專利名稱:用于耦合多級轉(zhuǎn)換矩陣的裝置的制作方法
本發(fā)明涉及一種用于耦合多級轉(zhuǎn)換矩陣，以形成一多級轉(zhuǎn)接網(wǎng)路的裝置。本發(fā)明對于在遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)中使用的大容量和寬帶寬轉(zhuǎn)接網(wǎng)路具有特殊的用途，且能用于以插入式板和底板型組件來實(shí)施的模擬、或數(shù)字、或時分多路復(fù)用系統(tǒng)。此外，方法適用于這樣的轉(zhuǎn)換矩陣，在該轉(zhuǎn)換矩陣中開關(guān)元件是電氣的或光學(xué)型的。
在空間和時間分隔轉(zhuǎn)接中，多級轉(zhuǎn)接網(wǎng)路是已知的，依賴于矩陣的中間級的數(shù)目、大小和互連而引進(jìn)阻斷的方法也是已知的。多級轉(zhuǎn)接網(wǎng)路的一個特點(diǎn)是級間的固定互連或鏈路的數(shù)目。例如，在具有N個輸入端和N個輸出端的三級無阻塞空間轉(zhuǎn)接網(wǎng)路中，中間的和外面的級間所需要的級際連接線的數(shù)目是2N-N。級際連接線運(yùn)載一與輸入到開關(guān)的信號具有相同的頻率和帶寬的信號也是多級空間轉(zhuǎn)接網(wǎng)路的一個特點(diǎn)。
在用于高頻率/寬帶寬信號的大容量開關(guān)中，通過底板的開關(guān)級間的互連，在執(zhí)行過程中由于這些連接線的數(shù)量和它們所要求的傳輸特性，出現(xiàn)了顯著的問題。連接線之間的干擾和串音是特殊的問題。
減少實(shí)際連接線數(shù)目的已知方法包括數(shù)個信號的時分、頻分或波長劃分的多路傳輸，達(dá)到較少數(shù)目的互連通路。
本發(fā)明的目的是提供一種用于耦合多級矩陣的裝置，它可減少與通過底板的開關(guān)級間的互連有關(guān)系的問題，以及可使通過矩陣的連接線間的串音和干擾減至最小，而且簡化了寬帶寬轉(zhuǎn)接網(wǎng)路。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于耦合多級矩陣的裝置，其中在多級矩陣中為在任何級的輸出端和鄰近級的輸入端之間的任何級際鏈路，在所述輸出端設(shè)置一電磁波發(fā)送裝置和在所述輸入端設(shè)置一電磁波接收裝置，以及其中級際鏈路是由在所述電磁波發(fā)送裝置和所述電磁波接收裝置之間延伸的電磁波傳輸通路構(gòu)成。
本發(fā)明將從下面的典型實(shí)施例結(jié)合附圖的說明中，得到更好的理解。
圖1是表示一典型的包含三級的無阻塞多級轉(zhuǎn)接網(wǎng)路的示意圖;
圖2說明圖1的三級轉(zhuǎn)接網(wǎng)路的圖，以舉例說明轉(zhuǎn)接平面和它們的互連的正交模型;
圖3表示包括正交地設(shè)置的底板和包括根據(jù)本發(fā)明的連接的三級轉(zhuǎn)換塊的一正交裝置;
圖4是一轉(zhuǎn)接網(wǎng)路的一部分的概略透視圖，用圖解說明根據(jù)本發(fā)明安裝在鄰近的正交設(shè)置的印刷電路板上的發(fā)送和接收裝置的位置;以及圖5是根據(jù)本發(fā)明的嵌入正交設(shè)置的印刷電路板的雙面導(dǎo)板的一部分的透視圖。
現(xiàn)參閱附圖，在圖1中的三級網(wǎng)路包括三個分開的開關(guān)級A、B和C。網(wǎng)路具有N-n2個輸入端I/P和N-n2個輸出端O/P。中間級開關(guān)(B)由于對稱的原因包括n個輸入端和n個輸出端，對于不阻塞操作就要求2n-1個開關(guān)。輸入開關(guān)有n個輸入端和2n-1個輸出端;輸出開關(guān)有2n-1個輸入端和n個輸出端。在第一級開關(guān)(A)上的各輸出端被連接或被耦合至一分開的中間開關(guān)的輸入端;第三級開關(guān)(C)的各輸入端同樣地和對稱地連接或耦合至一分開的中間級開關(guān)(B)的輸出端。
在已知的相似于圖1的結(jié)構(gòu)中，級際輸入端和輸出端是成群地一起多路復(fù)用。在這結(jié)構(gòu)中，開關(guān)本身被認(rèn)為是包括開關(guān)矩陣連同其關(guān)聯(lián)的多路復(fù)用器和多路輸出選擇器。多路復(fù)用開關(guān)的互連或鏈路是以模擬圖1所示的多級轉(zhuǎn)接網(wǎng)路的方式形成，在一個開關(guān)上的每一個多路復(fù)用通道連接至下一級上的分開的開關(guān)的多路復(fù)用通道。如果多路復(fù)用比是M，互連或鏈路的數(shù)目比不用多路復(fù)用的情況，可以M為因數(shù)而減小，即，在這里討論的三級實(shí)例中由2N-N減少為2N/M-N/M。
本發(fā)明特別與上面討論的轉(zhuǎn)接網(wǎng)路中使用的級際鏈路有關(guān)，而為此懂得怎樣能設(shè)置這種轉(zhuǎn)接網(wǎng)路是重要的。圖2表示第一級A和最后級C的各平面怎樣能以堆積方式設(shè)置，而通過有效地“解開”級A與級B和級B與級C之間的多路交叉，中間級B的平面可與第一級的平面成直角設(shè)置。通過這種方法，互連或鏈路可以在級與級之間直接作出。此裝置作為一正交轉(zhuǎn)接網(wǎng)路而為公眾所知。
現(xiàn)參閱圖3和圖4，圖中示出了一種正交的裝置，其中印刷電路板1正交地裝配在第一級A、第2級B、第3級C各塊上，各個座標(biāo)開關(guān)安裝在這些印刷電路板1上。在各塊中的板1被插入底板2、3和4，這些底板本身正交地設(shè)置。信號在板之間的鏈路上傳輸，于是可以作出從開關(guān)級塊中的各開關(guān)至鄰近開關(guān)級塊中的所有其他開關(guān)的直接線路通路形式的板間的鏈路。這些短直接線路鏈路通過在第1級印刷電路板上為每個連接線設(shè)置一個諸如發(fā)光二極管形式的電磁波發(fā)送裝置T那樣的光源，以及在第2級印刷電路板上設(shè)置以光探測器形式的電磁波接收裝置R而光學(xué)地形成。在第2級和第3級板之間的鏈路也裝有相同的裝置。
因此開關(guān)級之間的耦合是通過從以互連數(shù)據(jù)調(diào)制的發(fā)送機(jī)T至接收機(jī)R的自由空間傳輸通路TP來實(shí)現(xiàn)。這可以從底板上除去高頻固定互連。底板可以繼續(xù)運(yùn)載低頻電控制信號。
發(fā)送機(jī)T包括直接調(diào)制的發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管的調(diào)制容量達(dá)1.5千兆赫以上;而接收機(jī)是光探測器。分立的發(fā)送機(jī)和接收機(jī)可以在這裝置中使用，另一個辦法是，各特定元件的線性陣列能根據(jù)匹配的間距程度來設(shè)置。
現(xiàn)參閱圖5，一個為印刷電路板定位和排列成行而設(shè)置且也含有孔6的固定雙面導(dǎo)板裝置5，孔6位于第一和第二組大體上平行的間隔分開的凹槽導(dǎo)溝7和8的座標(biāo)上，凹槽導(dǎo)溝7和8互相成直角地分別位于導(dǎo)板裝置相對的兩個面上?？?通過傳輸通路TP提供使安裝在鄰近級矩陣的印刷電路板的邊緣上的對應(yīng)的電磁波發(fā)送機(jī)裝置T和電磁波接收機(jī)裝置R對之間能進(jìn)行電磁波傳輸?shù)难b置。
導(dǎo)板裝置也含有另外的孔9，該孔能使印刷電路板之間的空氣流通。此外，一個在另一個上面的底板的正交排列，也對有效熱控制起促進(jìn)通風(fēng)冷卻的作用。
在接口鏈路上傳輸?shù)男盘柨梢允悄M的或數(shù)字的、單信道或多路傳輸?shù)?。多路傳輸可以是通過電磁波的電氣調(diào)制(例如，頻分、時分)或通過光波長分割多路傳輸。因此，該裝置使可以是基于空間和/或時間的開關(guān)級的設(shè)計具有高度的靈活性。
用另一種辦法，發(fā)送機(jī)可以是有調(diào)幅或調(diào)頻能力的激光器，或使用這些帶有外部調(diào)制器的光源的任一種，例如具有調(diào)幅能力達(dá)20千兆赫或以上且可以是單個元件或陣列的波導(dǎo)電光調(diào)制器。
權(quán)利要求
1.一種用于耦合多級矩陣的裝置，其特征在于，為在多級矩陣中任何級的一輸出端和鄰近級的一輸入端之間的任何級際鏈路，在所述輸出端設(shè)置一電磁波發(fā)送裝置和在所述輸入端設(shè)置一電磁波接收裝置，以及級際鏈路是由在所述電磁波發(fā)送裝置和所述電磁波接收裝置之間延伸的電磁波傳輸通路構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于，在該裝置中鄰近級矩陣的諸開關(guān)平面設(shè)置成相互成直角以形成正交轉(zhuǎn)接網(wǎng)路。
3.如權(quán)利要求
2所述的裝置，其特征在于，在該裝置中各級矩陣的開關(guān)平面被插入一底板，而鄰近級矩陣的底板以正交方式相互成直角設(shè)置。
4.如權(quán)利要求
3所述的裝置，其特征在于，在該裝置中各開關(guān)平面包括一裝有多個座標(biāo)開關(guān)裝置的印刷電路板，其中鄰近級矩陣由一雙面導(dǎo)板裝置分開，該裝置的一面設(shè)有第一組大體上平行間隔分開的凹槽導(dǎo)溝，所述鄰近開關(guān)矩陣之一的印刷電路板就嵌入該導(dǎo)溝中，該裝置的另一面設(shè)有第二組大體上平行間隔分開、且與所述第一組成直角設(shè)置的凹槽導(dǎo)溝，所述另一個鄰近級矩陣的印刷電路板嵌入此導(dǎo)溝中。
5.如權(quán)利要求
4所述的裝置，其特征在于，在該裝置中在所述第一和第二組大體上間隔分開的導(dǎo)溝的座標(biāo)處設(shè)置有孔，該孔用來簡化在所述鄰近級矩陣之間的所述電磁波傳輸通路。
6.如權(quán)利要求
5所述的裝置，其特征在于，在該裝置中所述電磁波發(fā)送裝置和所述電磁波接收裝置是沿著所述印刷電路板的鄰近邊緣設(shè)置，對應(yīng)的電磁波發(fā)送裝置對被直接地相對和與相應(yīng)的所述孔對準(zhǔn)而定位。
7.如權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于，在該裝置中所述電磁波發(fā)送裝置是一發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管具有至少為1.5千兆赫的調(diào)制容量。
8.如權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于，在該裝置中所述電磁波發(fā)送裝置是一激光器，該激光器具有調(diào)幅或調(diào)頻能力。
9.如權(quán)利要求
7或8所述的裝置，其特征在于，在該裝置中帶有至少為20千兆赫調(diào)幅容量的導(dǎo)波電光調(diào)制器是作為外部調(diào)制器使用。
10.如權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于，在該裝置中所述電磁波接收裝置是一光敏探測器。
11.大體上如附圖的圖3、圖4和圖5所示的和參照這些圖在此敘述的一種裝置。
專利摘要
本發(fā)明是與用不同于硬線互連方法的耦合多級轉(zhuǎn)換矩陣有關(guān)。在正交設(shè)置的多級開關(guān)塊(A、B、C)中的每個鏈路是由電磁波傳輸通路(TP)構(gòu)成。一級中的輸出端包括電磁波發(fā)送裝置(T)而鄰近級中的輸入端包括電磁波接收裝置(R)。
文檔編號H04Q3/52GK87107027SQ87107027
公開日1988年4月20日 申請日期1987年10月15日
發(fā)明者伊恩·本尼昂, 羅杰·莫利·威廉斯 申請人:普列斯海外有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan