数字用户线路(DSL)是一种极大增加家里或办公室的普通电话 线的数字容量的技术。不同版本的DSL例如包括ADSL(不对称DSL)、 HDSL(高比特率DSL)以及VDSL(很高比特率DSL)，它们被共同表示 为xDSL。
现在，不是所有的用户都可能想要拥有xDSL，因此在某些用户 线路设备中，用户线总数比xDSL调制解调器数目更高。当一个新用 户定购一个xDSL预订时，那么需要一个手动安装程序，其中一个从 未用过的xDSL调制解调器被连接到用户的线路。这是一个昂贵的操 作。
一种减少人工干预的方式是以开关矩阵或类似物的形式使用一 个交叉连接。例如在US 5,905,781、WO01/45431和US 6,262,991 中就是如此做的，在US 5,905,781中使用了机械或电子继电器，在 WO01/45431中使用了机械或固态继电器，在US 6,262,991中提及 了开关。那么开关/继电器被数字控制以便使用户能够被连接到一个 xDSL调制解调器。

现有的交叉连接解决方案的问题是：继电器总数将相当高并且继 电器昂贵，相当大并且常常消耗许多功率。
本发明的目的是通过使用一种新型继电器解决此问题。本发明的 一个智能部分是实现：在大多数情况下，唯一需要的是把用户终端连 接到一个调制解调器而很少断开。
本发明的继电器的优点是简单、小巧且便宜，这也使得交叉连接 便宜，并且可以按照一种简单的方式远程进行连接。从不同的实施例 中将出现其它的优点。
根据本发明的一种交叉连接，包括至少一个开关矩阵，所述开关 矩阵包括开关行开关列，和继电器，每个继电器包括：至少一个连接 到开关列之一的第一极点和连接到开关行之一的至少一个第二极 点，其特征在于：至少一些继电器是熔丝继电器，所述熔丝继电器包 括所述第一极点和所述第二极点，其中所述熔丝继电器每一个包括一 个有弹性的设备，当熔丝完整时，有弹性的设备通过熔丝被保持在一 个弹性变形位置；和当熔丝被烧断时，有弹性的设备被安排来在第一 极点
根据本发明，用于把多个第一项之一连接到多个第二项之一的方 法，其特征在于：第一项和第二项连接到一个交叉连接，所述交叉连 接包括开关列，开关行，编址列，编址行和熔丝继电器；并且其特征 在于如下步骤：选择一个选定第一项要连接的第二项，在交叉连接 中寻址一个编址列和编址行，通过所述编址行和编址列发射一个十分 高的电流，从而使熔丝继电器之一的熔丝熔断，从而使得开关行和开 关列之间的一个连接被接通或者断开，从而把选定的第一项与选定的 第二项连接。
现在将借助于优选实施例并参考附上的附图来描述本发明。

图1示出了具有xDSL调制解调器的一个通信系统。
图2示出了根据本发明的通信系统的实施例，具有根据本发明 的xDSL调制解调器和一个交叉连接。
图3示出了根据本发明的通信系统的实施例，具有根据本发明 的xDSL调制解调器和两个交叉连接。
图4示出了根据本发明的通信系统的实施例，具有根据本发明 的xDSL调制解调器和两个交叉连接。
图5a和b示出了根据本发明的一个接通触点型熔丝继电器的第 一实施例。
图6a和b示出了根据本发明的一个接通触点型熔丝继电器的第 二实施例。
图7a和b示出了根据本发明的一个接通触点型熔丝继电器的第 三实施例。
图8a和b示出了根据本发明的一个接通触点型熔丝继电器的第 四实施例。
图9a和b示出了根据本发明的一个接通触点型熔丝继电器的第 五实施例。
图10a和b示出了根据本发明的一个断开触点型熔丝继电器的 第一实施例。
图11a和b示出了根据本发明的一个断开触点型熔丝继电器的 第二实施例。
图12a和b示出了根据本发明的一个断开触点型熔丝继电器的 第三实施例。
图13a和b示出了根据本发明的一个断开触点型熔丝继电器的 第四实施例。
图14a和b示出了根据本发明的一个变更型熔丝继电器的第一
实施例。
图15a和b示出了根据本发明的一个变更型熔丝继电器的第二
实施例。
图16a和b示出了根据本发明的一个变更型熔丝继电器的第三
实施例。
图17a和b示出了根据本发明的一个变更型熔丝继电器的第四
实施例。
图18a、b和c示出了具有指示器和测试按钮的熔丝继电器的一 个实施例。
图19a和b示出了根据本发明的一个交叉连接的第一实施例。
图19c示出了根据本发明的一个交叉连接的开关部分的第二实 施例。
图19d示出了根据本发明的一个交叉连接的开关部分的第三实 施例。
图20示出了根据本发明的一个交叉连接的实际实施方案。
图21a示出了用于减少根据本发明的交叉连接中的继电器数目 的方法。
图22示出了根据本发明的一个交叉连接的第三实施例。

图1示出了一个电信系统的简化视图。用户终端101连接到分 离器滤波器102。分离器滤波器102的低通侧被连接到线路卡103， 提供PSTN服务；并且分离器滤波器的高通侧被连接到xDSL调制解 调器104，提供xDSL服务。
由于不是所有的用户都想要xDSL服务，所以每一用户安装一个 调制解调器将是一种浪费。在图2中根据本发明示出了一种具有几个 xDSL滤波器的方式，其能够轻易被连接到用户终端101。一个交叉 连接105被放置在分离器过滤器102和xDSL调制解调器之间并且具 有把任何用户终端101与任一xDSL调制解调器104连接的能力。下 面将更详细地描述交叉连接105。
一个备选解决方案如图3所示。如果希望还节约分离器滤波器， 那么可以使用两个交叉连接106，107，在分离器滤波器105的每一 侧上设置一个交叉连接。另外，提供分离的继电器108。在基本情况 中，对于一个用户，继电器108关闭并因此在用户终端101和他的线 路卡103之间提供连接。如果用户想要有xDSL，那么继电器108打 开，而交叉连接106、107内的其它继电器被关闭。用这种方式，通 过分离器滤波器105提供一个连接从用户终端101到线路卡并因此还 将获得对xDSL调制解调器104的接入。
另外一个备选如图4所示。它类似图3，但是不需要分离的继电 器，因为包括变更继电器的两个交叉连接116、117被提供。它类似 图3，但是不需要分离的继电器，因为包括变更继电器的两个交叉连 接116、117被提供。变更继电器被安排以使在基本情况下它们直接 通过线路110在用户终端101和他的线路卡103之间提供连接。如 果用户要想有xDSL，那么继电器108被改变以使旧的连接断开并且 改为向分离器滤波器105实现一个新的连接。从而，通过分离器滤波 器105提供一个连接从用户终端101到线路卡，类似图3，并因此还 将获得对xDSL调制解调器104的接入。
关于在哪里以及如何连接交叉连接还有其它备选方案，并且准确 的布置不与本发明相关。
交叉连接可能看来象是不同的方式。交叉连接的一个优选实施例 包括一个具有继电器的开关矩阵。图5a和b示出了一种新型熔丝继 电器，它包括第一极点1，第二极点2和第三极点3。熔丝6连接在 第二极点2和第三极点3之间。开关5连接在第一极点1和第二极点 2之间。所述开关5可以通过熔丝6来改变处于或者打开或者关闭的 位置。
简单的开关5是一些有弹性的设备，比如弹簧。在图5a和b中， 有弹性的设备是叶片弹簧或者类似物，其处于弯曲位置和因此弹性变 形的位置，从而具有弹性变形能。如果在图5a中，在第二极点2和 第三极点3之间发送一个十分高的电流，则熔丝6将烧断并因此叶片 弹簧5将被松开。然后结果将是图5b，其中，第一极点1和第二极 点2现在将被连接。
在大多数情况下，更加有利的是完全分开熔丝和开关。四个极点 熔丝继电器的示例在图6a和b、7a和b、8a和b、以及9a和b中被 公开。在其些方式中，在第一极点11、21、31、81和第二极点12、 22、32、82之间有开关15、25、35、85。在第三极点13、23、33、 86和第四极点14、24、34、84之间连接熔丝16、26、36、86。这 使其能够在第三极点13、23、33、83和第四极点14、24、34、84 之间发射一个十分高的电流以便烧断熔丝16、26、36、86而不会影 响连接到第一极点11、21、31、81或者第二极点12、22、32、42 上的一切。另外，一些有弹性的设备，弹簧，连接到第三极点13、 23、33、43并且通过熔丝16、26、36、86保持在弹性变形位置，从 而捆绑能量。当熔丝16、26、36、86被烧断时，弹簧将被松开并将 使第一极点11、21、31、86与第二极点12、22、32、82连接。
在图6a和b中，继电器包括：连接到第一极点11的第一金属 叶片10，连接到第二极点12的第二金属叶片17，连接到第三极点 13的第三金属叶片18，连接到第四极点14的第四金属叶片20，和 在第二金属叶片17和第三金属叶片18之间某处的一个绝缘体19， 防止第二金属叶片17和第三金属叶片18进入电接触。当熔丝16完 整时，那么第三金属叶片18--担当叶片弹簧--处于弯曲，即，如图 6a中的弹性变形了的位置。但是如果熔丝16被烧断，参见图6b，那 么第三金属叶片18将被松开并将改为经由绝缘体19把第二金属叶片 按下与第一金属叶片电接触。因此，第一极点11和第二极点12现在 将处于电接触中。
在图7a和b以及8a和b中，继电器包括一个具有开关触点的 28、38的螺旋弹簧27、37。借助于熔丝26、36，弹簧保持在弹性变 形位置中--或者已被压缩，图7a，或者拉伸，图8a。在熔丝26、36 和弹簧27、37之间有电触点，以使电流可以在第三极点23、33和 第四极点24、34之间流动以便烧断熔丝26、36。可是，借助于一些 绝缘体29、39，熔丝26、36和弹簧27、37都与开关触点28、38 绝缘。
当熔丝烧断时，参见图7b和8b，弹簧27、37将被松开并且开 关触点28、38被压在第一极点21、31和第二极点22、32上，以便 在第一极点21、31和第二极点22、32之间实现电接触。
在图9a和9b中，继电器包括具有开关触点88的扭簧87。借助 于熔丝86，弹簧被保持在弹性变形位置中--即弹簧的上端110被绕 着弹簧轴扭曲而下端83没有。在这里，在熔丝86和弹簧87之间有 电触点，以使电流可以在第三极点83和第四极点84之间流动以便烧 断熔丝86。可是，借助于一些绝缘体89，熔丝86和弹簧87都与开 关触点88绝缘。
当熔丝烧断时，参见图9b，弹簧87将被松开并且开关触点88 将被相对于第一极点81和第二极点82压住，以便在第一极点81和 第二极点82之间实现电接触。
在图10a和b、11a和b、12a和b以及13a和b中，图6a和b、 7a和b、8a和b以及9a和b中的接通触点型继电器分别被修改为断 开触点型继电器，这意味着与早先的图相比，第一极点和第二极点工 作将不同。
在图10a和b中，第一极点42被连接到第一金属叶片43，所述 第一金属叶片43以这样一种方式放置以便当熔丝16完整时在第二金 属叶片17和第一金属叶片43之间以及因此在第二极点12和第一极 点41之间将有一个连接。因此，第二金属叶片17和/或第一金属叶 片43优选地处于弹性变形的位置，即有点弯曲，以便确保优良的接 触。
当熔丝16被烧断时，参见图10b，那么第三金属叶片18将被松 开并且第二金属叶片17将被移动，正如结合图6a和b所描述的。这 意味着在第二极点12和第一极点41之间的连接将断开。
在图11a和b、图12a和b以及图13a和b中，当熔丝26、36、 86完整时，开关触点28、38、88在第二极点51、61、91和第一极 点52、62、92之间形成连接。可是，参见图11b、12b和13b，当熔 丝26、36、96被烧断时，那么弹簧27、37、87将被松开和移动， 正如分别结合图7a和b、8a和b以及9a和b所描述的，并且因此所 述连接将中断。在图11a和b、图12a和b以及图13a和b中，当熔 丝26、36、86将独自保持开关触点在第二极点52、62、92和第一 极点51、61、91之间实现接触。因此，优选地，熔丝26、36、86 将被弹性中止，使得按下开关触点到位。
在图14a和b、15a和b、16a和b以及17a和b中，图6a和b、 7a和b、8a和b以及9a和b中的接通触点型继电器，以及图10a和 b、图11a和b、图12a和b以及图13a和b中的断开触点型继电器 分别被组合到接通之前断开型变更继电器。在图14a和b、15a和b、 16a和b以及17a和b中，图10a和b、图11a和b、图12a和b以 及图13a和b中的第一极点现在将被称为第五极点。
在图14a和b中，第五极点41被连接到第五金属叶片42，所述 第五金属叶片42以这样一种方式放置在第二金属叶片17和第三金属 叶片18之间以便当熔丝16完整时在第二金属叶片17和第五金属叶 片42之间以及因此在第二极点12和第五极点41之间将有一个连 接。当熔丝16被烧断时，参见图14b，那么第三金属叶片18将被松 开并且第二金属叶片17将被移动，正如结合图6a和b所描述的。这 意味着第二极点12和第五极点41之间的连接将被断开并且改为在第 二极点12和第一极点11之间将有一个连接。
在图15a和b、16a和b以及图17a和b中，，第二极点22、32、 82有附加连接点51、61、91，当熔丝26、36、86完整时，开关触 点28，38、88连接到附加连接点51、61、91。另外，当熔丝26、36、 86完整时，开关触点28、38、88还连接到第五极点52、62、92。 因此，当熔丝26、36、86完整时，第二极点22、32、82连接到第 五极点52、62、82。可是，参见图15b、16b和17b，当熔丝26、 36、86被烧断时，将失去所述连接而改为第一极点21、31、81和第 二极点22、32、82将分别连接，正如关于图7a和b、8a和b以及 9a和b所描述的。
这些是有关一个熔丝继电器可能看起来的某些示例。本领域技术 人员将以很多方式来改变熔丝继电器而没有偏离主要的思想。
上述熔丝继电器是只有一次的开关并且一旦熔丝已经被烧断，则 连接不能被重新断开/重新接通，除了用一个新的熔丝替代该熔丝或 者通过用具有一个完整熔丝的熔丝继电器替代该熔丝继电器之外。一 个熔丝继电器可以放进一个小包中，所述小包可放进插座中用于简单 的更换。熔丝继电器还可以装备有：一个指示继电器是否"开启″或″ 关闭″的指示器。另外，熔丝继电器可以装备有一个试验按钮或类似 物以便测试连接而不必烧断熔丝。
在图18a和18b中示出了有关如何实现指示器的一个示例。图 18a对应于图6a，并且图18b对应于图6b，但是是三维绘制的。另 外，指示器71被附加在第四金属叶片20顶部上。通过熔丝16，第 四金属叶片20也被保持弯曲，即处于弹性变形的位置，并从而作为 一个叶片弹簧工作。当熔丝16被烧断时，参见图8b，那么第四金属 叶片20将被松开并且将在窗口73或类似物中看到指示器71。
那是一个有关如何指示的机械解决办法。当然也可找到电的解决 方案，比如通过在第三极点和第四极点之间发射一个弱电流来测试连 接，以及例如通过使一个电路点亮一个发光二极管来查看是否有一个 连接，即查看熔丝是否完整。该电流当然不应该太强到烧断熔丝的程 度。
在图18a中还指示了一个测试按钮74。当测试按钮74被按下 时，参见图18c，将临时在第一极点11和第二极点12之间创建一个 电接触，而不必烧断熔丝16。因此，连接可以被测试。
例如通过制作如示出简化开关矩阵熔丝一部分的图19a和示出 简化开关矩阵继电器一部分的图19b所示的开关矩阵，使用上述熔丝 继电器就可以进行一个交叉连接。
从编址行121和编址列122中建立开关矩阵的熔丝部分并且在 编址行121和编址列122的每个交叉点中连接熔丝123。在图19a中， 熔丝123被示意地绘制为好像直接连接在编址行121和编址列122 之间。在实践中--比较图6到17--熔丝继电器的第三极点将被连接 到编址行121并且第四极点将被连接到编址列122，反之亦然。
通过选择一个编址行121和一个编址列122并通过所述编址行 121和编址列122发射一个十分高的电流，则能够进行某些熔丝继电 器的编址，以便烧断它的熔丝进行连接。如图19a所示的是有关如何 能够执行这一点的一个示例。对于每个编址行121，晶体管124用它 的发射极连接到所述编址行121，用它的集电极连接到电源并且它的 基极连接到行多路分离器127。对于每个编址列122，晶体管126用 它的集电极连接到所述编址列122，用它的发射极连接到接地并且它 的基极连接到列多路分离器127。当然，如果交换对于编址行和编址 列的连接，则它也将同样地工作良好。行多路分离器125和列多路分 离器127具有输入，以便分别接收来自控制单元128或类似物中的行 地址RA和列地址CA。多路分离器还具有使能信号E的输入。
图19b中的矩阵的开关部分以相应的方式包括开关行131和开 关列132，开关133连接在它们之间，即--与图6到17相比--熔丝 继电器的第一极点连接到开关行131而熔丝继电器的第二极点连接 到开关列132，反之亦然。
当图14到17中的变更熔丝继电器被使用，则将有附加的开关 行141，参见图19d。
为了使用交叉连接用于连接xDSL调制解调器，与图2和19相 比，具有接通触点型熔丝继电器的交叉连接105，又与图5到9相比， 现在可以采取如下方式，开关行131连接到用户终端，并且开关列连 接到xDSL调制解调器104。在电信中，每个用户线将包括双线的， 这意味着熔丝继电器应该是双重熔丝继电器，即每一电线同时有一个 开关工作。
在图3中，开关行131将分别被连接到用户终端101和线路卡 103，并且开关列132将被连接到分离器滤波器105。并且在这里， 与图5到9相比，接通触点型熔丝继电器将被使用，但是另外，对于 分开的继电器108也可使用断开触点型熔丝继电器。
与图14到17和图19d相比，在图4中，具有变更熔丝继电器 的交叉连接116、117将被使用，并且第一交叉连接116的附加的开 关列131将被连接到第二交叉连接117中的附加的开关列。
通过寻址编址行121和列122并用使能信号E启动寻址，则可 以远程进行xDSL调制解调器的连接。然后，电流将流动在所述编址 行121和列122中，因此相应的熔丝123将烧断。因此，相应的开 关行131和列132将被连接，从而把用户终端与选定的xDSL调制解 调器连接。如果熔丝继电器装备有一个指示器，那么所述指示器现在 将指示已经接通与xDSL调制解调器的连接。
优选地，在开关控制单元中将有一些类型关于调制解调器寻址方 面的检查，使得防止选择已经选定的调制解调器。
在图20中示出了具有许多熔丝继电器161的交叉连接的实际示 例。交叉连接被安排像一本书，并且被划分成好几″页″162，″页面″ 的后侧163安装在具有″铰链″或其他类似装置的背部164，以使″页 ″162可像书中页面那样移动。这有助于当需要时改变熔丝继电器 161。
为了帮助发现要被改变的熔丝继电器，可以使用发光二极管 165、166。如果预先选择要改变某一个熔丝继电器，那么具有所述 熔丝继电器的行可以用行发光二极管165指示并且具有所述熔丝继 电器的列可以用列发光二极管166指示。如果交叉连接不是书的形 式，这种指示方法当然也可以被使用。
一个完整的″所有点对所有点″(all to all)开关矩阵将需要 Nc-Nm个继电器，在此，Nc是用户线数目而Nm是调制解调器数目。 可是，如果允许小概率的″没有未使用的调制解调器可用″，则可减少 继电器数目。在一个非常大的开关矩阵中，如果例如10％的用户想要 连接到xDSL并且如果调制解调器对应于所有用户的20％，那么如果 每个用户可以连接到大约5到10调制解调器则这就足够了。这对应 于每一用户5-10个继电器。在这种情况下，在99％的情况下，可自 动连接一个新的用户。在其余情况下，需要手动连接。
如果当选择调制解调器时使用一个精明的算法，那么统计信息可 以进一步提高。当选择一个调制解调器时，应该这样选择调制解调 器：其中，能够连接到所述调制解调器的其余用户或者早已连接到另 一调制解调器，或者有更大可能性连接到其它调制解调器。
在图21a和b中示出了五个用户S1、S2、S3、S4、S5和三个调 制解调器M1、M2、M3的一个示例。对于一个完全的连接，参见图21a， 每个用户将有与所有三个调制解调器的连接可能性，使其成为5* 3＝15种连接可能性。可是，在图21b中，作为一个示例，选择每个用 户按照一种方式只有两个连接可能性：第一用户S1可以选择第一调 制解调器M1或第二调制解调器M2，第二用户S2可以选择第一调制 解调器M1或第三调制解调器M3，第三用户S3可以选择第二调制解 调器M2或第三调制解调器M3，第四用户S4可以选择第一调制解调 器M1或第三调制解调器M3，第五用户MS5可以选择第二调制解调器 M2或第三调制解调器M3。
让我们假定第一用户S1想要连接到一个调制解调器。在三个其 它用户S2、S4、S5有可能连接的第一调制解调器M1和三个其它用 户S3、S4、S6有可能连接的第二调制解调器M2之间有选择，只计 算尚未连接到调制解调器的用户。查看有可能连接到第一调制解调器 M1的用户S2、S4、S5；它们每一个都有可能连接到两个调制解调器。 同一情形在第二调制解调器M2发生。另外，对第一调制解调器M1 与对第二调制解调器M2一样，同等的有许多连接可能。因此，调制 解调器M1、M2任一个都可能被选择。让我们选择把第一用户S1连接 到第一调制解调器M1。
现在第一调制解调器M1被占有，意思是说一些用户S2、S4、S5 对于调制解调器只有一个选择，例如如果第二用户S2想要连接到一 个调制解调器，它只可能选择第三调制解调器M3。可是，让我们假 定是第三用户S3想要连接到一个调制解调器。第三用户在两个其它 用户S4、S6(未计算第一用户S1，它已经连接到一个调制解调器了) 可能连接的第二调制解调器M2和三个其它用户S2、S5、S6可能连 接的第三调制解调器M3之间选择。查看有可能连接到第二调制解调 器M2的用户S4、S6；第四用户S4只能选择第二调制解调器M2，而 第六用户S6还可以选择第三调制解调器M3。查看有可能连接到第三 调制解调器M3的用户S2、S5、S6；第二用户S2和第五用户S5只能 选择第二调制解调器M2，而第六用户S6还可以选择第二调制解调器 M3。
这意味着如果第三用户S3连接到第二调制解调器M2，那么如果 第四用户S4还想要连接到一个调制解调器，则这不能实现而是必须 手动来解决。另一方面，如果第三用户S3连接到第三调制解调器M3， 那么如果第二用户S2或者第五用户S5还想要连接到一个调制解调 器，则这不能实现，而是必须手动来解决。由于如果为第三用户S3 选择第三调制解调器M3则将出现问题的概率更高，因此最好为第三 用户S3选择第二调制解调器M2。
用这种方式，可以减少继电器数目从而省钱。当然，这种算法可 被用于必须从一些项中选择许多的所有环境中。
在图19d中示出了如何能够在交叉连接中实现之。
还可以通过使用多步交叉连接来完成交叉连接，其中一个示例如 图22所示。首先，有一系列六十八个小型第一开关矩阵151，每一 个具有三个输入和三个输出，总数为204个输入和输出。第一开关矩 阵151的三个输出每一个都连接到三个第二开关矩阵152之一，它们 每一个因此具有六十八个输入。第二开关矩阵152然后通过每个只具 有十个输出来精选连接。每个第二开关矩阵的十个输出然后每一个连 接到十个第三交换矩阵153之一，因此它们每一个具有三个输入。第 三开关矩阵153然后通过每个只具有两个输出来精选连接。因此，图 21中的全部多步交叉连接具有204个输入和20个输出。这当然可以 在很多方式中变化而没有偏离该思想。
它可以如图所示：借此结构能够节省更多的继电器。可是，为了 做出最有效率的多步交叉连接，标准继电器还将特别包括在第二开关 矩阵152中，以便启动做出连接的某些重新配置。
在上面的说明中，交叉连接因此被用来为电信用户选择xDSL调 制解调器。可是，本领域技术人员将容易看出：交叉连接也能被使用 一个选择原则上是非可逆的其它环境中。这特别应用在当几个输出可 以被许多输入选择时。