DE2557175A1

DE2557175A1 - Einrichtung zum umschalten eines durchschaltenetzwerkes

Info

Publication number: DE2557175A1
Application number: DE19752557175
Authority: DE
Inventors: Anders Henrik Hemdal Di Goeran
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1974-12-20
Filing date: 1975-12-18
Publication date: 1976-06-24
Also published as: AU499505B2; FR2295667B1; JPS5188111A; FR2295667A1; US4022982A; BE836733A; AU8771975A; CA1067987A; IT1062430B; JPS5828953B2; SE381548B; NL7514856A; GB1525127A

Description

Telefonaktiebolaget L M Ericsson, S-126 25 Stockholm

Einrichtung zum Umschalten eines Durchschaltenetzwerkes.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Aufbau einer Verbindung zwischen einem bestimmten Eingang oder Eingangskanal und einem bestimmten Ausgang oder Ausgangskanal durch Umschalten eines Durchschalten^ tzwerkes, welches aus drei über Zwischenleitungen miteinander verbundenen Schaltstufen zusammengesetzt ist, von denen jede mindestens zwei Schaltmodule umfaßt, wobei in einem speziellen Netzwerkszustand jeder Netzwerkseingang oder -eingangskanal einem speziellen Netzwerksausgang oder -ausgangskanal zugeordnet ist. Die Einrichtung umfaßt eine Steuereinrichtung und Steueranordnungen, die zu den entsprechenden Schaltmodulen gehören, die eine Verbindung zwischen Moduleingängen und Modulausgängen herstellen, wobei die gewünschte Verbindung zwischen einem bestimmten Netzwerkseingang oder -eingangskanal und einem bestimmten Netzwerksausgang oder -ausgangskanal durch aufeinanderfolgende Permutation von Verbindungen innerhalb eines individuellen Schaltmoduls herbeigeführt wird, bis die gewünschte Verbindung erzielt worden ist.

Große Schalter sind normalerweise als Netzwerk konstruiert, die eine Anzahl von über Zwischenleitungen miteinander ver-

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bundene Schaltstufen enthalten. In einem konventionellen Durchschaltenetzwerk wird ein Verbindungsvorgang durch willkürliche oder methodische Auswahl einer durch ein physikalisches Adempaar oder einem Zeitabschnitt gebildeten Zwischenleitung ausgelöst und dann eine Prüfung durchgeführt, ob die gewählte Zwischenleitung eine Verbindung durch das Durchschaltenetzwerk schafft. Wenn das Ergebnis negativ ist, wird eine andere Zwi sehen leitung ausgewählt und eine erneute Prüfung durchgeführt. Wenn nach wiederholten Versuchen keine Verbindung erzielt worden ist, wird das Durchsehaltenetzwerk als überlastet bezeichnet. Um die Überlastungswahrscheinlichkeit gering zu halten, muß die Anzahl der Leitungen groß sein, was bedeutet, daß die Leitungen einen geringen Wirkungsgrad haben.

Das Aufkommen von elektronischen Durchschaltenetzwerken macht es jedoch möglich, die Anzahl der Zwischenleitungen zu verringern und gleichzeitig jede Überlastung durch sogenanntes Umschalten zu beseitigen. Umschalten bedeutet, daß eine oder mehrere der existierenden Verbindungen in dem Netzwerk derart verlegt werden, daß jene Zwischenleitungen frei gemacht werden, welche zum Aufbau einer neuen Verbindung benötigt werden. In einem elektronischen Durchschaltenetzwerk kann das Umschalten so schnell durchgeführt werden, daß es die verlegten Verbindungen nicht stört und es ist deshalb klar, daß das Netzwerk so aufgebaut werden kann, daß alle neue Verbindungen durch Umschalten aufgebaut werden. Das Netzwerk ist dann mit der gleichen Anzahl von Zwischenleitungen oder Zeitabschnitten zwischen je zwei Schaltstufen versehen, wobei die Anzahl der Anzahl der Netzwerkseingänge und Netzwerksausgängen entspricht, damit jeder der Netzwerkseingänge immer einem Netzwerksausgang zugeordnet werden kann und neue Verbindungen durch Vertauschen der beteiligten

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Eingänge oder Ausgänge aufgebaut werden können. Im günstigsten Fall wird das Umschalten eine einzelne Stufe beeinflussen, häufiger jedoch mehrere Stufen.

Um das Umschalteprinzip durchführbar zu machen, ist es notwendig, daß die Berechnungen der erforderlichen Verlegungen in den verschiedenen 'Stufen genügend schnell durchgeführt werden können. Diese Bedingung wird jedoch durch die bisher bekannten Methoden nicht erfüllt. In dem Artikel "On a class of rearrangeable sxvitching networks" in The Bell System Technical Journal, Vol. 50, No. 5, Mai-Juni 1971 ist eine Methode beschrieben, die auf der Speicherung von den Netzwerkaiisgängen zugeordneten Polgezahlen in einem Speicher unter Speicheradressen basiert, die den Folgenummern entsprechender Eingänge entspricht. Aus dieser Aufzeichnung, welche den vorhandenen Netzwerkzustand oder, um einen anderen Ausdruck zu gebrauchen, die Gesamtpermutation für den vollständigen Schalter wiedergibt, werden Unterpermutationen für die verschiedenen Schaltstufen berechnet, wobei diese Unterpermutationen die Verbindungen zwischen den Eingängen und den Ausgängen der Wählstufen beschreiben. In dem Artikel ist eine Anzahl von Methoden zum Bestimmen dieser Unterpermutationen beschrieben, wobei jede der Methoden für eine gewisse Netzwerksgröße geeignet ist. Verschiedene Unterpermutationen werden in fortlaufender Folge getestet, bis eine gefunden wird, die zu der gewünschten Gesamtpermutation paßt, eine Methode, die für große Durchschaltenetzwerke extrem schwerfällig und ze i tauf v/endig ist und zwar hauptsächlich infolge der Tatsache, daß ein und dieselbe Gesamtpermutation durch eine große Anzahl von Kombinationen von Unterperrautationen erfüllt werden kann.

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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in einem umschaltbaren Durchschaltenetzwerk eine schnelle Bestimmung der notwendigen Permutationsänderungen zu ermöglichen, ausgehend von einer Gesamtpermutation, die den bestehenden Netzwerkszustand beschreibt. Zu diesem Zweck wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein spezieller Schaltspeicher dazu verwendet, die Gesamtpermutationen zu speichern, wobei die Organisation des Schaltspeichers derart ist, daß die verschiedenen Speicherzellen entsprechend der Nummerierung der einer Schaltstufe zugeordneten Zwischenleitungen adressiert sind, die in dem Durchschaltenetzwerk zentral angeordnet ist, und daß jede Speicherzelle eine Aufzeichnung darüber trägt, welcher Netzwerkseingang und welcher Netzwerksausgang über die in Rede steherde Zwischenleitung miteinander verbunden sind. Die Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das ein Durchschaltenetzwerk betrifft, bei dem die Zwischenleitungen aus körperlichen Drähten bestehen, es ist jedoch klar, daß das gleiche Prinzip anwendbar ist, wenn die Zwischenleitungen in Form von Zeitabschnitten in TDM-(Zeitmultiplex)-rahmen realisiert sind. Figur 1 zeigt in schematischer Form ein 6-stufiges Durchschaltenetzwerk mit 16 Eingängen und 16 Ausgängen, Figur 2 ein 3-stufiges Durchschaltenetzwerk, welches vom Standpunkt der Schnittstelle aus gesehen dem Durchschalter.etzwerk von Figur 1 äquivalent ist, wogegen die Figuren 3 und 4 ein ^-stufiges Durchschaltenetzwerk mit 15 Eingängen in zwei verschiedenen Netzwerkszuständen zeigen. Figur 5 ist ein Blockschaltbild, welches den Aufbau des Durchschaltenetzwerks nach Figur 3 und 4 zeigt, einschließlich der zugeordneten Steuereinrichtung, während die Figuren 6 und 7 die Organisation eines speziel-

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len Schaltspeichers zeigen, der mit der Steuereinrichtung verbunden und gemäß der Erfindung ausgestaltet ist. Figur 8 zeigt ein Beispiel dafür, wie die Steuereinrichtung realisiert werden kann.

Das Durchschaltenetzwerk von Figur 1 besteht aus einer großen Anzahl von Schaltmodulen mit 2 Eingängen und 2 Ausgängen und einigen Modulen mit 4 Eingängen und Ausgängen. Allgsmeines Prinzip ist es, daß jeder Eingang mit jedem beliebigen Ausgang des gleichen Moduls verbunden werden kann. Jedem Modul ist eine zweistellige Zahl zugeordnet, wobei die erste Ziffer die Schaltstufe bezeichnet, in der er sich befindet, während die zweite Ziffer die laufende Nummer des Moduls in einer Schaltstufe bezeichnet, wobei die Nummern oben beginnen. Die Eingänge und Ausgänge jeder Schaltstufe sind mit einem Buchstaben A-L bezeichnet und für jeden dieser Eingänge und Ausgänge ist die auf beiden Seiten des Netzwerkes gezeigte Nummerierung 1 - 16 verwendet. Mit dem gezeigten Durchschalteretzwerk ist beabsichtigt, zu zeigen, wie ein Durchschaltenetzwerk im Prinzip aufgebaut werden kann, um von jedem der Eingänge einen vollständigen Zugriff zu allen Ausgängen zu erzielen.

Das Netzwerk ist nicht einheitlich, weil Teile des Netzwerkes, die einander entsprechen, in unterschiedlicher Weise aufgebaut sind, um eine Anzahl von vollständigen Strukturen zu zeigen, die einander mehr oder wenigen ersetzen können. Beispielsweise kann man das in Figur 2 gezeigte Netzwerk betrachten, welches ein ^-stufiges Dvrchschaltenetzwerk ist, das vom Standpunkt der Schnittstelle aus gesehen dem 6-stufi£;en Netzwerk von Figur 1 äquivalent ist. Die Buchstaben- und Nummernbezeichnungen für die Eingänge und Ausgänge entsprechen einander in beider Figuren und passen zu der Numtne-

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rierung der Schaltmodule 41 - 48. Schematisch entspricht der Schaltmodul 11/34 von Figur 2 den Modulen 11 - 14, 21 - 24 und 31 - 34 von Figur 1; 15/36 entspricht I5 - 16, 25 - 23 und 35 - 36; 51/62 entspricht 5I - 5¹* und-6l - 62; 55/64 entspricht 55 - 56 und 63 - 64. Funktionell sind 11/34 und I5/36 Spiegelbilder von 51/62 bzw. 55/64, und das Netzwerk vcn Figur 2 ist deshalb voll symmetrisch. Der einzige der erwähnten vier Schaltmodule, der funktionell sein vollständiges Gegenstück in Figur 1 hat, ist der Modul I5/36. Die anderen haben ihr Gegenstück nur mit einigen Einschränkungen bezüglich der Möglichkeit, die Eingänge und Ausgänge innerhalb das in Rede stehenden Netzwerkteiles zu kombinieren. Obwohl die drei Schaltstufen zwischen den Eingängen A 9-I6 und den Ausgängen F 9-I6 von Figur 1 auf" diese V/eise die gleiche freie Wahl zulassen, wie es für den Modul I5/36 von Figur 2 gilt, gibt es eine beträchtliche innere Überlastung in dem Netzwerkteil, der durch die drei Schaltstufen zwischen den Eingängen A 1-8 und den Ausgängen F 1-8 von Figur 1 gebildet ist. Der Grund für die Überlastung ist, daß der Netzwerksteil nicht umschaltbar ist, d.h. es nur einen Weg für jede gewünschte Verbindung zwischen einem Eingang an der A-Schnittstelle und einem Ausgang an der F-Schnittstelle gibt. Wenn z.B. der Eingang A 1 mit dem Ausgang F 3 verbunden ist, kann zur gleichen Zeit weder der Eingang A 2 mit F 1, F 2 oder F 4 noch A 3 oder A 4 mit F 4 verbunden werden. Was den Netzwerksteil zwischen den Eingärgen 11-8 und den Ausgängen L 1-8 von Figur 1 betrifft, ist die Überlastung wegen des Einsatzes einer Stufe mit 4x4 Modulen (4 Eingängen, 4 Ausgängen) anstelle von zwei Stufen mit 2x2 Modulen, z.B. des Moduls 6l anstelle der Module 11-12 und 21-22, etwas geringer. Auch hier gibt es jedoch nur einen möglichen Weg zwischen jedem Eingang und Ausgang. Einen noch geringeren Grad an Überlastung gibt es in dem Teil zwischen I.9-16

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und L 9-16 weil 4x4 Module in beiden Schaltstufen eingesetzt worden sind. Aber auch hier ist der Netzwerksteil nicht umschaltbar. Trotz der oben erwähnten Einschränkungen für die Netzwerksteile ist das Durchschaltenetzwerk als Ganzes umschaltbar, weil jeder der Eingänge über einen der Schaltmodule 41-48 in der mittleren Stufe mit einem beliebigen Ausgang verbunden werden kann, d.h. mehr als ein möglicher Weg vorhanden ist. Es ist deshalb möglich, Figur 2 das Durchschaltenetzwerk von Figur 1 schematisch darstellen zu lassen, wobei die Schaltstufen zwischen den A- und F-Schnittstelltn Unterstufen der Schaltstufen U/54 und 15/56 und die Schaltstufen zwischen den I- und L-Schnittstellen Unterstufen der Schaltstufen 51/62 und 55/64 bilden. Auf diese Weise ist es möglich, die Berechnungen der Permutationen zu vereinfachen, die notwendig sind, um die gewünschte Umschaltung zu erreichen. Nachdem man dies auf diese V/eise durchgeführt hat kann man die Berechnung an einem 3-stufigen Netzwerk durch Untersuchen der notwendigen Verlegungen innerhalb der Unterstufen weiterführen. Was die drei Unterstufen zwischen A 9-16 von Figur 1 betrifft, so sind diese voll umschaltbar und es kann daher für diese Stufen eine entsprechende Berechnung der Permutationen durchgeführt werden. Für die anderen Unterstufen ist es lediglich notwendig, zu prüfen, ob die entsprechenden Verlegungen unter Berücksichtigung der tatsächlichen Überlastungswahrscheinlichkeit durchgeführt werden können. Wenn die erforderliche Umschaltung nicht vorgenommen werden kann, wird eine andere Permutation des 5-stufigen Netzwerkes durchgeführt usw.

Wie oben kann das Problem der Berechnung der Permutationen für ein beliebiges Durchschaltenetzwerk begrenzt werden durch Reduzieren des Durchsehaltenetzwerkes auf ein 3-stufiges Netzwerk, wobei jede der Schaltstufen eine oder mehrere

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Unterstufen enthalten kann, von denen wiederum jede Unternetzwerke bildet, die ebenfalls umschaltbar sind. Figur 3 zeigt ein Beispiel eines solchen ^-stufigen Netzwerkes. Das Netzwerk hat 15 Eingänge und 15 Ausgänge, die aufgeteilt sind auf 3 Eingangsmodule IM 0 - IM 2 und 3 Ausgangsmodule UM 0 - UM 2. Die mittlere Stufe umfaßt 5 mittlere Module MM 0 - MM 4, die von allen Modulen in den Eingangs- und Ausgangsstufen über je 15 Zwischenleitungen erreicht werden · können. Die Eingangs- und Ausgangsseiten der drei Stufen sind mit den Buchstaben A-F bezeichnet worden und für jede der Seiten sind zwei Nummerierungssysteme verwendet, ein inneres System und ein äußeres System. Entsprechend dem äußeren Nummerierungssystem sind alle Stufeneingänge oder Stufenausgänge an der gleichen Grenzlinie, z.B. der Linie A, in einer Folge von 0 bis 14 nummeriert. Gemäß dem inneren Nummerierungssystem ist die Nummerierung für jeden der Schaltmodule individuell. Für die Eingangs- und Ausgangsrnodule laufen die Nummern von 0 bis 4 und für die mittlerem Module von 0 bis 2. Der Netzwerkszustand kann mit Hilfe einer sogenannten Gesamtpermutation beschrieben werden, die eine Auflistung der miteinander verbundenen Netzwerkseingänge und Netzwerksausgänge ist. Wenn die Elemente der Gesamtpermutation in der einfachen Folge aufgelistet sind, die durch das äußere Nummerierungssystem an der Grenzlinie A gemäß dem Wegebeispiel von Figur 3 bestimmt ist, wird folgender Satz abgeleitet.

(0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 P(A) =

( 10 14 3 1 5 0 6 4 7 8 11 13 2 12 9

Als Alternative kann es natürlich erscheinen, von der Grenzlinie F auszugehen, und der abgeleitete Satz ist dann:

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5 3 12 2 7 4 6 8 9 H O 10 ■ 13 11 P(P)

"01 2^45678 9 10 11 12 13 14

Gemäß der vorher zitierten bekannten Methode zur Berechnung der notwendigen Verlegungen geht man von einer der obigen Permutationen aus. Die Gemeinsamkeit zwischen ihnen besteht darin, daß sie durch viele Unterpermutationen für die 3 Schaltstufen erfüllt werden können, und folglich sind die gegebenen Gesamtpermutationen nicht eindeutig. Gemäß der Erfindung sind jedoch Vorkehrungen zur Speicherung der Gesamtpermutationen in Bezug auf eine zentrale Trennlinie, z.B. die C-Linie, getroffen worden. Das bedeutet, daß die Elemente der Permutation in einer Folge aufgelistet werden, die durch die Folge festgelegt ist, die für den entsprechenden Weg über diese Trennlinie gilt, d.h. gemäß der Folgenummern der Leitungen.

( 0 7 14 1 8 12 2 9 10 3 6 11 4 5 13 P(C) = (

(10 4 9 14 7 2 3 8 11 1 6 13 5 0 12

Der Vorteil dieser Gesamtpermutation im Vergleich zu den zwei früheren besteht darin, daß sie die Unterpermutationen aller Schaltstufen eindeutig angibt. Der Grund dafür ist, daß es von jedem Stufeneingang an der C-Trennlinie nur einen Weg zu einem definierten Netzwerkseingang an der A-Linie gibt und nur einen Weg zu einem definierten Netzwerksausgang an der F-Linie. Der gleiche Vorteil wird auch erreicht mit Gesamtpermutationen, die sich auf die Trennlinien B, D und E beziehen.

Wenn die Unterpermutationen für die verschiedenen Schaltmodule in dem Netzwerk bestimmt werden, ist es vorteilhafter, die Netzwerksein- und -ausgänge gemäß dem internen Nummern-

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system zu bezeichnen. Jedes Element in der Gesamtpermutation wird dann in eine 2-stellige Zahl umgewandelt; die 1. Ziffer gibt die Folgenummer des Moduls an, durch den der vorliegende Ein- oder Ausgang verbunden wird, und die 2. Ziffer gibt die interne Nummerierung der Module an. Der Netzwerkseingang Nummer 6 zum Beispiel ist mit dem Eingangsmodul IM 1 verbunden und hat dort die interne Nummer 1, Folglich wird er durch die Nummer 11 dargestellt. Gemäß dem Obengenannten wird die Gesamtpermutation an der Trennlinie C wie folgt sein.

P(C) =

12 24 01

22 02 14 20 03 11 21 04 10 23

^20 04 14 24 12 02 03 13 21 01 11 23 10 00

Zur größeren Übersichtlichkeit werden die Elemente in 3-er Gruppen und in Reihen gemäß der 1. Ziffer jedes Elementes umgeordnet.

P(C) =

OO	12	24	01	13	22	12	24	02	14	20	13	21	2)	03	11	21	04	10	2?	(IM	ο)
			02	(MM 1)									(IM	D
	04	14						00		(IM	2)
			03	01	11	23			22	(UM	0)
							10			(UM	1)
20	0)			3)		4)	(UM	2)
(MM		(MM	(MM		(MM

Indem man die letzte Ziffer aller Elemente auf der gleichen horizontalen Linie nimmt, kann man die Unterpermutation für den Ein- oder Ausgangsmodul, der innerhalb der Klammer auf der gleichen Linie rechts der Gesamtpermutation angegeben wird, herleiten. Die Ziffern bezeichnen dann die interne Nummerierung an der A- oder F-Linie. Die entsprechende Num-

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merierung an der B- oder Ε-Trennlinie wird sich aufeinanderfolgend in Übereinstimmung mit der Elementfolge von links nach rechts ergeben. Gemäß dieser Regel werden die Unterpermutationen der Eingar.gsmodule sein:

1234 1234 3 4 10

Wie man sehen kann, sind die Unterpermutationen in Übereinstimmung mit der Nummerierung an der B-Trennlinie geordnet.

In entsprechender Weise v/erden die Unterperrnutationen der Ausgangsmodule sein:

2 3 4

3 1 0

OI234 P₂(E) - *
* (04132

Indem man die 1. Ziffer aller Elemente innerhalb der entsprechenden ~3-ev Gruppe nimmt, leitet man die Unterpermutationen für den zentralen Modul, der in den Klammern unter· der betreffenden Gruppe angegeben ist, her:

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P₀(C) -

ο ι

O 1

2 1

O 1

Mc) - .

Es sei angenommen, daß gewünscht ist, den Netzwerkseingang mit dem Netzwerksausgang 6 zu verbinden. Aus der laufenden Gesamtpermutation findet man, daß Eingang 0 gegenwärtig mit Ausgang 10 und Ausgang ό mit Eingang 6 verbunden ist. Um die gewünschte Verbindung 0-6 herzustellen, muß man also zur gleichen Zeit den Netzwerkseingang 6 mit dem Netzwerksausgang 10 verbinden. Die neue Gesamtpermutation wird dann folgendes Aussehen haben:

	(C) „	(0	7	14	1	8	12	2	9	10	Jf	6	11	4	5
P'		(
	(6	4	9	14	7	2		8	11	1	10	IjJ	VJI	0

Nach Transformation und Umgruppierung der Elemente in Übereinstimmung mit dem vorher beschriebenen Schema leitet man her:

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OO	12	24	01	13	22	02	14	20	03	11	21	04	10	2?
					02
	04	Ü										00
				12		03	13	21	01	2023
'll.							10	22
^::		24

Hier kann man unmittelbar sehen, daß in zwei der Gruppen unerlaubte Elementkombinationen entstanden sind, da es in jeder Gruppe 2 Elemente (unterstrichen) gibt, wo die 1. Ziffer identisch ist. Ohne Änderung der Gesamtpermutation, wie sie von der Trennlinie A aus gesehen wird, kann man jedoch die entsprechenden Elementepaare die Plätze ändern lassen, d.h. sowohl jene auf der Eingangsseite als auch jene auf der Ausgangsseite. Ein Wechsel dieser Art, der direkt auf ein korrektes Ergebnis führt, besteht darin, daß das Paar 24/14 die Plätze mit dem Paar 21/23 wechselt.

00	12	21	01	13	22	02	14	20	03	11	24	04	10	;
					02									22)
	04										14		00
		23		12		03	13	21	01
11							20	10
		24

Manchmal ist es nicht ausreichend, einen einzigen Paarwechsel durchzuführen, um ein korrektes Ergebnis zu erzielen. Wenn man zum Beispiel ausgewählt hätte, die Paare 00/11 und 03/01 auszutauschen, würde eine neue unerlaubte Kombination entstehen, aber durch späteres Austauschen des Paares 12/04 mit 11/20 würde eine akzeptable Permutation hergeleitet. Ne-

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ben diesen Änderungen, die durchgeführt wurden, um eine ungültige Permutation zu korrigieren, können natürlich andere erlaubte Paaränderungen vorgenommen werden, wodurch eine große Zahl von Gesamtpermutationen an der Trennlinie C geschaffen werden, die alle die Gesamtpermutation an der Linie A und F erfüllen.

Aus P"(C) werden auf dem gleichen Weg wie vorher die Unterpermutationen hergeleitet.

(0 1234) (012

P₀"(B) = P₀"(C) = I

⁰ (01234) ^U (102

(01 2 P₁"(C) =
¹ (210

0 12 Po"(O

' ο ι 2;

0 12

' 0 2 1

0 1 2 )

Pi," (C) = (

10 2)

	f	2	3	4	1	0
P₁"(B) -	f
	(	0	1	2	3	4
	f	1	2	0	4	3
P₂"(B) -
	ί	0	1	2	3	4
	(	0	1	2	3	4
P₀" (E) -		4	2	3	1	0
	i	0	1	2	3	4
P₁ E _		1	2	3	4	0
	(	0	1	2	3	4
P₂" (E) -	(
	(	3	4	1	0	2

Durch Vergleich mit den ursprünglichen Unterpermutationen findet man, daß P₂" (B) φ P₂(B), P^(E) φ Ρ_χ(Ε), P₂" (E) ^ P₂(E), P₂" (C) 4 P₀(C) und P₃" (c) 5/ P₃(C), die anderen Unterpermutationen sind unverändert. Um die gewünschte Verbindung von Netzwerkeingang 0 mit Netzwerkausgang 6 und so von Eingang 6 mit Ausgang 10 herzustellen, sind Verlegungen in dem Eingangsmodul IM 2, in den Ausgangsmodulen UM 1 und UM 2 und

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in den zentralen Modulen MM 0 und MM 3 vorzunehmen. Fig. 4 zeigt das Netzwerk nachdem die Verlegung vorgenommen wurde.

Ein Beispiel, wie das Durchschaltenetzwerk von Fig. 3-4 realisiert werden kann, ist in Fig. 5 dargestellt. Von den Verbindungen zwischen den Eingangsmodulen und den zentralen Modulen einerseits und den zentralen Modulen und den Ausgangsmodulen andererseits wird angenommen, daß sie in speziellen LeitungsVerbindungseinheiten LK 1, LK 2 mit Hilfe von festen Verdrahtungen in Übereinstimmung mit den in den Figuren 3-4 gezeigten Verbindungen hergestellt werden. Gemäß dem Beispiel hat jeder Schaltmodul seine eigene Steuereinheit, z.B. die zum Eingangsmodul IM 0 gehörende Steuereinheit SI 0, die auf die Durchschaltepunkte des betreffenden Moduls wirkt. Die Schaltmodule können elektronische Relais benutzen, indem jede Steuereinheit mit Treiberschaltungen ausgerüstet ist, die z.B. über Decoder von einem Speicher gesteuert werden. Die aktuelle Durchschaltebedingung bleibt in dem Speicher erhalten und wird nur geändert, wenn ein Bearbeitungsbefehl an der Steuereinheit von einer Verteilungseinheit FE über ein Bussystem, das alle Steuereinheiten mit der Verteilungseinheit verbindet, ankommt. Wichtig ist, daß die Verteilungseinheit Gatter enthält, die Bearbeitungsbedingungen in Übereinstimmung mit einer gleichzeitig empfangenen Steuerinformation einer Steuereinrichtung SU übertragen. Die Steuereinrichtung entscheidet die notwendigen Verlegungen mit Hilfe von Informationen, die in einem speziellen Durchschaltespeicher KM neben Informationen, welche von anderen Einheiten des das Schaltnetzwerk enthaltenden Systems ankommen, z.B. von Registereinheiten, gespeichert sind. Gemäß dem Beispiel stimmt die Information in dem Schaltspeicher mit der Gesamtpermutation an der Trennlinie C

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von Fig. 3-4 überein. Fig. 6 zeigt wie diese Information in KM gespeichert werden kann und bezieht sich auf die ursprüngliche Durchschaltebedingung gemäß Fig. 3. Fig. 7 zeigt den Inhalt des Schaltspeichers KM nach einem vollständigen Umschalten gemäß einem Beispiel, auf das später eingegangen, werden soll. Der Schaltspeicher besteht aus zwei Hauptbereichen IR und UR zur Informationsspeicherung hinsichtlich der verbundenen Ein- und Ausgänge auf den Adressen 0 - 14, übereinstimmend mit der Nummerierung an der Trennlinie C in Fig. J>. Jeder Speicherbereich ist in 2 Gruppen IRa, IRb, URa, URb unterteilt, wodurch es möglich, ist, Ein- und Ausgänge in Übereinstimmung mit dem früher beschriebenen Nummerierungssystem zu speichern. Auf diese Weise speichern die Speicherzellen der Gruppen IRa die Nummern der Eingangsmodule und URa die Nummern der Ausgangsmodule. In den IRb-Zellen werden die Eingangsnummern der verschiedenen Eir.gangsmodule und in den URb-Zeilen die Ausgangsnummern der Ausgangsmodule gespeichert.

Fig. 8 zeigt ein Beispiel dafür, wie die Steuereinrichtung SU aufgebaut werden kann, um eine einfache Umordnung durchzuführen. Der Klarheit wegen zeigt die Figur auch den Schaltspeicher KM und seine Verbindung zu der Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung schließt eine Lese-Schreibeinheit LS ein, mit deren Hilfe Information ausgelesen oder in den Schaltspeicher KM unter den von einem Adreßgenerator AG empfangenen Adressen eingeschrieben werden kann. Das Auslesen erfolgt in zwei Register ZR, WR. Der Adreßgenerator ist außerdem mit einem Assoziativspeicher AA zur Übertragung der Adressen 0 - 14 in das früher beschriebene transformierte Bezeichnungssystem verbunden. Zum Speichern der transformierten Adressen sind drei Register PR, RR, QR vorgesehen. Mit Hilfe von weiteren Assoziativspeichern IA, UA wird eine

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Transformat!on der Bezeichnungen 0-14 der Netzwerkein- und ausgänge, die an den Eingängen I bzw. U empfangen werden, vorgenommen. Es gibt zwei Register XR, YR zur Speicherung der transformierten Bezeichnungen. Mit Hilfe eines Selektorgatters VG 1 kann die in einem der Register XR - ZR gespeicherte Information zu dem Eingang der Lese-Schreibeinheit LS und außerdem zu einem der Eingänge eines !Comparators JK 1 übertragen werden. Der andere Eingang dieses !Comparators ist mit den Ausgangen La, Lb der Lese-Schreibeinheit LS und sein Ausgang mit einem Steuereingang A des Adreßgenerators AG verbunden. In der gleichen Weise ist AG mit einem zweiten Komparator JK 2 verbunden. Der eine Eingang von diesem ist mit den Ausgängen Aa, Ab des Assoziativspeichers AA und der andere Eingang mit einem Selektorgatter VG 2 verbunden. Die Eingänge dieses Gatters empfangen von einem der Register PR, RR Information. Es gibt noch eine weitere Verbindung zu dem Steuereingang des Adreßgenerators, nämlich von einem UND-Gatter OG, das seine Eingangsbedingungen von zwei weiteren Komparatoren JK j5, JK 4 empfängt. Im Gegensatz zu den früher erwähnten Komparatoren haben diese zwei nur Eingänge für die erste Ziffer der verglichenen Bezeichnungen. So ist JK 2 mit dem Ausgang Pa des Registers PR und dem Ausgang Aa des Assoziativspeichers AA verbunden. JK 4 ist mit dem Ausgang La der Lese-Schreibeinheit LS und dem Ausgang Ya des Registers YR verbunden. Zwei weitere Komparatoren JK 5, JK 6, jeder mit 1-stelligen Eingängen, sind vorgesehen. JK 5 vergleicht die ersten Ziffern Pa, Ra der Register PR, RR und JK 6 die Ziffern Ya, Za der Register YR, ZR. Die Ausgänge dieser Komparatoren werden auf einer gemeinsamen Leitung K zu einem Eingang eines Folgegenerators SG zusamnengefaßt, dessen Zweck es ist, die anderen Einheiten der Steuereinrichtung mit aktivierenden Signalen S in einer festgelegten Folge zu

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■ . - 18 -

versorgen. Eine Folge wird durch einen auf der Leitung KO ankommenden Verbindungsbefehl gestartet, z.B. von einer Re-. gistereinheit, und endet nach dem Empfang eines Signals auf der Leitung K; ein Freigabe signal wird dann auf der Leitung KK ausgesendet. Mit Hilfe einer Steuerinformation vom Ausgang M erzeugt die Verteilungseinheit FE Bearbeitungsbefehle für die Steuereinheit in dem Durchschaltenetzwerk und dann führen die Steuereinheiten Verlegungen in den betreffenden Schaltmodulen in Übereinstimmung mit der Information durch, die gleichzeitig durch FE von den Ausgängen Xa, Ya, Yb, Zb, Wa, Pa, Ra und Qa übertragen wird.

Um das Verfahren zu beschreiben, wird ein einfacher Fall gewählt, nämlich daß der Netzwerkseingang 0 mit dem Netzwerkausga.ng 9 zu verbinden ist, beginnend mit dem in Fig. 3 und 6 beschriebenen Zustand. Die Bezeichnung 0 gelangt an die Leitung I und die Bezeichnung 9 an die Leitung U, zur gleichen Zeit wie ein Verbindungsbefehl an die Leitung KO gelangt. Die erste Aktion besteht darin, daß die transformierten Bezeichnungen 00, 14 in die Register XR, YR ausgelesen werden als Reaktion auf ein Steuersignal (S) aus dem Folgegenerator SG. Der nächste Schritt besteht darin, daß die entsprechenden Adressen in dem Schaltspeicher gesucht werden, wo die Bezeichnungen gespeichert sind. Dies wird in der Weise durchgeführt, daß jedes der Register XR, YR der Reihe nach durch das Schaltgatter VG 1 zu einem Eingang des Kornparators JK 1 durchgeschaltet wird; der andere Eingang des Komparators wird mit der Bezeichnung versehen, die auf den Leitungen La, Lb aus dem Schaltspeicher KM ausgelesen werden, während der Adreßgenerator AG den Adreßvorrat 0-14 durchläuft. Sobald die Bezeichnungen übereinstimmen, sendet JK 1 ein Stopsignal auf die Leitung A zum Adreßgenerator AG. Die entsprechenden transformierten Adressen können dann auf

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den Leitungen Aa, Ab aus dem Assoziativspeicher AA in die Register PR, RR ausgelesen werden, nämlich 00 und 02. Synchron zum Auslesen dieser Adresse werden aus dem Schaltspeicher KM die Bezeichnung, die zu· dem mit dem Netzwerkausgang 14 gegenwärtig verbundenen Netzwerkseingang, nämlich zum Eingang 24, gehört, und die Bezeichnung des gegenwärtig mit dem Netzwerkseingang 00 verbundenen Netzwerkausganges, nämlich des Ausgangs 20, ausgelesen (siehe Fig. 6). Diese Bezeichnungen werden in die Register WR und ZR geschrieben. Mit Hilfe der Schaltkreise JK 3, JK 4 und OG wird nach einer zwei Bedingungen erfüllende Adresse gesucht. Die erste Ziffer der transformierten Adreßbezeichnung muß gleich der ersten Ziffer in dem Register PR sein, d.h. Aa = Pa, und die erste Ziffer der Bezeichnung, die zu dem auf dieser Adresse im Schaltspeicher KM gespeicherten Netzwerkausgang gehört, muß gleich der ersten Ziffer in dem Register YR sein, d.h. La = Ya. Ausgeschrieben bedeutet das: Suche nach der Adresse, die den den Netzwerkseingang 00 mit Netzwerksausgang 20 gegenwärtig verbindenden zentralen Modul und ferner den Eingang in diesem zentralen Modul, der gegenwärtig mit dem den Netzwerksausgang 14 enthaltenden Ausgangsmodul verbunden ist, identifiziert. In diesem Fall ist Pa = 0 und Ya = 1 und deshalb wird gemäß Fig. 6 die gesuchte Adresse 2 sein oder transformiert 02. Diese Adresse wird im Register QR für einen möglichen späteren Gebrauch gespeichert. Dann werden die Ausgangsbezeichnungen so verschoben, daß das Kennzeichen 14 in die Adresse 0 und das Kennzeichen 20 in die Adresse 2 geschrieben wird, in Übereinstimmung mit Fig. 7· Diese Adressen werden mit Hilfe des Kompärators JK 2 aufgesucht, dessen eine Seite mit den auf den Leitungen Aa und Ab aus dem Speicher AA gelesenen Adressen und dessen andere Seite mit jeder der in den Registern PR und RR gespeicherten

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Adresse der Reihe nach über das Selektorgatter VG 2 angesteuert wird. Das Einschreiben der entsprechenden Bezeichnungen in den Schaltspeicher KM wird von den Registern YR und ZR aus über das Salektorgatter VG 1 und die Leitungen Sa, Sb zur Lese-Schreibeinheit LS vorgenommen.

Nachdem der Schaltspeicher aktualisiert wurde, sind die entsprechenden Verlegungen auch in dem Durchschaltenetzwerk durchzuführen. Als erstes wird deshalb eine Serie von vier Verlegungen per Befehl durchgeführt. Die Verteilungseinheit FE in Fig. 5 empfängt Steuerinformationen vom Ausgang M des Folgegenerators SG, worin enthalten ist, daß die Information an den Ausgängen Xa - Qa in einer bestimmten Weise interpretiert werden muß. Auf diese Weise ist der erste Befehl auf den durch Leitung Pa (= 0), Za (= O) und Ya (= 1) gekennzeichneten zentralen Modul gerichtet. Damit wird angegeben, daß der Eingang, gekennzeichnet durch Pa (= 0) und Za (= 0), und der Ausgang, gekennzeichnet durch Ya (= 1), des zentralen Moduls miteinander verbunden sind. Die Steuereinheiten sind in der Weise ausgelegt, daß wenn ein Bearbeitungsbefehl durchgeführt wird, um einen gewissen Moduleingang χ mit einem gewissen Modulausgang J zu verbinden, die Steuereinheit gleichzeitig den früher mit dem Ausgang y verbundenen Eingang und den früher mit dem Eingang χ verbundenen Ausgang miteinander verbinden wird. In diesem Fall wird folglich Eingang 0 mit Ausgang 1 und Eingang 2 mit Ausgang 2 im zentralen Modul MM 0 verbunden sein. Der zweite Befehl betrifft den durch Ra (=0) gekennzeichneten zentralen Modul, Eingang stimmt mit Wa (~ 2) und Ausgang mit Za (= 2) überein. Da diese Verbindung schon mit dem vorhergehenden Befehl durchgeführt wurde, wird kein Wechsel vorgenommen. Der dritte Befehl betrifft den durch Leitung Ya (=1) gekennzeichneten Ausgangsmodul. Hier wird der Eingang durch Pa (= 0) und der

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Ausgang durch Yb (= 4) gekennzeichnet. Wie man aus Fig. 3 sehen kann, sind sie schon miteinander verbunden, und deshalb wird kein Wechsel durchgeführt. Der vierte Befehl ist schließlich auf die Steuereinheit des durch die Information auf der Leitung Za (= 2) gekennzeichneter Ausgangsmodul gerichtet, der Moduleingang ist dann durch Leitung Ra (= 0) und der Modulausgang durch Leitung Zb (= 0) gekennzeichnet. Jedoch auch sie sind gemäß Fig. 3 miteinander verbunden. In dem oben beschriebenen Ablauf haben einzelne Bearbeitungsbefehle der Verteilungseinheit FE zu keiner Änderung des Verbindungsplanes, der für das einfache ausgewählte Beispiel verantwortlich war, geführt. Nachdem die vier Bearbeitungsbefehle ausgeführt wurden, wird nun ein Vergleich zwisehenden Ziffern Pa und Ra in den Registern PR und RR mit Hilfe des !Comparators JK 5 durchgeführt. Gleichheit bedeutet, daß nur eine zentrale Stufe in den Verlegungsprozeß einbezogen wurde. Daraus resultiert, daß alle Unterpermutationen gültig sind und deshalb der Prozeß gestoppt werden kann. Das ist in dem Beispiel der Fall, wo Pa = Ra = 0 ist und ein Signal auf Leitung K an den Folgegenerator SG übergeben wird. Wenn der Vergleich Ungleichheit ergeben hätte, hatte der nächste Schritt in einem Vergleich zwischen Ya und Za im Komparator JK 6 bestanden. Gleichheit dieser beiden Parameter gekennzeichnet, daß nur eine Ausgangsstufe in den Verlegungsprozeß einbezogen war und folglich der Prozeß mit Hilfe eines Signals auf der Leitung K auch in diesem Falle hätte gestoppt werden können. Anderenfalls wären mehrere Verlegungen nötig gewesen, deren Bestimmung analog dem oben beschriebenen verliefe und von der in derr. Register QR gespeicherten Information Gebrauch macht.

Die oben beschriebene Einrichtung ist nur ein Beispiel, wie das Durchschaltenetzwerk und die Steuereinrichtung verwirk-

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licht werden kann. Das Durchsehaltenetzwerk kann zum Beispiel auch digital sein, wie in PCM, wobei sowohl die Ein- ■ und Ausgänge als auch die Leitungen durch Zeitabschnitte, vereinigt in einem oder mehreren TDM-Rahmen auf einer entsprechenden Zahl von Bussen* repräsentiert werden und die Verbindung solcher Schaltungen durch das Durchschalten von Zeitabschnitter in den betreffenden Schaltstufen in einer in der Zeitmultiplex-Technik wohlbekannten Weise ausgeführt wird. Ferner kann die Steuereinrichtung durch einen Computer, der die beschriebenen Punktionen enthält, realisiert werden.

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Claims

Pa tentansprüch

1. Einrichtung zum Aufbauen einer Verbindung zwischen einem gewissen Eingang oder Eirgangskar-.al und einem gewissen Ausgang oder Ausgangskanal durch Umschalten eines Durchschal tenetzwerks, das aus drei über Zwischenleitungen verbundenen Schaltstufen besteht, von denen jede mindestens zwei Schaltmodule aufweist, bei der in einem bestimmten Netzwerkszustand jeder Netzwerkseingang oder -eingangskanal einem bestimmten Netzwerksausgang oder -ausgangskanal zugeordnet ist, mit einer Steuereinrichtung und Steueranordnungen, die zu den entsprechenden Schaltmodulen gehören, welche eine Verbindung zwischen den Moduleingängen und Modulausgängen aufbauen, wobei die gewünschte Verbindung zwischen einem bestimmten Netzwerkseingang oder -eingangskanal und einem bestimmten Netzwerksausgang oder -ausgangskanal mit Hilfe fortlaufender Permutation der Verbindungen innerhalb einzelner Schaltmodule herbeigeführt wird, bis die gewünschte Verbindung erzielt worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung einen Sehaltspeicher (KM) enthält, in welchem miteinander verbundene Netzwerkseingänge und Netzwerksausgänge unter Adressen gespeichert werden, von denen jede wiederum einer Zwischenleitung zwischen der mittleren Stufe und einer der äußeren Stufen entspricht, um einen vorhandenen Schaltzustand für das gesamte Durchsehaltenetzwerk zu beschreiben, und daß die Steuereinrichtung Mittel (JK 1) besitzt zum Bestimmen jener Adressen in dem Schaltspeicher, wo die bestimmten Eingänge und Ausgänge gespeichert sind, und Mittel (VG 1, LS) zum Zusammenbringen der Aufzeichnungen in dem Sehaltspeieher entsprechend der gewünschten Verbindung, und assoziative Mittel

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(AA, IA, UA), durch die Schaltmodule sowie Verbindungen oder Zeitabschnitte zu und von einem in eine gewünschte Verbindung einbezogenen Schaltmodul mit Hilfe der Adressen in dem Schaltspeicher und der Netzwerkseingänge und -ausgänge, die diesen Adressen entsprechen, ausgesondert werden, und Ordnungsmittel (SG), die neue Verbindungen innerhalb der einbezogenen Schaltmodule auslösen durch Übertragung von Information, die die ausgesonderten Verbindungen oder Zeitabschnitte zu und von den Modulen betreffen, zu den Steuereinheiten, und Analysierrnittel (JK 5, JK 6) zum Feststellen, ob geordnete neue Verbindungen der gewünschten Verbindung entsprechen, durch Suchen nach Gleichheit zwischen den ausgesonderten Schaltmodulen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen aus körperlichen Leitungspaaren bestehen, von deren jedes eine von einem Schaltmodul abgehende Verbindung mit einer an einem anderen Schaltmodul ankommenden Verbindung verbindet.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die. Verbindungen aus Zeitabschnitten bestehen, die in TDM-(Zeitmultiplex)-bussen übertragen werden, welche benachbarte Schaltstufen miteinander verbinden»

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung aus einem Rechner besteht.

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