Entwicklungstrends von Signalrelais
Vom Flachrelais zum MEMS-Relais

Vor etwa 170 Jahren wurde das Relais von Joseph Henry erfunden. Seit dieser Zeit wurden verschiedene Relaisarten für unterschiedliche Anwendungen entwickelt. Das Relais hat in vielen Applikationen besonders im Telekommunikationsbereich zum Fortschritt beigetragen.

Selbst in den letzten Jahren sind viele technische Anforderungen in der Telekommunikation mit dem Einsatz von Relais umgesetzt worden. Das Relais weist charakteristische Merkmale auf, die bisher von elektronischen Bauelementen nicht ersetzt werden können.
Telekommunikationsrelais wurden mit den verschiedenen Generationen der Vermittlungstechnik (VSt) weiter entwickelt. Zur Zeit der Drehwählertechnik kamen damaligen Flachrelais und Kammrelais eher Aufgaben in Randanwendungen der VSt zu. Die eigentliche erste Generation Telekommunikationsrelais gelangte um 1960 zum Einsatz, als in der öff entlichen VSt Halbleiter die Vermittlung der Teilnehmer übernahmen. Damals wurden die Anwendungen von Relais durch die Signalisierung von Gleich- und Wechselspannung auf der Teilnehmerleitung bestimmt. Es entwickelte sich die Notwendigkeit, Relais weiter zu miniaturisieren, da auf den Teilnehmeranschlusskarten (Subscriber Line Cards) Platzmangel herrschte. So entstand um 1980 die zweite Generation Telekommunikationsrelais. Auch in den folgenden Jahren drängten die Hersteller von VSten, als größte Kunden der Relaishersteller, auf Miniaturisierung und Reduzierung der Leistungsaufnahme.

1990 entstand das Signalrelais der dritten Generation. Mit der Liberalisierung des Telekommunikations-Netzbetreibermarktes haben sich im Verlauf der 90er Jahre durch Weiterentwicklung der Telekommunikationstechnik einige Anwendungen elektromechanischer Relais durch den Wandel von Kupferkabel auf optische Übertragungsstrecken reduziert. Dadurch sind eine Reihe von bis dahin typischen Relaisanwendungen entfallen. Durch den Einsatz von optischen Systemen sind auch die Anforderungen an Hochspannungsfestigkeit, die aus dem Verlegen von Kupferleitungen (Überspannungsschutz) entstanden waren, leichter in den Griff zu bekommen.bekommen. Der Einsatz von Signalrelais ist aber damit nicht aus der Telekommunikationstechnik verschwunden, ganz im Gegenteil liegen heute große Potenziale in der Prüfung von Anschlussleitungen mit hoher Datendichte wie ADSL / VDSL. Hier besteht erneut eine erhöhte Anforderung nach hoher Packungsdichte und geringer Leistungsaufnahme.

Für solche Anwendungen wurde die vierte Generation Signalrelais entwickelt. Über die letzte Meile werden die verschiedenen Telekom Netzbetreiber und Fernseh Netzbetreiber an die Teilnehmer angeschlossen. Bei den geringen Anschlussgebühren können es sich die Netzbetreiber nicht mehr erlauben, einen Techniker zu den abgelegenen Kabelverzweigern zu schicken, um die Leitungen umzuschalten. Hier findet zur Zeit eine Umrüstung auf automatische Umschaltung, Abschaltung und Leitungsprüfung bis zu den Übergabe-Punkten statt. Das Relaispotenzial könnte so gigantisch werden, dass alle Signalrelaishersteller der vierten Generation mit der gegenwärtigen Produktionskapazität nicht in der Lage wären, den Bedarf zu decken. Es ist zu erwarten, dass diese neue Anwendung dazu beiträgt mit der Produktion von MEMS-Relais, der neuen Generation von ultrakompakten Relais ohne Spulen und nahezu leistungslosem Schalten, zu beginnen.

Steigender Bedarf, Wettbewerbsfähigkeit zu alternativen Bauelementen und Reduzierung von Leistungs- und Abmessungsparametern haben zu einer steten Änderung der Bauformen von Signalrelais geführt.

Nachstehend finden Sie in Bild 1 und 2 eine kurze Zusammenfassung der wichtigsten Entwicklungsschritte.







Wolfgang Killian


Relais aktuell Nov. 07:
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©2010 Forum Innovation der
Deutschen Schaltrelais-Hersteller im ZVEI
Update 01/11/2010