Digital Crosspoint Switches
Ein digitaler Koppelpunkt ist ein Gerät, das alle seine Eingänge in alle seine Ausgänge umschalten kann. Die Ein- und Ausgänge sind digital, aktiv und nicht bidirektional. Sie werden in verschiedenen Größen angeboten und können auf einem einzelnen Chip bis zu 20 x 20 groß sein. „20 x 20“ bedeutet 20 Eingänge und 20 Ausgänge. Alle 20 Eingänge können sich mit allen 20 Ausgängen verbinden. Ein digitaler Koppelpunkt ist gewöhnlich an der Hochgeschwindigkeits-Signalschaltung ausgerichtet, wobei einige Koppelpunkte 120 Gbit/s oder höhere Datenraten schalten können.
Eine wichtige Eigenschaft der Koppelpunkte ist, dass sie sich mit Hochgeschwindigkeits-Signalstandards verbinden können. Sie unterstützen in der Regel differenzielle PECL(Pseudo Emitter Coupled Logic)- oder CML(Current Mode Logic)-Eingänge und Ausgänge. Diese Ein- und Ausgänge werden als Empfänger bzw. Sender bezeichnet. Zur Unterstützung so hoher Datenraten gibt es eine Entzerrung (Amplitude- und Phasen-Kompensationsfilter) auf den Empfängern des Koppelpunkts, um Leiterplattenverlust auszugleichen. Sender können auch eine spezielle Vorwärtsentzerrung haben, um Leiterplattenverluste im Vorfeld auszugleichen. Die Entzerrung an beiden Ein- und Ausgängen sorgt dafür, dass längere PCB-Spuren unterstützt werden können.
Koppelpunkte haben einen Verlust der Signalerkennung pro Pfad. Sie haben eine serielle SPI- oder I2C-Schnittstelle, die der Standard-CMOS- oder TTL-Logic entspricht, die zum Konfigurieren des Zusammenschaltungsplans des Kopplungspunkts verwendet werden kann. Sie haben in der Regel auch die Fähigkeit, beim Einschalten automatisch eine Karte aus einem seriellen Schnittstellen-EEPROM zu laden.
Koppelpunkte werden typischerweise in Anwendungen, wie Faseroptik-Netzwerkschaltern, SONET C-192/STM-64x, 10 Gbit Ethernet und SDI-Video verwendet. Die Standards der digitalen Kommunikation erfordern geringes Rauschen, auch Jitter genannt. Koppelpunkte sollen minimieren, wie viel Phasen-Jitter sie zu einem Signal hinzufügen. Damit ein Koppelpunkt verwendet werden kann, muss der kombinierte Phasen-Jitter weniger sein als die maximalen Jitter-Spezifikationen der Kommunikationsstandards. In einigen großen Koppelpunktdesigns, wo kein spezieller integrierter Schaltkreis vorhanden ist, werden FPGAs mit Hochgeschwindigkeits-Transceivern verwendet, um den Koppelpunkt zu implementieren. Viele FPGA-Designs haben auch einen Prozess mit der Bezeichnung „Reclocking“. Dieser bereitet den digitalen Strom vor der Übertragung auf, was das Kaskadieren mehrerer Koppelpunkte ermöglicht.
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