二、交換單元與交換網(wǎng)絡(luò)1引言—三種時(shí)分復(fù)用信號(hào)交換單元交換單元的基本概念開(kāi)關(guān)陣列與空間接線器共享存儲(chǔ)器型交換單元——時(shí)間接線器總線型交換單元——數(shù)字交換單元（DSE）交換網(wǎng)絡(luò)CLOS網(wǎng)絡(luò)TST網(wǎng)絡(luò)DSN網(wǎng)絡(luò)BANYAN網(wǎng)絡(luò)主要內(nèi)容§2.1引言交換網(wǎng)絡(luò)中的信號(hào)形式是數(shù)字時(shí)分復(fù)用信號(hào)。電路交換采用：

同步時(shí)分復(fù)用信號(hào)分組交換采用：

統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用信號(hào)ATM交換采用：

異步時(shí)分復(fù)用信號(hào)（1）同步時(shí)分復(fù)用信號(hào)電路交換采用PCM30/32路系統(tǒng)中的信號(hào)同步時(shí)分復(fù)用原理：將時(shí)間劃分為等長(zhǎng)的時(shí)間單位（幀），一幀劃分為若干時(shí)隙，時(shí)隙按順序編號(hào)。子信道：所有幀中編號(hào)相同的時(shí)隙構(gòu)成一個(gè)子信道，一個(gè)子信道傳輸一個(gè)話路信號(hào)。子信道的速率恒定：64Kbps，即對(duì)每路用戶固定分配帶寬。210312103121031F0F1F2B用戶語(yǔ)音A用戶語(yǔ)音位置化信道：由子信道在時(shí)間軸上的位置識(shí)別每路用戶。同步時(shí)分復(fù)用信號(hào)的交換：時(shí)隙的交換（信號(hào)在時(shí)間軸上的移動(dòng)）交換由硬件完成。分組交換采用分組長(zhǎng)度不固定：通常128字節(jié)，也可選32，64，256或1024字節(jié)。統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用原理：將時(shí)間劃分為不等長(zhǎng)的時(shí)間片，用來(lái)傳送不同長(zhǎng)度的分組，對(duì)每路用戶按需分配時(shí)間片。每個(gè)分組攜帶標(biāo)志碼子信道：具有相同標(biāo)志碼的分組構(gòu)成一個(gè)子信道子信道速率不恒定：動(dòng)態(tài)分配帶寬。（2）統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用信號(hào)（2）統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用信號(hào)標(biāo)志化信道：由分組頭中的標(biāo)志碼識(shí)別每路用戶。統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用信號(hào)的交換：按照分組頭中的路由信息分配到所需線路上。交換一般由軟件完成。11112332ATM交換采用信元長(zhǎng)度固定：53字節(jié)。異步時(shí)分復(fù)用與統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用區(qū)別：將時(shí)間劃分為等長(zhǎng)的時(shí)間片，用來(lái)傳送固定長(zhǎng)度的信元。交換：適于采用硬件完成。（3）異步時(shí)分復(fù)用信號(hào)2.2.1交換單元及其數(shù)學(xué)描述1、交換單元

交換的基本功能是在任意的入線和出線之間建立連接。在交換系統(tǒng)中完成這一基本功能的部件就是交換網(wǎng)絡(luò)，它是交換系統(tǒng)的核心。交換網(wǎng)絡(luò)是由若干個(gè)交換單元構(gòu)成的。

交換單元是構(gòu)成交換網(wǎng)絡(luò)的最基本的部件?！?.2交換單元入線出線控制端狀態(tài)端…………MXN的交換單元0011M-1N-1同步時(shí)分復(fù)用信號(hào)只攜帶用戶信號(hào)，當(dāng)信號(hào)到達(dá)時(shí)，交換單元可根據(jù)外部送入的命令，知道該信號(hào)應(yīng)交換到哪個(gè)出線在交換單元內(nèi)部建立通道，將相應(yīng)的入線與出線連接起來(lái)。由于不同的時(shí)隙對(duì)應(yīng)不同話路，交換單元對(duì)同一入線應(yīng)在不同的時(shí)隙時(shí)刻建立不同的連接。

TS3TS2

11

TSTS2

22

入線

出線

TSTS3

MN控制端

狀態(tài)端

同步時(shí)分復(fù)用信號(hào)的交換統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用信號(hào)的交換統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用信號(hào)不僅攜帶用戶信號(hào)，還攜帶地址信號(hào)。當(dāng)信號(hào)到達(dá)時(shí)，交換單元根據(jù)信號(hào)所攜帶的出線地址，建立相應(yīng)的連接。對(duì)同一根入線，交換單元應(yīng)根據(jù)信號(hào)地址標(biāo)記的不同建立不同的連接。

3

0

0

3

2

0

1

2

0

2

2

101320123交換單元按使用需要的不同可分為：入線0M-1出線0N-1入線0M-1出線0N-1出線0N-1入線0M-1集中型（M>N）擴(kuò)散型（M<N）分配型（M=N）交換單元的分類（1）交換單元按信息流向分為：有向交換單元：當(dāng)信息經(jīng)過(guò)交換單元時(shí)只能從入線進(jìn)入，由出線輸出，具有唯一確定的方向。無(wú)向交換單元：交換單元的每條線即可輸入也可輸出，其入線數(shù)必等于出現(xiàn)數(shù)。出線0N-1入線0M-1MXN有向交換單元入線/出線0N-1N無(wú)向交換單元…..…..交換單元的分類（2）

連接特性是交換單元的基本特性，它反映了交換單元入線到出線的連接能力，通常我們用連接集合和連接函數(shù)來(lái)描述交換單元的連接特性

連接函數(shù)一個(gè)連接函數(shù)對(duì)應(yīng)一種連接，連接函數(shù)表示相互連接的入線編號(hào)和出線編號(hào)之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，即存在連接函數(shù)f，入線x與出線f(x)相連接，0≤x≤M-1，0≤f(x)≤N-1。

連接函數(shù)實(shí)際上也反映了入線編號(hào)構(gòu)成的數(shù)組和出線編號(hào)構(gòu)成的數(shù)組之間的置換關(guān)系或排列關(guān)系，故連接函數(shù)也被稱作置換函數(shù)或排列函數(shù)。2、連接與連接函數(shù)連接函數(shù)的表示形式()1、函數(shù)表示形式2、排列表示形式把入線與出線的對(duì)應(yīng)關(guān)系一一排列出來(lái)t0，t1，…，tn-1r0，r1，…，rn-1上例的排列表示為連接函數(shù)的表示形式3、圖形表示形式將以十進(jìn)制數(shù)表示的入線編號(hào)與出線編號(hào)均按順序排列，左邊為入線編號(hào)，右邊為出線編號(hào)，再用直線連接相應(yīng)的入線與出線，即為連接函數(shù)的圖形表示形式。上例的圖形表示為連接函數(shù)的表示形式0123456701234567（1）直線連接函數(shù)表示：I(xn-1xn-2…x1x0)=xn-1xn-2…

x1x0

排列表示（N=4）：0，1，2，30，1，2，3

圖形表示（N=4）：

00123123

交換單元常用的連接函數(shù)（1）（2）交叉連接函數(shù)表示：E(xn-1xn-2…x1x0)=xn-1xn-2…

x1x0

排列表示（N=4）：0，1，2，31，0，3，2

圖形表示（N=4）：

00123123交換單元常用的連接函數(shù)（2）（3）間隔交叉連接

Ck(xn-1xn-2…xk

…

x1x0)=xn-1xn-2…xk

…

x1x00012312300123123N=4k=1N=4k=0交換單元常用的連接函數(shù)（3）（4）均勻洗牌連接

σ(xn-1xn-2…xk

…

x1x0)=xn-2…xk

…

x1x0xn-10123N=8456701234567交換單元常用的連接函數(shù)（4）（5）蝶式連接

β(xn-1xn-2…xk

…

x1x0)=x0xn-2…xk

…

x1xn-10123N=8456701234567交換單元常用的連接函數(shù)（5）

容量：交換單元所有入線可以同時(shí)送入的總的信息量

接口：交換單元需要規(guī)定自己的信號(hào)接口標(biāo)準(zhǔn)，即信號(hào)形式、速率及信息流方向

功能：點(diǎn)到點(diǎn)、同發(fā)、廣播

質(zhì)量：完成交換動(dòng)作的速度、任何情況下是否能完成指定連接、信息經(jīng)過(guò)交換單元是否有損傷（時(shí)間、語(yǔ)義）交換單元的性能交換單元2.2.2空分交換單元時(shí)分交換單元空分交換單元空分交換單元：由空間上分離的多個(gè)小的交換部件或開(kāi)關(guān)部件按照一定的規(guī)律連接構(gòu)成?？辗纸粨Q單元空間接線器（S接線器）開(kāi)關(guān)陣列—多條通路—唯一通路在交換單元內(nèi)部，要建立任意入線和任意出線之間的連接，就在每條入線和每條出線之間都各自接上一個(gè)開(kāi)關(guān)，所有開(kāi)關(guān)就構(gòu)成了交換單元內(nèi)部的開(kāi)關(guān)陣列。1、開(kāi)關(guān)陣列TS7TS7入線出線…………0011M-1N-101N-101M-1入線出線MXN有向矩形開(kāi)關(guān)陣列MXN有向交換單元出線0N-1入線0M-1…..…..開(kāi)關(guān)陣列的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)（交叉點(diǎn)）交叉點(diǎn)數(shù)=

MXN01N-101M-1入線出線MXN無(wú)向矩形開(kāi)關(guān)陣列MXN無(wú)向交換單元出線0N-1入線0M-1…..…..開(kāi)關(guān)陣列的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息具有均勻的單位延時(shí)。適合于構(gòu)成較小交換單元（開(kāi)關(guān)數(shù)反映了實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度和成本的高低）。容易實(shí)現(xiàn)同發(fā)和廣播功能交換單元的性能依賴于所使用的開(kāi)關(guān)?？刂坪?jiǎn)單開(kāi)關(guān)陣列的特性繼電器：其構(gòu)成的交換單元是無(wú)向的，可交換模擬和數(shù)字信息，干擾和噪聲大、動(dòng)作慢（ms級(jí)）、體積大（cm級(jí)）。模擬電子開(kāi)關(guān)：一般利用半導(dǎo)體材料制成。如：MC142100、MC145100（4x4開(kāi)關(guān)陣列）

只能單向傳送，且衰耗和時(shí)延較大。數(shù)字電子開(kāi)關(guān)：由簡(jiǎn)單的由邏輯門(mén)構(gòu)成，用于數(shù)字信號(hào)的交換，開(kāi)關(guān)動(dòng)作極快且無(wú)信號(hào)損失。實(shí)際的開(kāi)關(guān)陣列01M-1入線出線入線0M-1出線入線0N-1出線01N-1入線出線多路選擇器由多路選擇器構(gòu)成開(kāi)關(guān)陣列空間接線器（SpaceSwitch），簡(jiǎn)稱S接線器，用來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)輸入復(fù)用線與多個(gè)輸出復(fù)用線之間的空間交換，而不改變其時(shí)隙位置。復(fù)用線:傳送同步時(shí)分復(fù)用信號(hào)的線路。2.空間接線器(1)結(jié)構(gòu)

電子交叉矩陣：開(kāi)關(guān)陣列一般入線數(shù)=出線數(shù)，即為N×N開(kāi)關(guān)陣列，此時(shí)S接線器就叫做N×N的S接線器組成電子交叉矩陣控制存儲(chǔ)器CM012012TS7TS7入線編號(hào)出線編號(hào)TS7：1入→2出0120127入線編號(hào)時(shí)隙號(hào)出線編號(hào)72（2）工作原理

輸入控制：輸出控制：按控制方式分為控制存儲(chǔ)器（CM-ControlMemory）：CM數(shù)量=入（出）線數(shù)

CM的存儲(chǔ)單元個(gè)數(shù)=入（出）線上復(fù)用時(shí)隙數(shù)

CM的存儲(chǔ)單元內(nèi)容=出（入）線編號(hào)CM的存儲(chǔ)單元長(zhǎng)度=出（入）線編號(hào)的二進(jìn)制位數(shù)例：32×32的S接線器，每條復(fù)用線上512個(gè)時(shí)隙。以上各量應(yīng)為多少？CM號(hào)--入線編號(hào)CM號(hào)--出線編號(hào)012012TS7TS7入線編號(hào)出線編號(hào)TS7：1入→2出輸入控制方式0120127入線編號(hào)時(shí)隙號(hào)出線編號(hào)72012012TS7TS7入線編號(hào)出線編號(hào)TS7：1入→2出輸出控制方式2100127出線編號(hào)時(shí)隙號(hào)入線編號(hào)71作業(yè)

a：0→1TS0b：1→2c：2→0d：0→2TS1e：1→0f：2→1空間接線器如例題所示，分別對(duì)于兩種工作方式，在控制存儲(chǔ)器的相應(yīng)單元填入適當(dāng)內(nèi)容，滿足以下交換要求：2.2.3、時(shí)分交換單元唯一通路時(shí)分交換單元存儲(chǔ)器總線共享存儲(chǔ)器型交換單元總線型交換單元交換單元時(shí)分交換單元空分交換單元—多條通路—唯一通路01N-1輸入信號(hào)輸出信號(hào)1、共享存儲(chǔ)器型交換單元如果存儲(chǔ)器寫(xiě)入和讀出的順序相同，能不能實(shí)現(xiàn)不同時(shí)隙間的交換？存儲(chǔ)器寫(xiě)入和讀出的順序必然不同！(1)一般結(jié)構(gòu)入線緩沖：出線緩沖：工作方式CM號(hào)—輸入信號(hào)CM號(hào)—輸出信號(hào)（2）工作方式

功能：完成同一復(fù)用線上不同時(shí)隙間的交換。

時(shí)隙交換：指入線上各個(gè)時(shí)隙的內(nèi)容要按照交換連接的需要，分別在出線上的不同時(shí)隙位置輸出。

2、時(shí)間接線器（T）（1）結(jié)構(gòu)：－－存儲(chǔ)語(yǔ)音信息－－控制SM的讀或?qū)懺捯舸鎯?chǔ)器SM控制存儲(chǔ)器CM不能完成空間交換！!WTS0TSnTS0TSn0n-1n-10SMCMR/T接線器組成結(jié)構(gòu)圖單元地址時(shí)隙號(hào)

大?。▎卧獋€(gè)數(shù)）=輸入復(fù)用線上每幀的時(shí)隙數(shù)n。話音存儲(chǔ)器SM字長(zhǎng)（單元大?。?8比特例：T接線器輸入復(fù)用線上一幀復(fù)用512個(gè)時(shí)隙，問(wèn)SM的容量是多少？SM大?。▎卧獋€(gè)數(shù)）=512字長(zhǎng)（單元大?。?8比特

SM容量

=512×8bi內(nèi)容：PCM編碼的語(yǔ)音信息大小（單元個(gè)數(shù)）=時(shí)隙數(shù)n

=SM大小控制存儲(chǔ)器CM單元地址時(shí)隙號(hào)字長(zhǎng)（單元大?。?log2n例：T接線器輸入復(fù)用線上一幀復(fù)用512個(gè)時(shí)隙，問(wèn)CM的容量是多少？CM大小（單元個(gè)數(shù)）=SM大小=512字長(zhǎng)（單元大?。?9比特(29=512)CM容量=512×9bit內(nèi)容：SM在該時(shí)隙內(nèi)寫(xiě)入/讀出的地址（2）工作原理原理：先存儲(chǔ)，后轉(zhuǎn)發(fā)。工作方式：輸出控制：（順序?qū)懭?，控制讀出）輸入控制：（控制寫(xiě)入，順序讀出）（掌握兩種工作方式下的工作過(guò)程，會(huì)區(qū)分工作方式）●

——重要知識(shí)點(diǎn)ASMCM輸出控制控制讀出順序?qū)懭隩S6

TS176TS6TS1717617CM的地址與輸出TS對(duì)應(yīng)66！ASMCM輸入控制順序讀出控制寫(xiě)入TS6

TS1717TS6TS176176CM的地址與輸入TS對(duì)應(yīng)1717！請(qǐng)問(wèn)：CM的工作方式是什么？控制寫(xiě)入，順序讀出輸入控制和輸出控制都是針對(duì)SM而言（3）容量和時(shí)延T接線器的容量=SM容量=n×n（n-時(shí)隙數(shù)）時(shí)延串/并轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)時(shí)延AM、CM都是前半周期寫(xiě)，后半周期讀注意：容量有限習(xí)題P58-2.6，2.73、總線型交換單元總線指的是把計(jì)算機(jī)中的各個(gè)部件連接在一起的一種技術(shù)設(shè)備。計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)中使用總線來(lái)完成電信交換的功能。3、總線型交換單元（1）一般結(jié)構(gòu)入線控制部件的功能：接收入線信號(hào)，進(jìn)行相應(yīng)的格式變換，暫存，在所分配時(shí)隙內(nèi)把收到的信息送至總線。

出線控制部件的功能：檢測(cè)總線上的信號(hào)，將屬于自己的信息讀入緩存中，進(jìn)行格式反變換，由出線送出。（2）功能及特點(diǎn)總線：主要包括數(shù)據(jù)總線和控制總線。數(shù)據(jù)總線用于數(shù)據(jù)傳輸；控制總線用于控制各入線控制部件獲得時(shí)隙和發(fā)送信息，以及出線控制部件讀取屬于自己的信息。根據(jù)需要，總線還可能包括地址線、時(shí)鐘線等等?？偩€的寬度：信號(hào)線的總數(shù)。其中數(shù)據(jù)線的多少對(duì)于交換單元的容量有決定性的意義，因此把總線包括的數(shù)據(jù)線數(shù)量稱為總線的寬度。總線按時(shí)隙輪流分配給各個(gè)入線控制部件和出線控制部件使用，其時(shí)隙的分配有一定的規(guī)則。（2）功能及特點(diǎn)總線上的信號(hào)是一個(gè)同步時(shí)分多路復(fù)用信號(hào)。若有N條入線，每條入線的信號(hào)速率是V

b/s，則總線上的信號(hào)速率就是N×V

b/s總線型交換單元容量受總線能夠傳送的信息速率及入線、出線控制電路的工作速率的限制。4、數(shù)字交換單元（DSE）DSE：是一種總線型交換單元，又稱空時(shí)結(jié)合交換單元，既可實(shí)現(xiàn)時(shí)隙之間交換，又可實(shí)現(xiàn)復(fù)用線之間的交換。只適用于同步時(shí)分復(fù)用信號(hào)的交換。4、數(shù)字交換單元（DSE）（1）結(jié)構(gòu)RXTX交換端口0RXTX交換端口7RXTX交換端口8RXTX交換端口15時(shí)鐘雙交換端口0雙交換端口8

39條并行時(shí)分復(fù)用總線（TDM）

數(shù)據(jù)總線(D)：16條，傳輸PCM鏈路上每路16bit信息。端口地址總線(P)：4條，傳輸端口地址（16個(gè)端口）信道地址總線(C)：5條，傳輸信道地址（32個(gè)信道）控制總線、時(shí)鐘線、證實(shí)線、返回信道總線。發(fā)送側(cè)TX接收側(cè)RX雙向端口PCM出PCM入雙向PCM鏈路，一幀32個(gè)時(shí)隙16個(gè)雙向端口：信道CH16bit串行碼率：4096Kb/s!端口的接收側(cè)（RX）輸入同步信道RAM端口RAMPCM入端口RAM單元長(zhǎng)度：4bit單元內(nèi)容：該信道要接續(xù)的端口號(hào)32個(gè)單元對(duì)應(yīng)32個(gè)信道信道RAM單元長(zhǎng)度：5bit單元內(nèi)容：該信道要接續(xù)的信道號(hào)32個(gè)單元對(duì)應(yīng)32個(gè)信道輸入同步電路：完成位同步和幀同步。端口的發(fā)送側(cè)（TX）發(fā)送控制數(shù)據(jù)RAM端口比較器PCM出數(shù)據(jù)RAM（話音存儲(chǔ)器）單元長(zhǎng)度：16bit單元內(nèi)容：該信道要輸出的信息32個(gè)單元對(duì)應(yīng)32個(gè)信道工作方式：控制寫(xiě)入、順序讀出端口比較器：將總線上端口號(hào)與本端口號(hào)相比較。發(fā)送控制器：協(xié)調(diào)發(fā)送側(cè)的內(nèi)部操作，如數(shù)據(jù)RAM的讀/寫(xiě)。DSE任意端口接收側(cè)的任意信道中的信息都能通過(guò)總線交換到任意端口發(fā)送側(cè)的任意信道上。DSE：512×512無(wú)向交換單元信道字（16bit）換碼：10

處理機(jī)信息選擇：01

端口號(hào)碼、信道號(hào)碼置閑：00

信道置閑數(shù)據(jù)：11

語(yǔ)音(8bit)，數(shù)據(jù)（14bit）（2）工作原理信道字最高兩位DSE中，任一端口RX的任一CH都可以通過(guò)TDM總線連接到任一端口TX的任一CH。這就形成了DSE內(nèi)部的一個(gè)通路。這一通路是根據(jù)外部送來(lái)的選擇信道字而建立的。DSE具有建立、保持、拆除其內(nèi)部通路的功能，并通過(guò)已經(jīng)建立的通路進(jìn)行信息交換。DPC端口RAM信道RAM003131RX3數(shù)據(jù)RAM031TX9TS20TS10101020920RX3CH10

→

TX9CH2020S9920S交換網(wǎng)絡(luò):是由若干個(gè)交換單元按照一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方式構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。交換網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)基本要素是：交換單元、不同交換單元間的拓?fù)溥B接和控制方式。2.3、交換網(wǎng)絡(luò)交換網(wǎng)絡(luò)的一般結(jié)構(gòu)……控制單元出線入線……交換單元交換單元交換單元交換單元交換網(wǎng)絡(luò)01...M-101...N-1M×N交換網(wǎng)絡(luò)1.單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)和多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)：由一個(gè)或若干個(gè)位于同一級(jí)的交換單元構(gòu)成的交換網(wǎng)絡(luò)。需交換的信息在單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)中一次通過(guò)，即一次入線到出線的連接，只經(jīng)過(guò)一個(gè)交換單元。交換網(wǎng)絡(luò)按拓?fù)溥B接方式可分為：?jiǎn)渭?jí)交換網(wǎng)絡(luò)是不是單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)？出線入線交換單元……交換單元交換單元交換單元…………………入線出線多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)如果一個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)中的交換單元可以分為K級(jí)，順序命名為第1,2,…,K級(jí)，并且滿足：所有入線都只與第1級(jí)交換單元連接；所有第1級(jí)交換單元都只與入線和第2級(jí)交換單元連接；所有第2級(jí)交換單元都只與第1級(jí)和第3級(jí)交換單元連接；依此類推，所有第K級(jí)交換單元都只與第K-1級(jí)和出線連接；則稱這樣的交換網(wǎng)絡(luò)為多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)，或K級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)。02310231第1級(jí)第3級(jí)第2級(jí)3級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)每個(gè)交換單元：2×2連接關(guān)系由圖形表示多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可用三個(gè)參量來(lái)說(shuō)明：每個(gè)交換單元的容量交換單元的級(jí)數(shù)交換單元間的連接通路（鏈路）多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)：由交換單元自身的連接函數(shù)和級(jí)間鏈路的連接函數(shù)共同描述多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)02310231OO112.多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部阻塞問(wèn)題引入：0→2連接已經(jīng)建立，要建立1→3連接1級(jí)2級(jí)單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)（交換單元）4×4

2級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)存在！不存在！內(nèi)部阻塞：入、出線空閑，但因交換網(wǎng)絡(luò)級(jí)間鏈路被占用而無(wú)法接通的現(xiàn)象。02310231OO11多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)的交叉點(diǎn)數(shù)量

2級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)（交換單元）交叉點(diǎn)數(shù)量

2×2×4=16個(gè)4×4交叉點(diǎn)數(shù)量

4×4=16個(gè)=多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)的交叉點(diǎn)數(shù)量交叉點(diǎn)數(shù)量

3×3×6=54個(gè)交叉點(diǎn)數(shù)量

9×9=81個(gè)<

2級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)（交換單元）9×9……nmxnm2級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)…………O1n-1O1n-1…O1n-1O1m-1O1m-1O1m-1………………………OO11m-1n-1多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)的交叉點(diǎn)數(shù)量交叉點(diǎn)數(shù)量：m×

n2+m2×n交叉點(diǎn)數(shù)量

n2×m2<<單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)（交換單元）nmxnm……若m=n=864×64網(wǎng)絡(luò)=1024個(gè)=4096個(gè)嚴(yán)格無(wú)阻塞網(wǎng)絡(luò)：不管網(wǎng)絡(luò)處于何種狀態(tài)，任何時(shí)刻都可以在交換網(wǎng)絡(luò)中建立一個(gè)連接，只要這個(gè)連接的起點(diǎn)、終點(diǎn)是空閑的，而不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)中已建立起來(lái)的連接?？芍嘏艧o(wú)阻塞網(wǎng)絡(luò)：不管網(wǎng)絡(luò)處于何種狀態(tài)，任何時(shí)刻都可以在交換網(wǎng)絡(luò)中直接或?qū)σ延械倪B接重選路由來(lái)建立一個(gè)連接，只要這個(gè)連接的起點(diǎn)、終點(diǎn)是空閑的，而不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)中已建立起來(lái)的連接。廣義無(wú)阻塞網(wǎng)絡(luò)：指一個(gè)給定的網(wǎng)絡(luò)存在著固有的阻塞可能，但又可能存在著一種精巧的選路方法，使得所有的阻塞均可避免，而不必重新安排網(wǎng)絡(luò)中已建立起來(lái)的連接。無(wú)阻塞交換網(wǎng)絡(luò)3.CLOS網(wǎng)絡(luò)

N×NCLOS網(wǎng)絡(luò)：對(duì)于較大的N，滿足減少交叉點(diǎn)總數(shù)的同時(shí)具有嚴(yán)格的無(wú)阻塞特性。

1n1n1n1n1…1m1r11rmmmm11111111rrrr3級(jí)CLOS網(wǎng)絡(luò)……N條入線N條出線①每一個(gè)交換單元與下一級(jí)各個(gè)交換單元有且僅有一條連接②由入線到出線，內(nèi)部通路不只一條N=r×n!C（m,n,r）三級(jí)CLOS網(wǎng)絡(luò)交叉點(diǎn)數(shù)量N=36的三級(jí)CLOS網(wǎng)絡(luò)第一級(jí)：6個(gè)6*11交換單元第二級(jí)：11個(gè)6*6交換單元第三級(jí)：6個(gè)11*6交換單元交叉點(diǎn)=1188若為單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)，交叉點(diǎn)=362=1296n-1條an-1條忙n-1條忙可用n-1條b11n-1n-1m個(gè)三級(jí)CLOS網(wǎng)絡(luò)無(wú)阻塞條件嚴(yán)格無(wú)阻塞：m≥2n-1。13421342C1C1C2C2可重排無(wú)阻塞網(wǎng)絡(luò)可重排無(wú)阻塞：m≥n已經(jīng)建立：1→4和3→1連接要再建立：2→2和4→3連接13421342可重排無(wú)阻塞網(wǎng)絡(luò)習(xí)題構(gòu)造一個(gè)9*9的三級(jí)嚴(yán)格無(wú)阻塞CLOS網(wǎng)絡(luò)。3.2TST網(wǎng)絡(luò)TST網(wǎng)絡(luò)是在電路交換系統(tǒng)中經(jīng)常使用的一種交換網(wǎng)絡(luò)，它是三級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)，兩側(cè)為T(mén)接線器，中間一級(jí)為S接線器。TTS交換網(wǎng)絡(luò)入線數(shù)交換網(wǎng)絡(luò)出線數(shù)第1級(jí)T數(shù)量第3級(jí)T數(shù)量S的出入線數(shù)（容量）第1級(jí)T接線器：負(fù)責(zé)輸入線上的時(shí)隙交換。第2級(jí)S接線器：負(fù)責(zé)不同線之間的空間交換。第3級(jí)T接線器：負(fù)責(zé)輸出線上的時(shí)隙交換。結(jié)構(gòu)TST：32×32，每條輸入輸出線上一幀復(fù)用512個(gè)時(shí)隙分析結(jié)構(gòu)-各個(gè)Memory的容量；-各個(gè)Memory的內(nèi)容；兩側(cè)各有32個(gè)T，每個(gè)T的SM：512×8bit，

CM：512×9bitS：32×32，每個(gè)S的CM：512×5bit工作方式1級(jí)T：輸出控制（順序?qū)懭?，控制讀出）2級(jí)S：輸出控制（控制輸出線上交叉點(diǎn)）3級(jí)T：輸入控制（控制寫(xiě)入，順序讀出）注意：兩級(jí)T采用不同控制方式S輸入、輸出均可工作原理A:HW0TS2B:HW31TS511雙向T：?jiǎn)蜗騎ST：?jiǎn)蜗駻：HW0TS2

B：HW31TS511B：HW31TS511

A：HW0TS2A

B內(nèi)部時(shí)隙：TS7B

A內(nèi)部時(shí)隙：如何選擇？？HW0HW31輸出控制輸出控制輸入控制TS2ATS511227TS7TS7TS77511TS511263511TS263TS263TS2632632TS22633170BBA2A:HW0TS2

B:HW31TS511B:HW31TS511

A:HW0TS2TS31

?

TS2ITS＝77+512/2=263263為減少選路次數(shù)，簡(jiǎn)化控制，可使兩個(gè)方向的內(nèi)部時(shí)隙具有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。反相法：相差半幀設(shè)：Nf=一幀的時(shí)隙數(shù)Na=A到B方向的內(nèi)部時(shí)隙數(shù)

Nb=B到A方向的內(nèi)部時(shí)隙數(shù)則：Nb=Na+Nf/2規(guī)律：相差半幀的兩數(shù)，其二進(jìn)制編碼僅為最高位相反。

eg：(7)2=000000111(263)2=100000111方法：用反相器作硬件實(shí)現(xiàn)。內(nèi)部時(shí)隙選擇HW0HW31輸出控制輸出控制輸入控制TS2ATS511227TS7TS7TS77511TS511263511TS263TS263TS2632632TS22633170BBA2B:HW31TS511

A:HW0TS2TS511

?

TS2ITS＝77+512/2=263263關(guān)于T-S組合網(wǎng)絡(luò)T-S(n)-TT-S-T網(wǎng)絡(luò)：AXE10，F(xiàn)ETEX-150，E10B，5ESS等T-S-S-T網(wǎng)絡(luò)：NEAX61T-S-S-S-T網(wǎng)絡(luò)：EWSDT-S-S-S-S-T網(wǎng)絡(luò)：4ESS(長(zhǎng)途)S-T(n)-S復(fù)用器和分路器串/并轉(zhuǎn)換多路信號(hào)時(shí)分復(fù)用復(fù)用器并/串轉(zhuǎn)換高速時(shí)分復(fù)用信號(hào)的分路分路器分路器T分路器TTS復(fù)用器復(fù)用器1n串行1n串行串行串行1n1n并行并行T并行并行并行并行并行并行分路P/SP/S

分路器原理圖并行③并行②串行①?gòu)?fù)用S/PS/P復(fù)用器原理圖串行并行并行③①②1nTS0TS1PCM1TS0TS1PCM2TS0TS1PCM3TS0TS1PCM4①串行碼信息速率：2048kbit/sD7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D0TS0TS1PCM1D0TS0TS1D7PCM2TS0TS1TS0TS1D0D7PCM3TS0TS1TS0TS1D0D7TS0TS1PCM4TS0TS1D0D7②并行碼信息速率：256kbit/sD0D1D7TS0TS1PCM1PCM4PCM3PCM2PCM1PCM4PCM3PCM2TS0TS1PCM1PCM4PCM3PCM2PCM1PCM4PCM3PCM2TS0TS1PCM1PCM4PCM3PCM2PCM1PCM4PCM3PCM2③并行碼信息速率：256k*4=1024kbit/s此時(shí)一幀復(fù)用多少時(shí)隙？32*4=128串行碼和并行碼串行碼是指各時(shí)隙內(nèi)的8位碼D0～D7是按時(shí)間的順序依次排列。并行碼是指各時(shí)隙內(nèi)的8位碼D0，D1，…，D7分別同時(shí)出現(xiàn)在8條線上。2.3.3DSN網(wǎng)絡(luò)（數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)）

DSN：由多個(gè)DSE按照一定的連接方式構(gòu)成。1、結(jié)構(gòu)單側(cè)折疊式（出、入線位于同一側(cè)）(1)組成DSN—多級(jí)多平面4級(jí)4平面第1級(jí)—入口級(jí)第2、3、4級(jí)—選組級(jí)--第2、3、4級(jí)構(gòu)成由相同DSE構(gòu)成DSN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖終端模塊ABCD07700組15組07700組15組070770700707707000150150150組7組07078入口級(jí)0437選組級(jí)第1級(jí)第2級(jí)第3級(jí)第4級(jí)12（0~7、12~15）11平面0平面1平面2平面30815815815815815815815815返回…………………………051115平面1平面2平面3a、入口級(jí)選面級(jí)。由多對(duì)DSE（入口接線器）構(gòu)成。DSE—16個(gè)雙向交換端口0~78~11(4個(gè))—選組級(jí)的各個(gè)平面雙向32信道PCM鏈路12~15(12個(gè))—終端模塊用戶模塊特殊模塊每個(gè)模塊可接128個(gè)用戶去DSN圖一對(duì)入口接線器可接：8×128=1024個(gè)用戶數(shù)量數(shù)量b、選組級(jí)3級(jí)：第2、3、4級(jí)4平面：第2、3、4級(jí)終端模塊數(shù)量終端話務(wù)量第2級(jí)第3級(jí)16組DSE，每組8個(gè)DSE端口0～7接前一級(jí)DSE端口8～15接后一級(jí)DSE第4級(jí)—8組DSE，每組8個(gè)DSE，16個(gè)端口都接前一級(jí)去DSN圖第2級(jí)—16組DSE，每組8個(gè)DSE，第2級(jí)共有16×8=128個(gè)DSE；每個(gè)DSE接4對(duì)入口接線器，第1級(jí)最多有128×4=512對(duì)入口接線器；每對(duì)入口接線器可接1024個(gè)用戶，DSN最多能接512×1024=524258用戶。實(shí)際10萬(wàn)個(gè)左右。①第一級(jí)第二級(jí)端口號(hào)－8平面號(hào)DSE或DSE號(hào)+4端口號(hào)②第二級(jí)第三級(jí)（2）DSN的連線規(guī)律(自學(xué))組號(hào)組號(hào)DSE號(hào)入端口號(hào)出端口號(hào)－8DSE號(hào)同組內(nèi)交叉連接去DSN圖③第三級(jí)第四級(jí)組號(hào)端口號(hào)DSE號(hào)DSE號(hào)出端口號(hào)－8組號(hào)不同組間交叉連接（3）網(wǎng)絡(luò)地址終端模塊具有唯一的地址碼，ABCD（共13bit）A：第1級(jí)DSE入端口號(hào)碼，12種，4bitB：第2級(jí)DSE入端口號(hào)碼，4種，2bitC：第3級(jí)DSE入端口號(hào)碼，8種，3bitD：第4級(jí)DSE入端口號(hào)碼，16種，4bit去DSN圖終端模塊編號(hào)第1級(jí)DSE號(hào)第2級(jí)DSE號(hào)第2、3級(jí)組號(hào)（1）D≠D'不同組，反射點(diǎn)在第4級(jí)。（2）D=D'

、C≠C'同組，第2級(jí)不同DSE，反射點(diǎn)在第3級(jí)。去DSN反射點(diǎn)位置：通過(guò)地址比較決定同組，第2級(jí)同一DSE，第1級(jí)不同的DSE對(duì)，反射點(diǎn)在第2級(jí)。第1級(jí)同一DSE對(duì)，反射點(diǎn)在第1級(jí)。（4）D=D'

、C=C'、B=B'、A≠A'（3）D=D'

、C=C'、B≠B'2、工作原理例：主叫A、B、C、D為4、1、5、2，被叫A‘

、B'、C'、D'為12、2、4、10。ABCD4152第4號(hào)終端第1級(jí)第1號(hào)DSE對(duì)第2級(jí)第5號(hào)DSE第2組A

'B'C

'D

'122410第12號(hào)終端第1級(jí)第2號(hào)DSE對(duì)第2級(jí)第4號(hào)DSE第10組第二組第5號(hào)DSE第1號(hào)DSE對(duì)的第4號(hào)終端第10組第4號(hào)DSE第2號(hào)DSE對(duì)的第12號(hào)終端D≠D‘，反射點(diǎn)在第4級(jí)。BANYAN網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)BANYAN網(wǎng)絡(luò)的基本特性BANYAN網(wǎng)絡(luò)的工作原理BANYAN網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部阻塞排序-BANYAN網(wǎng)絡(luò)2.3.4BANYAN網(wǎng)絡(luò)BANYAN網(wǎng)絡(luò)是一種空分交換網(wǎng)絡(luò)，是由若干個(gè)2×2交換單元組成的多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)，在ATM交換機(jī)中得到廣泛應(yīng)用。1、BANYAN網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)01230123第1級(jí)第2級(jí)建立連接0→03→1唯一路徑（每條入線到每條出線有且僅有一條路徑）均勻洗牌4x4的二級(jí)banyan網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成2個(gè)4X4+一級(jí)4個(gè)2X2交換單元對(duì)任意BANYAN網(wǎng)絡(luò)是