现代交换原理3ch2

交换网络交换单元交换单元根本概率空间交换单元〔开关阵列和空间接线器〕时间交换单元〔共享型的交换单元，时间接线器和数字交换单元〕交换网络本章主要内容内容简介多级交换网络和交换网络的阻塞问题CLOS网络*TST网络DSN网络BANYAN网络*一交换网络交换网络是由假设干个交换单元按照一定的拓扑结构和控制方式构成的网络。交换网络的三个根本要素是：交换单元、不同交换单元间的拓扑连接和控制方式。交换网络的一般结构……控制单元出线入线……交换单元交换单元交换单元交换单元交换网络1.1单级交换网络和多级交换网络交换网络按拓扑连接方式可分为：单级交换网络多级交换网络出线0N-1入线0M-1一个交换单元构成的单级交换网络交换单元出线0N-1入线0M-1同级多个交换单元构成单级交换网络交换单元0N-10M-1交换单元0N-10M-1交换单元多级交换网络如果一个交换网络中的交换单元可以分为N级，顺序命名为第1,2,…,N级，并且满足：所有入线都只与第1级交换单元连接；所有第1级交换单元都只与入线和第2级交换单元连接所有第2级交换单元都只与第1级和第3级交换单元连接依此类推，所有第N级交换单元都只与第N-1级和出线连接；那么称这样的交换网络为多级交换网络，或N级交换网络。多级交换网络的拓扑结构可用三个参数来说明：每个交换单元的容量交换单元的级数交换单元间的连接通路〔链路〕单级交换网络和多级交换网络1.2多级交换网络的内部阻塞假设出、入线空闲，但因交换网络级间链路被占用而无法接通的现象，称为多级交换网络的内部阻塞。多级交换网络(nmxnm两级交换网络)……………O1n-1O1n-1…O1n-1O1m-1O1m-1O1m-1……………………OO11m-1n-11级2级三种不同意义的无阻塞交换网络严格无阻塞网络：交换网络中只要连接的起点、终点是空闲的，不管网络处于何种状态，任何时刻都可以在交换网络中建立一个连接。可重排无阻塞网络：只要连接的起点、终点是空闲的，不管网络处于何种状态，任何时刻都可以在交换网络中直接或间接地对已有的连接重选路来建立一个连接。广义无阻塞网络：指一个给定的网络存在着固有的阻塞可能，但又可能存在着一种精巧的选路方法，使得所有的阻塞均可防止，而不必重新安排网络中已建立起来的连接。13421342C1C1C2C21，2，3，44，2，1，3

可重排无阻塞网络13421342C1C1cc2cc2可重排无阻塞网络1，2，3，44，2，1，3

交换网络其它分类单通路交换网络和多通路交换网络时分交换网络和空分交换网络内容简介

多级交换网络和交换网络的阻塞问题CLOS网络TST网络BANYAN网络DSN网络二CLOS网络为了减少交叉点总数而同时具有严格的无阻塞特性，CLOSC.很早就提出一种多级结构，推出了严格无阻塞的条件，这就是著名的CLOS网络。………1n…1n1n1n……1…1m

1r11rmmmm11111111rrrr3级CLOS网络构成:两边各有r个对称的m×n交换单元,中间是m个r×r的方形交换单元.构建思想:采用多个较小规模的交换单元连接成多级交换网络,对于较大的N,交叉点数增长速度小于,即可以减少交叉点数,又做到无阻塞.

构建方法:每一个交换单元都与下一级的各个交换单元有连接且仅有一条连接.m、n、r为网络参数,决定交换单元的容量.记为C(m,n,r)3级CLOS网络，在最坏情况下，中间级会有〔n-1〕X2个交换单元被占用，因此中间级至少要有〔n-1〕X2+1=2n-1个交换单元，即m≥2n-1时，可确保无阻塞〔严格无阻塞〕。严格无阻塞的三级CLOS网络条件:

可重排无阻塞的三级CLOS网络条件:三级非对称CLOS网络V(m,n1,r1,n2,r2)严格无阻塞:可重排无阻塞:

三级可重排CLOS网络m=n=r=2的三级可重排CLOS网络连接函数三级CLOS网络规模3级CLOS网络所需交叉点数：C3=2Nm+m(N/n)N为入〔出〕线数；m为CLOS网络第二级所需要的交换单元数；n为第一级交换单元入线数或第3级交换单元出现数。M=2n-1,n=N1/2有C3=3N(2N1/2-1)=6N3/2-3N=O(N3/2)三TST网络T接线器完成时隙交换,S接线器完成空间交换.T接线器和S接线器完成时隙和空间的交换.TST网络的结构:为三级交换网络,两侧为T接线器,中间一级为S接线器,S级的出、入线决定于两侧T接线器的数量.123123123TS2TS310723313TS2TS31S(输入控制)TS7TS2310312720313123232231731CMACMASMASMASMBSMBCMBCMBTS23TS7T(输出控制)T(输入控制)ABAB关于T-S组合网络T-S(n)-TT-S-T网络：AXE10，FETEX-150，E10B，5ESS等T-S-S-T网络：NEAX61T-S-S-S-T网络：EWSDT-S-S-S-S-T网络：5ESS(长途)S-T(n)-S1.AXE10数字程控交换机爱立信2.FETEX-150富士通通信技术3.E10B法国CIT-ALCATEL公司4.5ESSNo.5ESS美国AT&T公司5.NEAX-61日本NEC公司6.EWSD-601德国SIEMENS公司TST网络–复用器与分路器32/30PCM--一次群,速率2Mb/s进入交换系统的信号是传送的,而TST网络以并行方式工作.信号进入TST前需要进行串并转换,完成交换后进行并串转换.复用器:串转并分路器:并转串四DSN网络DSN网络由多个总线型交换单元—DSE按照一定的连接方式连接而成.五BANYAN网络BANYAN网络是一种空分交换网络,由假设干个2×2交换单元组成的多级交换网络,适用于统计复用信号的交换,目前在ATM交换机中得到广泛应用.2×2交换单元的两种状态:平行连接和交叉连接.将多个2×2交换单元分成假设干级,并按照一定的级间连接方式构成的多级交换网络称为BANYAN网络N×N的BANYAN网络,其级数为共需要个2×2交换单元BANYAN网络(续)唯一路径

banyan的任一入端到任一出端之间，具有1条且仅有一条通路。(2)自选路由自选路由，即是给定出线地址，不用外加控制命令，就可选到出线。可以使用对应于出端号的二进制码的选路标签来自动选路。BANYAN网络(续)BANYAN网络(续)01010101012345670101010101010101012345671101110010信息地址110111001信息地址11011100信息地址信元(010)BANYAN网络—内部阻塞和解决方法(1)出线阻塞

发生在交换网络的最后一级,交换网络的两条或多条入线同时试图占用同一条出现(2)内部阻塞发生在交换网络的各级(除最后一级之外)连接1:03连接2:17连接3:42连接4:64BANYAN网络—内部阻塞和解决方法(3)解决方法①适当限制入线上信息量或加大缓冲存储器来减少内部阻塞.②增加多级交换网络级数来消除阻塞要完全消除N×N的BANYAN网络的内部阻塞,至少需要级—增长型BANYAN网络③增加BANYAN网络的平面数,构成多通道交换网络—多平面banyan网络④使用排序-BANYAN网络2.5排序-BANYAN网络研究发现,只要BANYAN网络同时输入的全部数据块(信元)的出线地址(路由标签)单调排列(单调递增或单调递减),那么不存在内部阻塞.为解决BANYAN网络内部阻塞问题