commutateur crossbar

Un commutateur crossbar est un dispositif électromécanique ou électronique qui connecte l'une des multiples lignes d'entrée à l'une des multiples lignes de sortie en activant un commutateur au point d'intersection d'une ligne et d'une colonne sélectionnées. Les premiers commutateurs crossbar, déployés par les centraux téléphoniques à partir des années 1920, utilisaient des relais électromagnétiques disposés en grille : un appel entrant sur la ligne A pouvait être acheminé vers n'importe quelle ligne de jonction sortante en activant le relais positionné à leur intersection. Cela a éliminé le besoin pour les opératrices manuelles de connecter physiquement les communications.

Le crossbar électromécanique classique utilisait des sélecteurs pas à pas ou des sélecteurs rotatifs pour balayer la grille. Un abonné composant un numéro envoyait des impulsions qui entraînaient un arbre à travers des positions de commutateur successives jusqu'à ce qu'il atteigne la borne de sortie souhaitée. Le relais à cette intersection se fermait, complétant le circuit. Les centraux plus importants empilaient plusieurs unités crossbar verticalement pour gérer des centaines de connexions simultanées. Un crossbar de central téléphonique typique pouvait avoir 1000 lignes d'entrée et 1000 lignes de sortie, bien que beaucoup étaient plus petits.

Variantes et modes de défaillance

Les commutateurs crossbar électroniques ont remplacé les commutateurs électromécaniques à partir des années 1960, utilisant des semi-conducteurs ou des circuits intégrés au lieu de relais. Un crossbar à semi-conducteurs construit à partir de réseaux de transistors ou de diodes pouvait commuter plus rapidement et ne nécessitait aucune pièce mécanique mobile. Cependant, les versions électromécaniques sont restées courantes dans les réseaux téléphoniques jusque dans les années 1980 car elles étaient robustes et nécessitaient une puissance électrique minimale pour maintenir une connexion une fois établie. Le principal mode de défaillance était l'usure mécanique : le mécanisme de pas se bloquait, ou les contacts de relais se corrodaient, interrompant le chemin de connexion ou créant du bruit sur la ligne.

La conception du commutateur crossbar a survécu bien au-delà de la commutation téléphonique. Les multiplexeurs numériques modernes et les commutateurs de paquets dans les réseaux de données utilisent la même grille conceptuelle : des entrées à une extrémité, des sorties à l'autre, avec la capacité d'acheminer n'importe quelle entrée vers n'importe quelle sortie via une matrice centrale. La différence est que la sélection est maintenant effectuée par des portes logiques contrôlées par logiciel plutôt que par un pas mécanique.

Le terme « crossbar » lui-même fait référence aux barres physiques qui formaient la grille dans les premières conceptions, avec un ensemble de barres allant dans une direction et un autre ensemble les croisant perpendiculairement. Les premiers inventeurs, dont Almon Strowger dans les années 1890, ont breveté des conceptions qui reposaient sur ce principe de conducteur croisé. Bien que la technologie sous-jacente soit obsolète, le commutateur crossbar reste l'ancêtre conceptuel de chaque matrice de routage dans les communications et l'informatique modernes.