数字交换与交换机实用教案

1、2.4 2.4 数字数字(shz)(shz)交换原理与数字交换原理与数字(shz)(shz)交交换网络换网络数字交换网络的基本功能：数字交换网络的基本功能： 数字交换网络不仅能对空间线路（母线）进行数字交换网络不仅能对空间线路（母线）进行(jnxng)(jnxng)交换，交换，还要在不同时隙之间进行还要在不同时隙之间进行(jnxng)(jnxng)交换（时隙交交换（时隙交换）。换）。 DSNTS5TS18第1页/共77页第一页，共77页。 数字程控电路交换机，用户信号以数字程控电路交换机，用户信号以8bit8bit的字节流表示，的字节流表示，125us125us为一帧为一帧 ，时分复用接入数字

2、交换网络单元。，时分复用接入数字交换网络单元。 数字交换网络的作用，完成用户数字信号的时隙交换，通数字交换网络的作用，完成用户数字信号的时隙交换，通过交换通信双方所占时隙号来实现过交换通信双方所占时隙号来实现(shxin)(shxin)信息互通。信息互通。 数字交换网络，可采用共享存储器方式、公共时分总线方数字交换网络，可采用共享存储器方式、公共时分总线方式实现式实现(shxin)(shxin)电路接续交换。电路接续交换。第2页/共77页第二页，共77页。2.4.1 2.4.1 基本基本(jbn)(jbn)交换单元交换单元1 1、共享存储器型时分交换单元、共享存储器型时分交换单元(dnyun)

3、(dnyun)（时间接线器）（时间接线器）多个用户的数字话音信号以串行时分复用总线方式接到交换单元多个用户的数字话音信号以串行时分复用总线方式接到交换单元(dnyun)(dnyun)，各个用户占，各个用户占用固定的时隙。用固定的时隙。交换单元交换单元(dnyun)(dnyun)，按一定规律将流入的数据以时隙为单位存放在公共存储器的单元，按一定规律将流入的数据以时隙为单位存放在公共存储器的单元(dnyun)(dnyun)中，随后再按照交换的需要分时从指定单元中，随后再按照交换的需要分时从指定单元(dnyun)(dnyun)读出数据，并送给读出数据，并送给相关用户（时隙）。相关用户（时隙）。电路交

4、换为同步操作模式，各用户数据信号以电路交换为同步操作模式，各用户数据信号以125us125us时间间隔周期地被写入和读出。时间间隔周期地被写入和读出。 第3页/共77页第三页，共77页。2 2、时间接线、时间接线(ji xin)(ji xin)器（器（T-T-接线接线(ji xin)(ji xin)器）器）类型类型 时间接线器时间接线器(Time switch)是用于同步时分复用信号是用于同步时分复用信号交换的共享存储器型交换单元，简称交换的共享存储器型交换单元，简称T接线器。接线器。功能功能:是完成一条时分复用线上时隙的交换。是完成一条时分复用线上时隙的交换。组成：组成： 话音存储器（话音存

5、储器（SM-Speech Memory） 控制存储器（控制存储器（CM-Control Memory）类型：按工作方式分类类型：按工作方式分类 顺序写入，控制读出（或输出顺序写入，控制读出（或输出(shch)控制）控制） 控制写入，顺序读出（或输入控制）控制写入，顺序读出（或输入控制）第4页/共77页第四页，共77页。顺序写入、控制顺序写入、控制(kngzh)(kngzh)读出的读出的T T接线器的结构接线器的结构示意图示意图AAAWR82WRSMCM210定时(dn sh)脉冲处理机时钟(shzhng)TS2TS8* 在CLK2时刻，A顺序写入到SM的第2号单元。* 在CLK 8 时刻，CM

6、读出第8号单元的数据2，2选中SM的第2号单元，A被读出。以TS2TS8的实现，介绍T接线器的工作原理。* 要实现TS2TS8的交换，首先要由处理机在CM的8号单元写入2。输入时隙号输入时隙号输出时隙号第5页/共77页第五页，共77页。控制写入、顺序控制写入、顺序(shnx)(shnx)读出的读出的T T接线器的结接线器的结构示意图构示意图AAAWR28WRSMCM8定时(dn sh)脉冲处理机时钟(shzhng)TS2TS8* 在CLK8时刻，SM第8号单元中的A被顺序读出。* 在CLK2时刻，CM读出 第2号单元的数据8， 8选中SM的第8号单元，A被写入SM的第8号单元。* 要实现TS2

7、TS8的交换，首先要由处理机在CM的2号单元写入8。输出时隙号输入时隙号输出时隙号第6页/共77页第六页，共77页。3 3、工作原理：、工作原理： 顺写控读的顺写控读的T T接线器接线器PCMPCM入线上各时隙的话音信号入线上各时隙的话音信号在定时脉冲的控制下按时在定时脉冲的控制下按时(nsh)(nsh)隙号顺序地写入到隙号顺序地写入到话音存储器，然后在控制存储器的控制下读出到指定话音存储器，然后在控制存储器的控制下读出到指定的时隙上。的时隙上。 控写顺读的控写顺读的T T接线器接线器PCMPCM入线上的各时隙的话音信入线上的各时隙的话音信号在控制存储器号在控制存储器CMCM的控制下写入到话音

8、存储器的指定的控制下写入到话音存储器的指定存储单元，然后在定时脉冲的控制下顺序读出。存储单元，然后在定时脉冲的控制下顺序读出。 T T接线器的接线器的CMCM是按控制写入顺序读出的方式工作，是按控制写入顺序读出的方式工作，原理与原理与S S接线器的接线器的CMCM相同。相同。 定时脉冲由环形计数器输出，输出数据值与时隙定时脉冲由环形计数器输出，输出数据值与时隙时刻值相等。时刻值相等。第7页/共77页第七页，共77页。 备注备注: :顺写控读的顺写控读的T T接线器中，定时脉冲作为接线器中，定时脉冲作为SMSM写入数据写入数据(shj)(shj)时存储单元的地址，控制存储器时存储单元的地址，控制

9、存储器CMCM的输出数据的输出数据(shj)(shj)作为作为SMSM读出数据读出数据(shj)(shj)时存储单元的地址。时存储单元的地址。 说明说明:SM:SM的读写是在同一时隙完成，但读和写不能同时的读写是在同一时隙完成，但读和写不能同时进行，需要将时隙一分为二或一分为三，进行，需要将时隙一分为二或一分为三， 分别进行读和分别进行读和写，前半时隙进行写操作，后半时隙读操作。写，前半时隙进行写操作，后半时隙读操作。 T T型接线器的输入时隙数和输出时隙数可以不等。型接线器的输入时隙数和输出时隙数可以不等。 如如: :控写顺读时，输入时隙可以比输出时隙多，顺写控控写顺读时，输入时隙可以比输出

10、时隙多，顺写控读则反过来。读则反过来。第8页/共77页第八页，共77页。问问 题题T T接线器的话音存储器接线器的话音存储器(SM)(SM)和控制存储器和控制存储器(CM)(CM)的单元的单元(dnyun)(dnyun)数数量及字长如何确定。量及字长如何确定。SM-SM-暂存数字化的语音信息暂存数字化的语音信息单元单元(dnyun)(dnyun)数量数量= =复用度（母线上一帧的时隙数）复用度（母线上一帧的时隙数）字长字长=8bit=8bitCM-CM-存储处理机的命令字存储处理机的命令字单元单元(dnyun)(dnyun)数量数量= =复用度复用度字长字长: :由由SMSM地址数量决定地址数

11、量决定 设设:CM:CM每个单元每个单元(dnyun)(dnyun)的比特数的比特数( (字长字长) )为为n n，SMSM的单元的单元(dnyun)(dnyun)数量为数量为N(N(复用度复用度) )，则，则2n=N2n=N第9页/共77页第九页，共77页。课堂练习课堂练习: 利用利用T接线器的两种控制方式接线器的两种控制方式(fngsh)，完成，完成基群母线上如下交换。基群母线上如下交换。TS24TS5(话音信息为话音信息为A)TS25TS6(话音信息为话音信息为B)TS26TS7(话音信息为话音信息为C)第10页/共77页第十页，共77页。三、复用器三、复用器/ /分路分路(fn l)(

12、fn l)器器 为提高为提高DSNDSN的工作效率，的工作效率，DSNDSN的输入、输出母线为高的输入、输出母线为高度复用度复用(f yn(f yn) )。则在。则在DSNDSN的输入的输入/ /输出侧要加上复输出侧要加上复用用(f yn(f yn) )器器/ /分路器。分路器。DSN分路(fn l)器HW0HW1HW2HWn复用器HW0HW2HW1HWnITS（号）ITS（号）HHW上行母线下行母线第11页/共77页第十一页，共77页。1 1、复用器、复用器* * 放在放在DSNDSN的输入侧的输入侧* * 作用：将多条低速母线（作用：将多条低速母线（HWHW）复用成一条高速母线）复用成一条

13、高速母线 （HHWHHW）* * 完成串并转换工作。完成串并转换工作。HHWHHW由由8 8条传输线组成。条传输线组成。 语音信号语音信号(xnho)(xnho)抽样值抽样值:8bit:8bit HHW HHW为为8 8条并行线组成（条并行线组成（D7D7D0D0） 如图所示如图所示第12页/共77页第十二页，共77页。复用器HW1HW0HWnHHW复用器HW0HW1HWnD0D1D7.等效于：第13页/共77页第十三页，共77页。输入输入/ /输出输出(shch)(shch)信号波形图信号波形图D0D7D0D7TS1D7D0HW0HWnHW1输 入 波 形 图TS0D0D7D0D7D0D7第

14、14页/共77页第十四页，共77页。输 出 波 形 图D0D1D7HW0HWnTS0HW0HWnTS1HW1HW11TS第15页/共77页第十五页，共77页。2 2、分路、分路(fn l)(fn l)器器* *放在放在DSNDSN的输出侧的输出侧* *将完成将完成(wn chng)(wn chng)交换的高速母线（交换的高速母线（HHWHHW）分成多）分成多条低速母线条低速母线 （HWHW）。）。* *完成完成(wn chng)(wn chng)并串转换并串转换 如图所示：如图所示：HHW分路(fn l)器HW0HW1HWn第16页/共77页第十六页，共77页。时隙时隙(sh x)(sh x)

15、变换关系计算方法：变换关系计算方法： 复用复用(f yn(f yn) )器器若输入母线每帧若输入母线每帧32TS32TS 复用复用(f yn(f yn) )后每帧包含（后每帧包含（n+1n+1）3232个时隙个时隙HHW TSHHW TS号（号（n+1n+1）TSTS号号+HW+HW号号如图举例：如图举例：第17页/共77页第十七页，共77页。ABC复用器HW0HW1HW2HW3TS2TS18TS30CBA C: 4*2+1=9 B: 4*18+2=74 A: 4*30+3=123HHWTS123TS74TS9复用器时隙变换(binhun)关系计算举例：第18页/共77页第十八页，共77页。

16、分路器分路器HHW TSHHW TS号（号（n+1n+1）TSTS号号+HW+HW号号举例：举例：HHW TSHHW TS号号5050 n+1 n+116 16 50 501616商商3 3 余余2 2 被除数被除数(ch sh)HHW TS(ch sh)HHW TS号；号； 除数除数(ch (ch sh)n+1sh)n+1； 商是商是TSTS号；余数是号；余数是HWHW号号第19页/共77页第十九页，共77页。分路(fn l)器HW0HW1HW2HW15HHWATS50ATS3第20页/共77页第二十页，共77页。两个两个(lin(lin )概念概念上行母线：接入复用器进入上行母线：接入复用

17、器进入DSNDSN参与交换的参与交换的PCMPCM基群基群 母线。母线。下行母线：经下行母线：经DSNDSN参与交换后从分路参与交换后从分路(fn l)(fn l)器引出器引出的的PCMPCM基群基群 母线。母线。第21页/共77页第二十一页，共77页。课堂练习课堂练习: 已知已知16条条(HW0HW15)PCM母线，母线，接入复用器，试求接入复用器，试求:1.复用后高速母线上一帧时隙复用后高速母线上一帧时隙(sh x)数数(复用度复用度)。2.高速母线由多少条传输线组成。高速母线由多少条传输线组成。3.HW2 TS18、HW6 TS14复用后时隙复用后时隙(sh x)数。数。第22页/共77

18、页第二十二页，共77页。共享存储器型时分共享存储器型时分(shfn)(shfn)交换单元交换单元 这是一个顺序写入控制读出结构，时序电路按总线(zn xin)序号将同一时隙各总线(zn xin)上的数据并行写入到相邻的对应存储单元中。控制存储器内容写入由处理机按照连接需求操作，单元号对应数据接收方时隙序号，内容指示(zhsh)发方时隙序号。控存读出由时钟顺序控制。第23页/共77页第二十三页，共77页。共享存储器型时分共享存储器型时分(shfn)(shfn)交换单元交换单元 这是一个控制写入、顺序读出方式交换单元结构，话音存储器的写入地址由控制存储器提供，话音数据(shj)读出采用时钟顺序计数

19、方式。第24页/共77页第二十四页，共77页。2.4.2 2.4.2 具体交换单元具体交换单元(dnyun)(dnyun)介绍介绍一、 空间接线(ji xin)器（space switch） 空间接线(ji xin)器用来完成不同复用线之间的交换，而不改变时隙的位置，可简称为S接线(ji xin)器，主要用于同步时分复用信号的交换。1、结构 组成 交叉矩阵（交叉点阵） 控制存储器第25页/共77页第二十五页，共77页。类型：两种工作方式对应两种类型类型：两种工作方式对应两种类型 输入控制：控制存储器对交叉矩阵的入线进行控制，输入控制：控制存储器对交叉矩阵的入线进行控制，一条一条(y tio)(

20、y tio)入线配一个控制存储器入线配一个控制存储器 输出控制：控制存储器对交叉矩阵的出线进行控制，输出控制：控制存储器对交叉矩阵的出线进行控制，一条一条(y tio)(y tio)出线配一个控制存储器出线配一个控制存储器第26页/共77页第二十六页，共77页。 TS2 TS1 TS0 PCM出线(ch xin) TS0 TS2 TS1 0 1 2 3 PCM入线 1 3 2 CM0 （a）输入(shr)控制方式 0 1 2 31 CM1CM2CM3 0 12 3S(4x4)*入线上有多少个时隙，CM控制 存储器就有多少个存储单元。 存储单元的地址码与时隙号一一 对应。*存储单元的内容表示(b

21、iosh)该时隙应接 通的出线号。*CM控写顺读、写入内容来自 CPU的选路控制。出线号第27页/共77页第二十七页，共77页。 PCM入线 PCM出线(ch xin) 0 1 2 3 1 3 0 （b）输出控制(kngzh)方式 0 1 2 3 CM3CM2CM1CM0S(4x4)0 1231入线号 TS2 TS1 TS0 TS0 TS1 TS2 第28页/共77页第二十八页，共77页。问题问题S接线器的接线器的CM的数量的数量(shling)、单、单元数、字长及元数、字长及内容如何确定。内容如何确定。CM数量数量(shling)=入（出）线数入（出）线数CM单元数单元数=入（出）线的复用度

22、入（出）线的复用度CM字长（每个单元所含的比特数）字长（每个单元所含的比特数）:决定于入（出）线决定于入（出）线 数。数。CM内容内容:由控制方式决定。由控制方式决定。第29页/共77页第二十九页，共77页。2 2、S S接线器的交叉接线器的交叉(jioch)(jioch)矩阵矩阵 8选一（1）PCM1选通B0B1B2来自(li z)控制存储器1 8选一（0）PCM0选通B0B1B2来自(li z)控制存储器0 8选一（7）PCM7选通B0B1B2来自控制存储器7PCM0PCM1PCM7该交叉矩阵是什么控制方式？输入控制方式第30页/共77页第三十页，共77页。8-1(0)8-1(7)8-1(

23、1)选通自CM0自CM7自CM1071输出(shch)70输入(shr)电子交叉(jioch)接点矩阵的组成选通选通B0 B2B0 B2B0 B2第31页/共77页第三十一页，共77页。控制(kngzh)存储器 （RAM）锁存器 锁存器 来自(li z)CPU比 较R/W写命令(mng lng)A0An-1 定时脉冲（形成写入地址）CP B0Bn-13、 S接线器的控制存储器当CP、比较值、写命令三者同时为1时，R/W=0，进行写操作当CP、比较值、写命令三者之一为0时，R/W=1，进行读操作CM的读出需要按时隙顺序地进行，CM的写入由处理机控制。DB0DBn-1AB0ABn-1R/W =CP

24、比较值写命令第32页/共77页第三十二页，共77页。* *CPCP信号（时序脉冲，周期为时隙周期）信号（时序脉冲，周期为时隙周期）* *控制写入：在控制写入：在CPCP的前半周期，且写命令有效时，处理机提供的地的前半周期，且写命令有效时，处理机提供的地址址ABn-1ABn-1AB0 AB0 在对应的时隙时刻到来时（在对应的时隙时刻到来时（ABn-1 AB0 =An-1 A0 ABn-1 AB0 =An-1 A0 ，R/W=0R/W=0）选中对应的存储单元，处理机过来的数据写入其中选中对应的存储单元，处理机过来的数据写入其中(qzhng)(qzhng)（CMCM的写入不是每个的写入不是每个CPC

25、P时刻时刻进行，只在通路建立或释放时进行）。进行，只在通路建立或释放时进行）。* *顺序读出：在顺序读出：在CPCP的后半周期，的后半周期，CP=0CP=0，则，则R/W=1R/W=1，定时脉冲为，定时脉冲为CMCM的的读出地址，读出地址，控制控制CMCM中的内容顺序读出至中的内容顺序读出至Bn-1Bn-1B0 B0 线。线。后半周期前半周期第33页/共77页第三十三页，共77页。2.2.空分型交换单元空分型交换单元(dnyun)(dnyun)（空间（空间（S S）接线器）接线器） 由空分选择开关和控制存储器组成，输入控制方式的选择开关为一选多（译码器），控制存储器按入线配置，内容指明(zhm

26、ng)在对应单元号的时隙期间打开通往对应出线的开关。第34页/共77页第三十四页，共77页。2. 2. 空分型交换空分型交换(jiohun)(jiohun)单元单元 同样由空分选择开关和控制存储器组成，输出控制方式的选择开关为多选一（选通器），控制存储器CM按出线配置(pizh)，内容指明在对应单元号的时隙期间选择对应入线接通出线。空分型交换单元只能完成不同总线之间同一时隙的数据(shj)交换，交换过程中不改变数据(shj)原占用的时隙，不能单独使用，作用是和时分交换单元配合以构成更大容量的DSN。如：TST或STS第35页/共77页第三十五页，共77页。3. 3. 共享总线型时分交换共享总线

27、型时分交换(jiohun)(jiohun)单元单元 16个双向交换端口在时钟操作下，分时将流入的PCM数据和接收端口标识放在总线上，与标识匹配(ppi)的端口接收数据、缓存，随后经TX转送给下一级。3.共享总线型时分交换(jiohun)单元第36页/共77页第三十六页，共77页。(1)(1)每片每片DSEDSE由一块印刷电路板由一块印刷电路板(SWCH)(SWCH)构成构成(2)(2)包括包括1616个双向交换端口个双向交换端口(3)(3)每个端口包括一个每个端口包括一个(y )Rx(y )Rx端口端口, ,一个一个(y )Tx(y )Tx端口端口(4)(4)每个端口连每个端口连2 2条条PC

28、M LinkPCM Link(5)(5)各端口间有一组各端口间有一组TDMTDM总线总线( (数据总线、端口总线、数据总线、端口总线、 话路总线、控制总线等话路总线、控制总线等),),完成端口间通信完成端口间通信(6)(6)一片一片DSEDSE相当于一个相当于一个(y )512x512(y )512x512全利用度接线全利用度接线器器第37页/共77页第三十七页，共77页。 DSE DSE内部内部(nib)(nib)电路各模块作用电路各模块作用 缓存和时序(sh x)转发接收本时隙数据的端口地址。缓存和时序(sh x)转发接收本时隙数据的信道地址。端口地址匹配比较，匹配时产生写信号将数据写入数

29、据RAM。缓存数据，并按时序操作输出数据。第38页/共77页第三十八页，共77页。 DSE DSE的交换的交换(jiohun)(jiohun)工作原理工作原理 呼叫建立(jinl)阶段，外围模块按接续要求产生通道选择字写入端口RAM和信道RAM，例如：端口3的TS10上数据要交换到端口9的TS20。数据交换阶段，端口RAM和信道RAM在时序(sh x)操作下，自动将命令字按时序(sh x)放在总线上。当收到的端口地址数据与本端口号符合时，则产生写信号并将总线上的信道地址数据写入到数据RAM的对应单元。在时序操作下，按序将各单元的数据读出。第39页/共77页第三十九页，共77页。DSEDSE命令

30、字和数据表示格式命令字和数据表示格式(g shi)(g shi)DSE采用每时隙采用每时隙16比特宽度的数据格式，在比特宽度的数据格式，在PCM总线上总线上传送话音数据和交换传送话音数据和交换(jiohun)控制命令。控制命令。第40页/共77页第四十页，共77页。2.4.2 CLOS2.4.2 CLOS交换交换(jiohun)(jiohun)网络模型网络模型 大型交换系统可达几十万用户端口，通常最大交换单元电大型交换系统可达几十万用户端口，通常最大交换单元电路只能提供几千个端口的交换容量，因此，必须按某种拓路只能提供几千个端口的交换容量，因此，必须按某种拓扑结构扑结构(jigu)(jigu)

31、将多个交换单元组成更大容量的交换网将多个交换单元组成更大容量的交换网络。络。 构建大型交换网络，须保证连接在网络上所有终端都能两构建大型交换网络，须保证连接在网络上所有终端都能两两互通，合理安排结构两互通，合理安排结构(jigu)(jigu)以避免内部阻塞，还要以避免内部阻塞，还要保证用最少的元件以使代价最低。保证用最少的元件以使代价最低。 为解决大型网络的可靠性、可用性、低内部阻塞和低成本，为解决大型网络的可靠性、可用性、低内部阻塞和低成本，通常利用数学方法来解决。通常利用数学方法来解决。第41页/共77页第四十一页，共77页。1. 1. 多级交换多级交换(jiohun)(jiohun)网络

32、网络 按照开关理论，电路交换单元看作多入和多出的开关阵列，按照开关理论，电路交换单元看作多入和多出的开关阵列，作用是为某一入线选一合适的出口作用是为某一入线选一合适的出口(ch ku)(ch ku)。 单个交换单元，容量受电子器件工作参数限制，并且内部单个交换单元，容量受电子器件工作参数限制，并且内部控制复杂度随容量增大而急剧增加，较难实现更大容量。控制复杂度随容量增大而急剧增加，较难实现更大容量。 大容量交换网络，通常将多个单元电路组合起来，形成多大容量交换网络，通常将多个单元电路组合起来，形成多级互通的交换网络。级互通的交换网络。第42页/共77页第四十二页，共77页。1. 1. 多级交换

33、多级交换(jiohun)(jiohun)网络网络 一个一个K K级交换级交换(jiohun)(jiohun)网络，其交换网络，其交换(jiohun)(jiohun)单元命名为第单元命名为第1 1、2 2、K K级第级第0 0、1 1、m m1 1单元，且满足：单元，且满足： 所有入线都与第所有入线都与第1 1级的不同交换级的不同交换(jiohun)(jiohun)单元连接；单元连接； 所有第所有第1 1级单元都只与入线和第级单元都只与入线和第2 2级的不同单元连接；级的不同单元连接； 所有第所有第2 2级单元都只与第级单元都只与第1 1级单元和第级单元和第3 3级单元连接；级单元连接； 依此类

34、推，所有第依此类推，所有第K K级交换级交换(jiohun)(jiohun)单元都只与第单元都只与第K K1 1级交换级交换(jiohun)(jiohun)单元单元 和出线连接。和出线连接。 则称其为多级交换则称其为多级交换(jiohun)(jiohun)网络，或网络，或K K级交换级交换(jiohun)(jiohun)网络。网络。 一个交换一个交换(jiohun)(jiohun)网络的组织结构，可用拓扑图或连接函数进行网络的组织结构，可用拓扑图或连接函数进行表示。表示。 第43页/共77页第四十三页，共77页。2. 2. 多级网络的内部多级网络的内部(nib)(nib)阻塞阻塞 内部阻塞，由

35、于网络的内部连接方式引起的入出线之内部阻塞，由于网络的内部连接方式引起的入出线之间不能建立连接的情形，即某一出线为空闲间不能建立连接的情形，即某一出线为空闲(kngxin)(kngxin)状态却不能被连接。状态却不能被连接。 在多级交换网络中，由于拓扑结构的不同安排，将会在多级交换网络中，由于拓扑结构的不同安排，将会出现内部阻塞问题。出现内部阻塞问题。第44页/共77页第四十四页，共77页。2. 2. 多级网络的内部多级网络的内部(nib)(nib)阻塞阻塞 第1级0号单元的0号入线与第2级0号单元1号出线(ch xin)已建立连接，第2级0号单元其他出线(ch xin)空闲。虽然第2级0号单

36、元其他出线空闲，但第1级0号单元其他入线都不能与第2级0号单元其他出线建立连接，称这种情形(qng xing)为内部阻塞。第45页/共77页第四十五页，共77页。无阻塞无阻塞(zs)(zs)网络网络 严格无阻塞网络。不管网络处于何种状态，只要连接严格无阻塞网络。不管网络处于何种状态，只要连接的起点和终点空闲，任何时刻都可在网络中建立一个连的起点和终点空闲，任何时刻都可在网络中建立一个连接，且不影响网络中已建立的其他连接。接，且不影响网络中已建立的其他连接。 可重排无阻塞网络。不管网络处于何种状态，只要连可重排无阻塞网络。不管网络处于何种状态，只要连接的起点和终点空闲，任何时刻都可在网络中直接或

37、者接的起点和终点空闲，任何时刻都可在网络中直接或者对已有连接重新对已有连接重新(chngxn)(chngxn)选择路由来建立一个连接。选择路由来建立一个连接。 广义无阻塞网络。指一给定的网络存在着固有阻塞的广义无阻塞网络。指一给定的网络存在着固有阻塞的可能，但也有可能存在着一种精巧的选路方法，使得所可能，但也有可能存在着一种精巧的选路方法，使得所有的阻塞均可避免，而不必重新有的阻塞均可避免，而不必重新(chngxn)(chngxn)安排网络安排网络中已建立起来的连接。中已建立起来的连接。 第46页/共77页第四十六页，共77页。3. CLOS3. CLOS网络网络(wnglu)(wnglu)

38、人们寻求使用元件最少、又能满足阻塞要求，利用多级结构(jigu)构造更大容量交换单元。CLOS于1953年在贝尔实验室构造(guzo)了这个NN无阻塞交换网络，其交叉点数增长的速度小于 。 ) 10(N1第47页/共77页第四十七页，共77页。3级级CLOS网络网络(wnglu)无阻塞条件无阻塞条件 CLOS利用数学归纳法从利用数学归纳法从n2开始验证，最坏情形，中开始验证，最坏情形，中间级将会有间级将会有(n1)2个交换单元被占用，中间级至少个交换单元被占用，中间级至少要有要有(n1)21个交换单元，即个交换单元，即m2n1时可确保时可确保 交换网络交换网络(wnglu)无阻塞。无阻塞。 对

39、于对于C(m,n,r)的的CLOS网络网络(wnglu)，严格无阻塞条，严格无阻塞条件是：件是： m2n1。 对于对于3级级CLOS网络网络(wnglu)C(m,n,r)，当，当2n1mn时，时， 则称作是可重排无阻塞网络则称作是可重排无阻塞网络(wnglu)。第48页/共77页第四十八页，共77页。3级可重排无阻塞级可重排无阻塞(zs)CLOS网络网络 欲作如下交换(jiohun)连接 C1 C2 C3 C431244321第49页/共77页第四十九页，共77页。3级可重排无阻塞级可重排无阻塞(zs)CLOS网络网络 假定如图已建立(jinl)了连接C1和C3，虽然出线端2空闲，但不能建立(

40、jinl)连接C2，产生内部阻塞。同样，C4也不能建立(jinl)。31244321第50页/共77页第五十页，共77页。3级可重排无阻塞级可重排无阻塞(zs)CLOS网络网络 31244321重排C1，可使网络(wnglu)无内部阻塞。第51页/共77页第五十一页，共77页。2.4.3 TST2.4.3 TST交换交换(jiohun)(jiohun)网络网络 TST网络是由时间接线器网络是由时间接线器T和空间接线器和空间接线器S联合组成的一联合组成的一种种CLOS型交换网络结构。型交换网络结构。 常用的有三级结构，是可重排无阻塞网络。为了做到严常用的有三级结构，是可重排无阻塞网络。为了做到严

41、格无阻塞，可以增加中间级格无阻塞，可以增加中间级S的级数来解决的级数来解决(jiju)(如如TSST)。 图表示一个典型图表示一个典型TST网络模型结构。网络模型结构。第52页/共77页第五十二页，共77页。2.4.3 TST2.4.3 TST交换交换(jiohun)(jiohun)网络网络 第53页/共77页第五十三页，共77页。TSTTST交换交换(jiohun)(jiohun)网络电路结构网络电路结构 输入级T接线器由32组512单元的话音(huyn)存储器和控制存储器组成。输出级T接线器也由32组512单元的话音存储器和控制(kngzh)存储器组成。中间S接线器由32组空分开关和控制存

42、储器组成，每个控制存储器有512个单元。该TST交换网络可完成51232个时隙话路的交换连接。第54页/共77页第五十四页，共77页。TSTTST交换交换(jiohun)(jiohun)网络工作原理网络工作原理 以a、b两用户双向交换为例，a用户占用0#PCM总线(zn xin)的时隙2，b占用31#PCM总线(zn xin)的时隙511，时隙分配由用户模块确定。这里TST网络的输入(shr)T接线器采用顺序写入控制读出方式，输出T接线器采用控制写入顺序读出方式，S接线器采用输出控制方式。第55页/共77页第五十五页，共77页。TSTTST交换网络交换网络(wnglu)(wnglu)电路结构电

43、路结构 内部时隙ITS由呼叫处理机按占用状态任意选择，为了方便处理，来往方向(fngxing)ITS以差半帧方式选择。这里a-b选择ITS7。内部时隙选择了ITS7，初级T为顺序写入控制读出方式，那么，控存的7号单元应写入a输入(shr)话音数据的时隙号2。S接线器采用输出配置，为了将0号T接线器ITS7的数据接续到31号T接线器，因此须对CMC31的单元7写入0。第56页/共77页第五十六页，共77页。TSTTST交换网络交换网络(wnglu)(wnglu)电路结构电路结构 输出T接线器采用(ciyng)控制写入顺序输出方式，用户b占用511号时隙，因此须对CM31的单元7写入511。反向接

44、续操作，ITS相差半帧，由于输入级T和输出级T采用互补(h b)的控制方式，因此控存内容一样，单元号相差256。双向接续完成。第57页/共77页第五十七页，共77页。课堂练习题课堂练习题设计一个设计一个TST网络。网络。条件：初级条件：初级T输入控制输入控制(kngzh)方式方式 S（4x4）输入控制）输入控制(kngzh)方式方式 次级次级T输出控制输出控制(kngzh)方式方式设设:主叫主叫(A)占用占用HW0 TS100 被叫被叫(B)占用占用HW3 TS200 每条母线复用度为每条母线复用度为512。正向路由的中间时隙。正向路由的中间时隙ITS150。 求画图并完成正向、反向的路由接续

45、。求画图并完成正向、反向的路由接续。第58页/共77页第五十八页，共77页。 HW3(B受)AAATS100HW0(A发)SMCM51115010001505110ITS150BBBTS200HW3(B发)SMCM406200406BBBITS406HW0(A受)SM406100406CMTS10002313210AASM150200150CMTS200ITS150S(4x4)004065113150CM0CM2CM3CM1WRWRAITS406第59页/共77页第五十九页，共77页。* * A A至至B B的正向路由接续的正向路由接续CPUCPU在在DSNDSN中寻找到一条空闲的中寻找到一条

46、空闲的路由路由( (空闲的内部时隙空闲的内部时隙(sh (sh x)ITS)x)ITS)，设设: : 选择选择ITS150(ITS150(通过软件查链路通过软件查链路忙忙 闲表或网络映象图闲表或网络映象图) )。第60页/共77页第六十页，共77页。A级级T HW0 TS100TS150S HW0 TS150HW3 TS150B级级T HW3 TS150 TS200第61页/共77页第六十一页，共77页。说明说明:发话总在网络的输入侧，受话总在网络发话总在网络的输入侧，受话总在网络的输出侧。实际中，发话、受话在网络的输出侧。实际中，发话、受话在网络的同一侧。的同一侧。(单侧折叠式网络单侧折叠式

47、网络)DSN只能建立单向路由接续只能建立单向路由接续(jix)。A B正向路由正向路由B A反向路由反向路由第62页/共77页第六十二页，共77页。* * B B至至A A反向路由的建立反向路由的建立(jinl)(jinl)，CPUCPU规定规定: : 发话时发话时HWHW号号 TS TS号号= =受话受话 时时HWHW号号TSTS号号 A A发话占发话占HW0 TS100HW0 TS100AA受话占受话占 HW0 TS100HW0 TS100B B发话占发话占HW3 TS200 HW3 TS200 BB受话占受话占 HW3 TS200HW3 TS200第63页/共77页第六十三页，共77页。

48、ITS与ITS相差(xin ch)半帧。 ITS=ITS复用度/2ITS占前半帧，则ITS占后半帧，取“+”ITS占后半帧，则ITS占前半 帧，取“-”第64页/共77页第六十四页，共77页。5.5.控制控制(kngzh)(kngzh)存储器（存储器（CMCM）的合用）的合用* * 在在TSTTST网中，网中，A A、B B两级两级T T接线器工作方式相反。接线器工作方式相反。A A、B B 二级接线器的二级接线器的CMCM可以合用可以合用* * 设：设：A A级级T T输入控制输入控制(kngzh)(kngzh)方式方式 B B级级T T输出控制输出控制(kngzh)(kngzh)方式如图示

49、方式如图示分析可知分析可知 ： CM0-1 CM0-1、CM0-3CM0-3分别在分别在100100号单元中存了号单元中存了150150、406406100150100406CM0-1CM0-3第65页/共77页第六十五页，共77页。150010010110 406110010110 最高位相反，其余最高位相反，其余(qy)位相同位相同故：建立反向路由时，将最高位取反，则可用一个故：建立反向路由时，将最高位取反，则可用一个CM0同时控制发话受话两侧的时隙交换。同时控制发话受话两侧的时隙交换。第66页/共77页第六十六页，共77页。S-T-S网络1.基本组成(z chn): S1接线器 T 接线

50、器 S2接线器第67页/共77页第六十七页，共77页。2. 结构(举例)条件(tiojin): 输入侧有128条PCM基群母线HW0HW12716个复用器 8HW1HHW (每帧具有256个时隙)第68页/共77页第六十八页，共77页。S1为16x16交叉矩阵(j zhn) 输出侧128条PCM基群母线 HW0HW127 16个分路器 1HHW 8HWS2为16x16交叉矩阵(j zhn)第69页/共77页第六十九页，共77页。S1 输入输入(shr)控制方式控制方式S2 输出控制方式输出控制方式 T 输出控制方式输出控制方式连线规律连线规律: S1出线号出线号=T号号=S2入线号入线号第70页/共77页第七十页，共77页。 幻灯片 幻灯片104105HW0HW7A发AITS40HHW0AITS4015115010BITS80HHW1540CM080CM15SM15-28040CM0CM1500ITS80A40408000111515S2(1616)S1(16