainen riippuen ohjausmuistin U sisältämistä tiedoista.

Käytännössä arvoksi p valitaan 32, niin että jokainen kanava sisältää 32 aikaväliä yhdessä kehyksessä ja ohjausmuisti sisältää 102^ 5 bitin sanaa.

Signaalimuistien muodostamiseen käytetyt muistipiirit ovat kaupallisesti saatavaa tyyppiä, jonka kapasiteetti on 256 4 bitin sanaa, joka kapasiteetti on kahdeksan kertaa suurempi kuin mikä välttämättä tarvitaan. Myös tällä hetkellä käytössä olevat ohjausmuistit muodostuvat kaupallisesti saatavilla olevan tyyppisistä muisteista, joiden kapasiteetti on 256 sanaa tai tämän monikerta tavallisesti tai 8-bittisiä sanoja. Koska ohjausmuistissa tarvitaan vain 5-bittisiä sanoja muodostamaan 32 sanan osoitteet, 3 bittiä jää käytännössä käyttämättä. Tämän huomioonottaen on toivottavaa saada aikaan sellainen multipleksoitu tilajakokytkin, joka toimii siten, että se käyttää täydellisesti hyväkseen käytettävissä olevan signaali- ja ohjausmuistikapasiteetin.

Jos signaalimuistien kapasiteetti on esimerkiksi kahdeksan kertaa suurempi kuin kuvion 1 tilajakokytkimen toiminta edellyttää, muisteihin voidaan tallentaa kahdeksankertainen määrä sanoja, ts. kahdeksan-kertainen määrä aikavälejä yhdessä. Kehyksessä olevien kytkettävien aikavälien lukumäärä on edelleen 102^, kun multipleksoituja tulokanavia on 32. Kuitenkin koska jokaisessa ohjausmuistin sanassa on kahdeksan bittiä, joista vain viisi bittiä tarvitaan kytkemään aikaväli johonkin 32 multi-pleksoiduista lähtökanavista, ylimääräiset kolme bittiä voidaan käyttää valitsemaan yksi aikaväli kunkin tulokanavan kahdeksasta tallennetusta aikavälistä. Tällä tavoin voidaan suorittaa aikajakokytkentää kahdeksan aikavälin suuruisen sektorin sisällä.

Kuviossa 2 on esitetty multipleksoitu tilajakokytkin, joka mahdollistaa aikajakokytkennän x aikavälin sektorin sisällä. Tilajakokyt-kin on rakenteeltaan samanlainen kuin kuvion 1 kytkin ja samat viitenumerot 8 72629 viittaavat kuvioissa samanlaisiin osiin.

Kuviossa 2 viitenumero 1 tarkoittaa sarja-rinnakkaismuunninta, 21- ja 22 signaalimuisteja, 23 ohjausmuistia, 5 rinnakkais-sarjamuunninta, 6,7,8 ja 9 kahdeksan JA-portin ryhmiä ja 10 kahdeksan TAI-portin ryhmää.

Sarja-rinnakkaismuuntimen 1 tuloon on kytketty p multipleksoi-tua tulokanavaa E1,...Ep. Rinnakkais-sarjamuuntimen 5 lähtöön on kytketty p lähtökanavaa S1,...Sp. Jokainen tulo- tai lähtökanava käsittää esimerkiksi 32 aikaväliä järjestettynä 125 ps kehyksiin. Sarja-rinnakkaismuunti-men 1 lähtö on kytketty kahdeksan rinnakkaisen yhteyden muodostaman multi-pleksikanavan 11 välityksellä sekä JA-porttiryhmään 6 että JA-porttiryh-mään 7. JA-porttiryhmän 6 lähtö on kytketty multipleksikanavan 12 välityksellä signaalimuistiin 21, ja JA-porttiryhmän 7 lähtö on kytketty multipleksikanavan 13 välityksellä signaalimuistiin 22. Kumpikin kanava 12 ja 13 muodostuu kahdeksasta rinnakkaisesta yhteydestä.

Signaalimuistit 21 ja 22 on kytketty JA-porttiryhmiin 8 ja 9 kahdeksan rinnakkaisen yhteyden muodostamien multipleksikanavien ja 15 välityksellä. JA-porttiryhmien 8 ja 9 lähdöt on kytketty TAI-porttiryhmän 10 asianomaisiin tuloihin. TAI-porttiryhmän 10 lähtö on kytketty kahdeksan rinnakkaisen yhteyden muodostaman multipleksikanavan 16 välityksellä rinnakkais-sar jamuuntimen 5 tuloon. Ohjausmuisti 23 on kytketty signaalimuis-tien 21 ja 22 osoitepiireihin 2.k ja 25 osoiteväylän 26 välityksellä.

Ajoitinyksikkö 27 antaa kellojaksot Tl...Tn, jotka kukin kestävät x aikavälin ajan, ts. x aikavälin sektorin yli, jolloin 32 aikavälin kehys on jaettu n sektoriin, joissa jokaisessa on x aikaväliä. Kummankin signaalimuistin kapasiteetti on xp kahdeksanbittistä sanaa, ts. tulokanavi-en E1,...Ep x aikaväliä. Luku x on kehyksen aikavälien lukumäärän 32 muu osamultippeli kuin 1.

Ohjausmuistin 23 kapasiteetti on 32p sanaa, jolloin jokainen sana sisältää tulokanavan numeron ja aikavälin numeron mainitun tulokanavan x aikavälin sektorin sisällä. JA-porttiryhmissä 6 ja 9 on tulot, jotka vastaanottavat kellojaksot Ti ajoitinyksiköltä 27, JA-porttiryhmien 7 ja 8 vastaanottaessa kellojaksot T(i+1), niin että toiseen muistiin kirjoitetaan, samalla kun toisesta muistista luetaan.

Jokainen multipleksikanavista 11, 12, 13, 1^, 15 ja ^6 muodostuu kahdeksasta rinnakkaisesta yhteydestä kunkin yhteyden siirtäessä yhden bitin tavusta, joka muodostaa aikavälin (tällä tavoin kukin väylä siirtää yhden kellojakson Ti aikana p tulokanavan yhden sektorin xp aikaväliä). Kummankin signaalimuistin 21 ja 22 kapasiteetti on xp sanaa ja ne on jaettu x vyöhykkeeseen, joita on yksi sektorin jokaista aikaväliä kohti, vyöhykkeiden ollessa merkitty viitemerkeillä V"1 , V2 , . . . Vx. Jokainen vyöhyke 9 72629 sisältää p sanaa, joihin p tulokanavien vastaavien aikavälien kahdeksan bittiä kirjoitetaan järjestyksessä. Muistin 21 vyöhyke ¥1, joka vastaa esimerkiksi kyseessä olevan sektorin ensimmäistä aikaväliä, sisältää siten järjestyksessä numeroltaan saman aikavälin kultakin tulokanavalta E1,E2,... Ep. Sama pitää paikkansa vyöhykkeiden V2,...Vx suhteen, jolloin kellojakson Ti aikana tallennetaan x aikaväliä. Järjestys, jonka mukaan aikavälit kirjoitetaan signaalimuistiin 22, on sama mutta se vastaa kellojaksoa T(i+1).

Ohjausmuistin 23 kapasiteetti on 32p sanaa. Kuviossa 2 on esitetty esimerkkinä p sanaa ohjausmuistista, joka kellojaksolla T(i+1) aikaansaa p sanan lukemisen muistista 21. Jokainen ohjausmuistin sana sisältää signaalimuistista 21 luettavan vyöhykkeen numeron ja vyöhykkeessä olevan sanan numeron. Siten ohjausmuistin ensimmäisessä sanassa on vyöhyke Vx ja numero p, toisessa sanassa vyöhyke V(x-1) ja numero (p-1),... ja viimeisessä sanassa vyöhyke V1 ja numero 1. Näiden p sanan lukeminen aikaansaa sektorin ensimmäisen aikavälin lähdön lähtökanaviin S1,S2,... S(p-l),Sp ja niihin tulee: lähtökanavaan S1 tulokanavan Ep aikaväli x, lähtökanavaan S2 tulokanavan E(p-1) aikaväli (x-1),... ja lähtökanavaan Sp tulokanavan E1 aikaväli 1. Edellä esitetyt ovat tietenkin vain esimerkkejä.

Ohjausmuisti 23 ohjaa tämän jälkeen p seuraavan sanan lukemisen signaalimuistista 21 edelleen kellojakson T(i+1) aikana. Kaiken kaikkiaan ohjausmuisti antaa osoitteet signaalimuistille 21 x kertaa kellojakson T(i+1) aikana käyttämällä p sanaa kullakin kerralla. On ilmeistä, että jokaisella kerralla ohjausmuistin antaessa osoitteet signaalimuistille 21 p sanaa luetaan eri järjestyksessä siten, että kellojakson T(i+l) aikana muistin 21 kaikki xp sanaa tulevat luetuiksi. Kellojakson T(i+1) aikana signaalimuistiin 23 kirjoitetaan xp sanaa, ja ne luetaan kellojakson T(i+2) aikana.

Ohjausmuisti sisältää siten xp sanaa sektoria kohti. Kehys muodostuu 32 sanasta, kehystä kohden on n sektoria ja ohjausmuistin kapasiteetti on nxp sanaa, missä nx=32.

Edellä on oletettu esimerkkinä, että signaalimuisteja käytetään kytkennän muodostamiseen lukuvaiheen aikana muistiin kirjoituksen tapahtuessa määrätyssä järjestyksessä. Luonnollisesti myös kirjoitusvaihe voisi olla ohjausmuistin 23 ohjaama, jolloin muistin lukeminen suoritettaisiin määrätyssä järjestyksessä, ts. sanojen sijainnin mukaisessa järjestyksessä. Myös tässä tapauksessa signaalimuisti olisi jaettu vyöhykkeisiin V1,V2,... Vx jokaisen vyöhykkeen vastatessa sektorin yhtä aikaväliä ja sisältäessä p sanaa. Jokainen ohjausmuistin sana sisältäisi edelleen vyöhykkeen nume- ίο 72629 ron ja lähtökanavaa vastaavan, mainitussa vyöhykkeessä olevan sanan numeron. Molemmat esitetyt muistin ohjaustavat ovat tavanomaisia ja alan ammattimiehelle aikaisemmin tunnettuja.

Kuvion 2 multipleksoitu tilajakokytkin kykenee siten rajoitettuun määrään aikaristikytkentöjä, koska aikaväliä voidaan muuttaa vain sektorin sisällä. Muisteja, joiden kapasiteetti on 256 nelibittistä sanaa, on kaupallisesti saatavana ja ne soveltuvat muodostamaan kahdeksanbittisten sanojen tallentamiseen vaadittavia muisteja. Lisäksi jos tulo- ja lähtö-kanavien lukumääräksi asetetaan 32, yksi muisti voi tallentaa kahdeksan aikaväliä jokaisesta tulokanavasta, mistä saadaan neljä kahdeksan aikavälin sektoria kehystä kohti. Ohjausmuistissa on oltava 32x32= 1024 sanaa, koska viisi bittiä tarvitaan antamaan osoite signaalimuisteille yhden kanavan osoitteen valitsemiseksi 32:sta. Samoin on valittava yksi aikaväli kahdeksasta, mihin tarvitaan lisää kolme bittiä. Ohjausmuistin jokaisen sanan täytyy siten sisältää kahdeksan bittiä ja ohjausmuisti voidaan tehdä yhdestä 1024 kahdeksanbittisen sanan muistista tai useista 256 kahdeksanbittisen sanan muisteista. Yleisemmin sektoreiden lukumäärä voi olla muu kuin neljä sillä edellytyksellä, että signaalimuistin kapasiteetti sopii tallennettavien aikavälien lukumäärään ja että jokainen ohjausmuistin sana sisältää tarpeeksi bittejä tallentamaan vyöhykkeen numeron ja signaalimuistin vyöhykkeeltä valittavan sanan numeron, joilla muisteja ohjataan joko kirjoittamisen tai lukemisen aikana.

Kuviossa 3 on esitetty esimerkki aika-tila-aikajakoisesta kyt-kinkentästä, jossa on yksi tilajakoporras. Tuloaikajakoporras muodostuu 32 aikajakoisesta tulokytkimestä CE1,CE2,...CE32 ja lähtevä aikajakoporras muodostuu 32 aikajakoisesta lähtökytkimestä CS1,CS2,...CS32. Tulopuolella jokainen aikajakotulokytkin on kytketty kahdeksaan kokonaislukumäärältään 256 tulokanavasta ME1-ME256. Lähtöpuolella jokainen aikajakolähtökytkin on kytketty kahdeksaan kokonaislukumäärältään 256 lähtökanavasta MS1-MS256. Jokainen multipleksoitu tulo- ja lähtökanava sisältää 32 aikaväliä kehyksessä.

Tilajakoporras on 32x32 matriisi, joka muodostuu kahdeksasta osamatriisista 31···3δ, joiden jokaisen tulo on kytketty tulopuolen väli-johtojen MIE1,MIE2,...MIE32 välityksellä jokaisen aikajakotulokytkimen lähtöön. Jokainen osamatriisi on kuviossa 2 esitettyä tyyppiä, jolloin tulo-kanavien E1,...Ep tilalla on tulopuolen välijohdot MIE1,MIE2,...MIE32. Jokaisen osamatriisin 31,...38 lähtö on kytketty 32 lähtöpuolen välijohdon MIS1,MIS2,...MIS32 välityksellä jokaiseen 32 aikajakolähtökytkimestä. Kuvioon 2 verrattuna jokainen lähtöpuolen välijohto korvaa vastaavan lähtö- ιι 72629 kanavan S1,...Sp. Jokaisen tulevan ja lähtevän aikajakokytkimen kapasiteetti on 256 aikaväliä, kun oletetaan, että tulokanavat ME1,...ME256 ja lähtökanavat MS1,...MS256 muodostuvat tavanomaisesti kehyksistä, joissa jokaisessa on 32 aikaväliä. Jos tilajakoporras muodostuisi puhtaista tila-jakomatriiseista, joilla ts. ei olisi aikajakokytkentämahdollisuutta matriisien tulon ja lähdön välillä, kuviossa 3 esitetyllä kytkinkentällä oli-si suhteellisen korkea estotaso 5i^x10 0,85 erlangin liikenteellä. On yleisesti tunnettua, että eston pienentämiseksi olisi lisättävä tilajako-portaan osamatriisien lukumäärää, mikä edellyttäisi myös aikajakotulokyt-kimien lähtöjen lukumäärän lisäämistä. Tämän kaltaisen ratkaisun suuremman tilantarpeen lisäksi tällaisen kapasiteetiltaan suuremman tilajakoportaan toteuttaminen olisi vaikeampaa ja kalliimpaa.

Toteuttamalla tilajakoportaan osamatriisit käyttämällä muisteja ja aikaansaamalla kahdeksan aikavälin alueen aikavälien välinen aikaristi- kytkentä kuten edellä on selitetty esto kuvion 3 kytkinkentässä alenee pie- n nemmäksi kuin 2x10 ' 0,85 erlangin liikenteellä.

Kuviossa 4 on esitetty esimerkki erittäin suurikapasiteettisesta aika-tila-tila-tila-aikajakotyyppisestä kytkinkentästä, jossa ts. on kolme tilajakoporrasta kahden aikajakoportaan välillä.

Tässä kuviossa BE1-BE32 esittävät tulolohkoja ja BS1-BS32 läh-tölohkoja. Tulo- ja lähtölohkot ovat keskenään identtisiä ja jokaisen kapasiteetti on 2048 aikaväliä. Jokainen lohko sisältää neljä aikajako-kytkintä CT1-CT4, joiden jokaisen kapasiteetti on 512 aikaväliä ja tilajako-matriisin 40, jossa käytetään muisteja ja joka muodostuu kahdesta kuviossa 1 esitetyn tyyppisestä tilajakokytkimestä, ts. sellaisista, jotka eivät kykene suorittamaan aikajakokytkentöjä. Keskimmäinen tilajakokytkin muodostuu neljästä osamatriisista 41-44, joissa on käytetty muisteja ja jotka kykenevät rajoitettuun aikaristikytkentään. Jokainen osamatriisi muodostuu 16 muistilla varustetusta kuvion 2 tyyppisestä tilajakokytkimestä, jotka ts. kykenevät aikavälien ristikytkentöihin kahdeksan aikavälin sektorissa.

Tulolohkon jokaisen aikajakokytkimen tulo on merkitty yhteen neljästä tulojohdosta LE1,LE2,LE3 ja LE4, jotka kukin käsittävät 16 multi-pleksoitua kanavaa, mistä saadaan yhteensä 64 multipleksoitua kanavaa tu-lolohkoa kohti ja yhteensä 2048 multipleksoitua tulokanavaa 32 tulolohkoa kohti.

Samalla tavalla lähtölohkojen BS1-BS32 jokaisen aikajakokytkimen lähtö on kytketty yhteen neljästä lähtöjohdosta LS1,LS2,LS3 ja LS4, jotka kukin käsittävät 16 multipleksoitua kanavaa. Jokaisen lähtölohkon lähdössä on siten 64 multipleksoitua lähtökanavaa, mistä saadaan yhteensä 12 72629 20^8 multipleksoitua kanavaa 32 lähtölohkoa kohti.

Jokaisessa tulolohkossa on jokaisen aikajakokytkimen lähtö kytketty asianomaisen multipleksoidun yhteyden J1,J2,J3 tai J;+ välityksellä tila jakomatriisiin *t0. Jokainen multipleksoi tu yhteys muodostuu 76 multipleksoidusta kanavasta, joissa on 32 aikaväliä kehystä kohden. Täsmällisemmin ilmaistuna jokainen kuviossa 7 esitetyn tyyppinen tilajakokyt-kin on yhdistetty kahdeksan multipleksoidun kanavan välityksellä jokaiseen aikajakokytkimeen.

Jokaisen tilajako-osamatriisin k'l-kb tulo on kytketty tulopuolen välikytkennän JIE1-JIE2 välityksellä jokaisen 32 tulolohkon lähtöön. Jokainen osamatriisi on myös kytketty lähtöpuoleltaan lähtöpuolen välikyt-kennän JIS1-JIS32 välityksellä jokaisen 32 lähtölohkon tuloon. Jokainen tulo- tai lähtöpuolella oleva välikytkentä käsittää 76 multipleksoitua kanavaa, joissa on 32 aikaväliä kehyksessä. Täsmällisemmin ilmaistuna jokainen tulopuolen välikytkentä sisältää kaksi kahdeksan multipleksoidun kanavan ryhmää kummankin tullessa tulolohkon tilajakomatriisin kQ yhdestä tila-jakokytkimestä. Yhden osamatriisin jokainen tilajakokytkin on kytketty jokaisen tulopuolen välikytkennän yhteen multipleksoituun kanavaan. Samalla tavoin jokainen lähtöpuolen välikytkentä käsittää kaksi kahdeksan multipleksoidun kanavan ryhmää kummankin päättyessä lähtölohkon matriisin ^0 tilajakokytkimen tuloon. Jokainen lähtöpuolen välikytkentä muodostuu siten kustakin tilajakokytkimestä tulevasta multipleksoidusta lähtökanavas-ta.

Yhdessä lähtölohkossa tila jakomatr i isin '10 jokainen lähtö on kytketty yhden multipleksoiduista yhteyksistä 'J5-J8 välityksellä jokaisen aikajakokytkimen tuloon. Jokainen multipleksoitu yhteys muodostuu l6 multipleksoidusta kanavasta, joissa on 32 aikaväliä kehyksessä. Täsmällisemmin ilmaistuna jokainen multipleksoitu yhteys muodostuu kahdesta kahdeksan multipleksoidun kanavan ryhmästä, joista kumpikin tulee tilajakomatrii-sin 60 yhdestä tilajakokytkimestä.

Kuvion k tulolohkojen tilajakomatriisit ^0 muodostavat ensimmäisen tilajakoportaan ja lähtölohkojen tilajakomatriisit ^0 muodostavat kolmannen portaan osamatriisien M-Mf muodostaessa toisen tilajakoportaan.

Jos tilajakoportaat muodostuisivat puhtaasti tilajakomatrii-seista ja -osamatriiseista ts. ne eivät kykenisi muuttamaan aikavälejä tulojensa ja lähtöjensä välillä, kuvion ^ kytkinkentän esto olisi 5x70 J 0,85 erlangin liikenteellä. Matriisien ja osamatriisien muuntaminen eston pienentämiseksi yhdessä osamatriisien lukumäärän lisäämisen kanssa esim. siten, että tuloportaassa käytetään ^+x7 matriiseja ja lähtöportaassa 7x^ 13 72629 matriiseja ja siten, että toisessa tilajakoportaassa käytetään seitsemää _5 32x32 osamatriisia, pienentäisi eston tasolle 10 . Käytettäessä toista tilajakoporrasta, jonka osamatriisit muodostuvat muisteilla varustetuista kytkimistä, jotka kykenevät rajoitettuihin aikaristikytkentöihin kahdeksan -8 aikavälin yli, esto on pienempi kuin 10 0,85 erlangin liikenteellä.

Esto pienenee paljon ja tämä saavutetaan tarvitsematta lisätä osamatrii-sien lukumäärää toisessa portaassa sekä myös erittäin vähäisellä lisälaitteiden tarpeella osamatriiseja toteutettaessa. Toisena etuna on, että kaikissa kolmessa tilajakoportaassa käytetään saman tyyppisiä laitteita.

Edellä esitettyä multipleksoitua tilajakokytkintä voidaan siten soveltaa kaikilla aloilla, joissa on suoritettava tilajakokytkentää ja erityisesti tietoliikennetekniikassa. Tärkeänä sovellutuskohteena ovat kytkinkentät ja erityisesti, mutta ei yksinomaan, puhelinkeskusten kytkin-kentät.

Keksintö ei luonnollisesti rajoitu edellä esitettyihin suoritusmuotoihin ja erikoisesti kapasiteetiltaan erilaisia muisteja kuin edellä on mainittu voitaisiin käyttää tilajakokytkimissä.

Claims (5)

14 72629

1. Multipleksoitu tilajakokytkin, joka on tulo- ja läh-töpuolelta kytketty yhtä moneen (p) multipleksoituun aikaja-kokanavaan, jotka ovat tahdistettuja, samassa vaiheessa ja joilla on identtiset kehykset, joihin kuhunkin sisältyy määrätty lukumäärä aikavälejä, ja joka sisältää sarja-rinnakkais-muuntimen (1), jonka tulo on kytketty multipleksoituihin tu-lokanaviin (El-Ep), sanamuistin, jonka tulo on kytketty sar-ja-rinnakkaismuuntimeen, rinnakkais-sarjamuuntimen (5), jonka tulo on kytketty sanamuistiin ja lähtö on kytketty multipleksoituihin lähtökanaviin (Sl-Sp), ja ohjausmuistin (4) , joka sisältää sanoja lukumäärän, joka on yhtä suuri kuin multipleksoitujen tulokanavien lukumäärän (p) ja yhden kehyksen aikavälien lukumäärän (32) tulo, joka ohjausmuisti ohjaa sanamuistin lukemista, tunnettu siitä, että sanamuisti muodostuu kahdesta muistista (2, 3) , joista toiseen kirjoitetaan toista luettaessa, että kumpikin muisti on tulopuolelta kytketty sarja-rinnakkaismuuntimeen (1) ja läh-töpuoleltaan JA-porttiin (8, 9), jonka lähtö on kytketty TAI-porttiin (10), jonka lähtö on kytketty rinnakkais-sarjamuun-timeen (5), että kumpikin muisti (2, 3) sisältää sanoja lukumäärän, joka on yhtä suuri kuin multipleksoitujen tulokanavien lukumäärän (p) ja kehyksen aikavälien lukumäärän ta-saosan (x) tulo, joka tasaosa (x) on pienempi kuin kehyksen aikavälien lukumäärä, että kummankin muistin kirjoitus- ja lukuajat (Ti) ovat yhtä kuin se aika, joka vastaa niiden aikavälien lukumäärää (x), joka on yhtä kuin mainittu tasaosa, ja että ohjausmuisti on kytketty kumpaankin edellä mainittuun muistiin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen multipleksoitu tilajakokytkin, tunnettu siitä, että kumpikin muisti (2, 3. sisältää yhtä monta sanaa kuin multipleksoituja tulokana-via on.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen multipleksoitu tilajakokytkin, tunnettu siitä, että yhden kehyksen aikavälien lukumäärän tasaosa (x) on eri suuri kuin 1, ja että 15 72629 jokainen kehys on jaettu sektoreihin, joissa jokaisessa on aikavälejä lukumäärä, joka on yhtä suuri kuin mainittu tasa-osa, että kumpikin muisti (2, 3) on jaettu yhtä moneen vyöhykkeeseen (VI...Vx) kuin yhdessä sektorissa on aikavälejä, ja että jokainen vyöhyke sisältää yhtä monta sanaa (l...p) kuin multipleksoituja tulokanavia on, jolloin tilajakokytken-töjen lisäksi voidaan suorittaa aikavälin vaihdoksia kaikkien, kumpaankin muistiin tallennettujen aikavälien välillä.

1. Multiplexerad rumsuppdelad kopplingsanordning vilken med ingängssidan och utgängssidan är kopplad tili ett lika antal (p) tidsuppdelade multiplexkanaler, vilka är synkroni-serade, i fas och med identiska ramar var och en innehällan-de ett bestämt antal tidsintervaller, och vilken omfattar en serie-parallell-omvandlade (1), som har sin ingäng kopplad tili ingängsmultiplexkanaler (El-Ep), ett ordminne, vars ingäng är kopplad tili serie-parallell-omvandlaren, en pa-rallell-serie-omvandlare (5) , vars ingäng är kopplad tili ordminnet och utgäng är kopplad tili utgängsmultiplexkana-lerna (Sl-Sp) , och ett styrminne (4) som innehäller ett antal ord som är lika med produkten av antalet (p) ingängsmul-tiplexkanalerna och antalet (32) tidsintervaller per ram, vilket styrminne styr läsningen av ordminnet, kanne-t e c k n a d därav, att ordminnet bestär av tvä minnen (2, 3), varvid i den ena skrives dl den andra läses, att vardera minnet vid sin ingäng är kopplad tili serie-parallell-omvandlaren (1) och vid sin utägng tili en OCH-port (8, 9), vars utägng är kopplad tili en ELLER-port (10), vars utgäng är kopplad tili parallell-serie-omvandlaren (5) , att vardera minnet (2, 3) innehäller ord i ett antal som är lika stort som produkten av antalet (p) ingängsmultiplexkanaler och en submultipel (x) av antalet tidsintervaller per ram, vilken submultipel (x) är mindre än antalet intervaller per ram,