资源描述
1.引言引言三种时分复用信号三种时分复用信号2.交换单元交换单元q交换单元的基本概念交换单元的基本概念q开关阵列与空间接线器开关阵列与空间接线器q共享存储器型交换单元共享存储器型交换单元时间接线器时间接线器q总线型交换单元总线型交换单元数字交换单元（数字交换单元（DSE）3.交换网络交换网络qCLOS网络网络qTST网络网络qDSN网络网络qBANYAN网络网络主要内容主要内容2.1引言 交换网络中的信号形式是数字时分复用信号。交换网络中的信号形式是数字时分复用信号。电路交换采用：电路交换采用：同步同步时分复用信号时分复用信号 分组交换采用：分组交换采用：统计统计时分复用信号时分复用信号 ATM交换采用：交换采用：异步异步时分复用信号时分复用信号（1）同步时分复用信号）同步时分复用信号电路交换采用；电路交换采用；PCM30/32路系统中的信号；路系统中的信号；同步时分复用原理同步时分复用原理：将时间划分为等长的将时间划分为等长的时间单位（帧），一帧划分为若干时隙，时时间单位（帧），一帧划分为若干时隙，时隙按顺序编号；隙按顺序编号；子信道子信道：所有帧中编号相同的时隙构成一个：所有帧中编号相同的时隙构成一个子信道，一个子信道传输一个话路信号；子信道，一个子信道传输一个话路信号；子信道的速率恒定子信道的速率恒定：64Kbps，即对每路用，即对每路用户固定分配带宽。户固定分配带宽。210312103121031F0F1F2B用户语音A用户语音位置化信道位置化信道：由子信道在时间轴上的位置识别每路：由子信道在时间轴上的位置识别每路用户；用户；同步时分复用信号的交换同步时分复用信号的交换：时隙的交换（信号在时：时隙的交换（信号在时间轴上的移动）；间轴上的移动）；交换由硬件完成交换由硬件完成。分组交换采用；分组交换采用；分组长度不固定分组长度不固定：通常：通常128字节，也可选字节，也可选32，64，256或或1024字节；字节；统计时分复用原理统计时分复用原理：将时间划分为不等长的时将时间划分为不等长的时间片，用来传送不同长度的分组，对每路用户间片，用来传送不同长度的分组，对每路用户按需分配时间片。每个分组携带标志码；按需分配时间片。每个分组携带标志码；子信道子信道：具有相同标志码的分组构成一个子信：具有相同标志码的分组构成一个子信道；道；子信道速率不恒定子信道速率不恒定：动态分配带宽。动态分配带宽。（2）统计时分复用信号（2）统计时分复用信号标志化信道标志化信道：由分组头中的标志码识别每路用户；：由分组头中的标志码识别每路用户；统计时分复用信号的交换统计时分复用信号的交换：按照分组头中的路由信：按照分组头中的路由信息分配到所需线路上；息分配到所需线路上；交换一般由软件完成交换一般由软件完成。11112332ATM交换采用；交换采用；信元长度固定信元长度固定：53字节；字节；异步时分复用与统计时分复用区别：异步时分复用与统计时分复用区别：将时间划将时间划分为等长的时间片，用来传送固定长度的信元；分为等长的时间片，用来传送固定长度的信元；交换：交换：适于采用硬件完成。适于采用硬件完成。（3）异步时分复用信号2.2.12.2.1交换单元及其数学描述交换单元及其数学描述1 1、交换单元、交换单元 交换交换的基本功能是在任意的入线和出线的基本功能是在任意的入线和出线之间建立连接。之间建立连接。在交换系统中完成这一基本功能的部件在交换系统中完成这一基本功能的部件就是就是交换网络交换网络，它是交换系统的核心。交换，它是交换系统的核心。交换网络是由若干个交换单元构成的。网络是由若干个交换单元构成的。交换单元交换单元是构成交换网络的最基本的部是构成交换网络的最基本的部件。件。2.2交换单元入线入线出线出线控制端控制端 状态端状态端M X N的交换单元的交换单元00 11M-1N-1交换单元按使用需要的不同可分为：交换单元按使用需要的不同可分为：入线入线0M-1出线出线0 N-1入线入线0M-1出线出线0 N-1出线出线0 N-1入线入线0M-1集中型（集中型（MN）扩散型（扩散型（MN）分配型（分配型（M=N）交换单元的分类（1）交换单元按信息流向分为：交换单元按信息流向分为：q 有向交换单元：当信息经过交换单元时只能从入有向交换单元：当信息经过交换单元时只能从入线进入，由出线输出，具有唯一确定的方向。线进入，由出线输出，具有唯一确定的方向。q 无向交换单元：交换单元的每条线即可输入也可无向交换单元：交换单元的每条线即可输入也可输出，其入线数必等于出现数。输出，其入线数必等于出现数。出线出线0 N-1入线入线0M-1M X N有向交换单元有向交换单元入入线线/出出线线0N-1N无向交换单元无向交换单元.交换单元的分类（2）连接特性是交换单元的基本特性，它反映了连接特性是交换单元的基本特性，它反映了交换单元入线到出线的连接能力，通常我们用交换单元入线到出线的连接能力，通常我们用连连接集合接集合和和连接函数连接函数来描述交换单元的连接特性来描述交换单元的连接特性q 连接函数连接函数 一个连接函数对应一种连接，连接函数表示一个连接函数对应一种连接，连接函数表示相互连接的入线编号和出线编号之间的一一对应相互连接的入线编号和出线编号之间的一一对应关系，即存在连接函数关系，即存在连接函数f，入线，入线x与出线与出线f(x)相连相连接，接，0 xM-1，0f(x)N-1。连接函数实际上也反映了入线编号构成的数连接函数实际上也反映了入线编号构成的数组和出线编号构成的数组之间的置换关系或排列组和出线编号构成的数组之间的置换关系或排列关系，故连接函数也被称作关系，故连接函数也被称作置换函数置换函数或或排列函数排列函数。2、连接与连接函数（自学）、连接与连接函数（自学）q 容量：容量：交换单元所有入线可以同时送入的总的信息量交换单元所有入线可以同时送入的总的信息量q 接口：接口：交换单元需要规定自己的信号接口标准，即信号形交换单元需要规定自己的信号接口标准，即信号形式、速率及信息流方向式、速率及信息流方向q 功能：功能：点到点、同发、广播点到点、同发、广播q 质量：质量：完成交换动作的速度、任何情况下是否能完成指定完成交换动作的速度、任何情况下是否能完成指定连接、信息经过交换单元是否有损伤（时间、语义）连接、信息经过交换单元是否有损伤（时间、语义）交换单元的性能交换单元的性能交换单元交换单元2.2.2 空分交换单元空分交换单元时分时分交换单元交换单元空分空分交换单元交换单元空分交换单元空分交换单元：由空间上分离的多个小的交换部：由空间上分离的多个小的交换部件或开关部件按照一定的规律连接构成。件或开关部件按照一定的规律连接构成。空分交换单元空分交换单元空间接线器（空间接线器（S接线器）接线器）开关阵列开关阵列多条多条通路通路唯一唯一通路通路在交换单元内部，要建立任意入线和任意出在交换单元内部，要建立任意入线和任意出线之间的连接，就在每条入线和每条出线之间都线之间的连接，就在每条入线和每条出线之间都各自接上一个开关，所有开关就构成了交换单元各自接上一个开关，所有开关就构成了交换单元内部的内部的开关阵列开关阵列。1 1、开关阵列、开关阵列TS7TS7入线入线出线出线00 11M-1N-1q 信息具有均匀的单位延时。信息具有均匀的单位延时。q 适合于构成较小交换单元（开关数反映了实现适合于构成较小交换单元（开关数反映了实现的复杂度和成本的高低）。的复杂度和成本的高低）。q 容易实现同发和广播功能容易实现同发和广播功能q 交换单元的性能依赖于所使用的开关。交换单元的性能依赖于所使用的开关。q 控制简单控制简单开关阵列的特性开关阵列的特性功能功能：实现多个输入、输出复用线之间的空间交换。：实现多个输入、输出复用线之间的空间交换。2、空间接线器（、空间接线器（Space Switch）组成组成电子交叉矩阵电子交叉矩阵控制存储器控制存储器CM(1)结结 构构不能完成时隙交换！不能完成时隙交换！简称简称：S接线器。接线器。复用线复用线：传送同步时分复用信号的线路。：传送同步时分复用信号的线路。电子交叉矩阵：开关阵列电子交叉矩阵：开关阵列一般入线数一般入线数=出线数，即为出线数，即为NN开关阵列，此时开关阵列，此时S接线器就叫做接线器就叫做NN的的S接线器接线器0 1 20 1 2入线编号入线编号出线编号出线编号0 1 201272、空间接线器（、空间接线器（Space Switch）输入输入控制：控制：输出输出控制：控制：按控制方式按控制方式分为分为CM号号-入入线编号线编号CM号号-出出线编号线编号(2)工作原理工作原理200 1 20 1 2TS7入线编号入线编号出线编号出线编号TS7：1入入2出出0 1 20127入线编号入线编号时隙号时隙号出线编号出线编号TS7输入控制输入控制2 1 0012721TS7TS70 1 2入线编号入线编号0 1 2出线编号出线编号出线编号出线编号时隙号时隙号？TS7：1入入2出出相应的单元应该相应的单元应该填入什么内容？填入什么内容？输出控制输出控制入线编号入线编号n控制存储器（控制存储器（CM-Control Memory）：）：n CM数量数量=入（出）线数入（出）线数n CM的存储单元个数的存储单元个数=入（出）线上复用入（出）线上复用时隙数时隙数n CM的存储单元内容的存储单元内容=出（入）线编号出（入）线编号n CM的存储单元长度的存储单元长度=出（入）线编号的出（入）线编号的二进制位数二进制位数n例：例：3232的的S接线器，每条复用线上接线器，每条复用线上512个时隙。以上各量应为多少？个时隙。以上各量应为多少？作业作业 a：01 TS0 b：12 c：20 d：02 TS1 e：10 f：21空间接线器如例题所示，分别对于两种工作方式，空间接线器如例题所示，分别对于两种工作方式，在控制存储器的相应单元填入适当内容，满足以在控制存储器的相应单元填入适当内容，满足以下交换要求：下交换要求：24 功能功能：完成同一复用线上不同时隙间的交换。：完成同一复用线上不同时隙间的交换。组成组成存储语音信息存储语音信息控制控制SMSM的读或写的读或写话音存储器话音存储器SMSM控制存储器控制存储器CMCM(1)结结 构构不能完成空间交换！不能完成空间交换！简称简称：T接线器。接线器。时隙交换时隙交换：指入线上各个时隙的内容要按照交：指入线上各个时隙的内容要按照交换连接的需要，分别在出线上的不同时隙位置换连接的需要，分别在出线上的不同时隙位置输出。输出。2.2.3 时分交换单元时分交换单元1、时间接线器、时间接线器(Time Switch)WTS0TSnTS0TSn0n-1n-10SMCMR/T接线器组成结构图接线器组成结构图单元地址单元地址 时隙号时隙号 大小大小（单元个数）（单元个数）=输入复用线上每帧的时隙数输入复用线上每帧的时隙数n。话音存储器话音存储器SM字长字长（单元大小）（单元大小）=8 比特比特例：例：T接线器输入复用线上一帧复用接线器输入复用线上一帧复用512个时隙，个时隙，问问SM的容量是多少？的容量是多少？SM大小（单元个数）大小（单元个数）=512 字长（单元大小）字长（单元大小）=8 比特比特 SM容量容量=5128bit内容内容：PCM编码的语音信息编码的语音信息 大小大小（单元个数）（单元个数）=时隙数时隙数n =SM大小大小控制存储器控制存储器CM 单元地址单元地址 时隙号时隙号字长字长（单元大小）（单元大小）=log2n例：例：T接线器输入复用线上一帧复用接线器输入复用线上一帧复用512个时隙，个时隙，问问CM的容量是多少？的容量是多少？CM大小（单元个数）大小（单元个数）=SM大小大小=512字长（单元大小）字长（单元大小）=9 比特比特 (29=512)CM容量容量=5129bit内容内容：SM在该时隙内写入在该时隙内写入/读出的地址读出的地址28原理：先存储，后转发。原理：先存储，后转发。工作方式工作方式：n输出控制：（顺序写入，控制读出）输出控制：（顺序写入，控制读出）n输入控制：（控制写入，顺序读出）输入控制：（控制写入，顺序读出）（掌握两种工作方式下的工作过程，会区分（掌握两种工作方式下的工作过程，会区分工作方式）工作方式）重要知识点重要知识点(2)工作原理工作原理29 TS6 TS17 输出控制输出控制A控制读出控制读出顺序写入顺序写入6SMTS6TS1717CM6176630输入控制输入控制 TS6 TS17 ASMCM顺序读出顺序读出控制写入控制写入17TS6TS176176171731请问：请问：CM的工作方式是什么？的工作方式是什么？控制写入，顺序读出控制写入，顺序读出输入控制和输出控制都是针对输入控制和输出控制都是针对SM而言而言（3）容量和时延）容量和时延T接线器的容量接线器的容量=SM容量容量=nn（n-时隙数）时隙数）时延时延串串/并转换并转换存储时延存储时延SM、CM都是前半周期写，后都是前半周期写，后半周期读半周期读注意：容量有限注意：容量有限作业n课后习题课后习题P58-2.6，2.72、数字交换单元（、数字交换单元（DSE）DSE：是一种总线型交换单元，又称空时结合交：是一种总线型交换单元，又称空时结合交换单元，既可实现时隙之间交换，又可实现复用换单元，既可实现时隙之间交换，又可实现复用线之间的交换。线之间的交换。只适用于同步时分复用信号的交换。只适用于同步时分复用信号的交换。2、数字交换单元（、数字交换单元（DSE）（1）结构）结构RXTX交换交换端口端口0RXTX交换交换端口端口7RXTX交换交换端口端口8RXTX交换交换端口端口15时时 钟钟双交换双交换 端口端口0双交换双交换 端口端口7 39条并行时分复用总线（条并行时分复用总线（TDM）数据总线数据总线(D)：16条条，传输，传输PCM链路上每路链路上每路16bit信息。信息。端口地址总线端口地址总线(P)：4条条，传输端口地址（，传输端口地址（16个端口）个端口）信道地址总线信道地址总线(C)：5条条，传输信道地址（，传输信道地址（32个信道）个信道）控制总线、时钟线、证实线、返回信道总线。控制总线、时钟线、证实线、返回信道总线。发送侧发送侧TX接收侧接收侧RX双向端口双向端口PCM出出PCM入入双向双向PCM链路，一帧链路，一帧32个时隙个时隙16个双向端口：个双向端口：信道信道CH16bit串行码率：串行码率：4096Kb/s端口的接收侧（端口的接收侧（RX）输入同步输入同步信道信道RAM端口端口RAMPCM入入端口端口RAM单元长度：单元长度：4bit单元内容：该信道要接续的端口号单元内容：该信道要接续的端口号32个单元对应个单元对应32个信道个信道信道信道RAM单元长度：单元长度：5bit单元内容：该信道要接续的信道号单元内容：该信道要接续的信道号32个单元对应个单元对应32个信道个信道输入同步电路：完成位同步和帧同步。输入同步电路：完成位同步和帧同步。端口的发送侧（端口的发送侧（TX）发送控制发送控制数据数据RAM端口端口比较器比较器PCM出出数据数据RAM（话音存储器）（话音存储器）单元长度：单元长度：16bit单元内容：该信道要输出的信息单元内容：该信道要输出的信息32个单元对应个单元对应32个信道个信道工作方式：控制写入、顺序读出工作方式：控制写入、顺序读出端口比较器：将总线上端口号与本端口号相比较。端口比较器：将总线上端口号与本端口号相比较。发送控制器：协调发送侧的内部操作，如数据发送控制器：协调发送侧的内部操作，如数据RAM的读的读/写。写。nDSE任意端口接收侧的任意信道中的信息任意端口接收侧的任意信道中的信息都能通过总线交换到任意端口发送侧的任都能通过总线交换到任意端口发送侧的任意信道上。意信道上。nDSE：512 512无向交换单元无向交换单元信道字信道字（16bit）换码：换码：10 处理机信息处理机信息选择：选择：01 端口号码、信道号码端口号码、信道号码置闲：置闲：00 信道置闲信道置闲数据：数据：11 语音语音(8bit)，数据（，数据（14bit）（2）工作原理）工作原理信道字信道字最高两位最高两位DSE中，任一端口中，任一端口RX的任一的任一CH都可以通过都可以通过TDM总线连接到总线连接到任一端口任一端口TX的任一的任一CH。这就形成了。这就形成了DSE内部的一个通路。这内部的一个通路。这一通路是根据外部送来的选择信道字而建立的。一通路是根据外部送来的选择信道字而建立的。DSE具有建立、保持、拆除其内部通路的功能，并通过已经具有建立、保持、拆除其内部通路的功能，并通过已经建立的通路进行信息交换。建立的通路进行信息交换。D P C端口端口RAM信道信道RAM003131RX3数据数据RAM031TX9TS20TS10101020920RX3CH10 TX9CH2020S9920S交换网络交换网络:是由若干个交换单元按照一定的是由若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。拓扑结构和控制方式构成的网络。交换网络的三个基本要素是：交换网络的三个基本要素是：交换单元交换单元、不、不同交换单元间的同交换单元间的拓扑连接拓扑连接和和控制方式控制方式。2.3 交换网络交换网络交换网络的一般结构交换网络的一般结构控制单元控制单元出线出线入线入线交换交换单元单元交换交换单元单元交换交换单元单元交换交换单元单元交换网络交换网络01.M-101.N-1M N交换网络交换网络单级交换网络单级交换网络 多级交换网络多级交换网络单级交换网络单级交换网络：由一个或若干个位于同一级的交换：由一个或若干个位于同一级的交换单元构成的交换网络。单元构成的交换网络。需交换的信息在单级交换网络中一次通过，即需交换的信息在单级交换网络中一次通过，即一次入线到出线的连接，只经过一个交换单元。一次入线到出线的连接，只经过一个交换单元。交换网络按拓扑连接方式可分为：交换网络按拓扑连接方式可分为：1.单级交换网络和多级交换网络单级交换网络和多级交换网络是不是单级交换网络？是不是单级交换网络？出出线线入入线线交换交换单元单元交换交换单元单元交换交换单元单元交换交换单元单元入入线线出出线线单级交换网络 如果一个交换网络中的交换单元可以分为如果一个交换网络中的交换单元可以分为K级，顺序命名为级，顺序命名为第第1,2,K级，并且满足：级，并且满足：所有入线都只与第所有入线都只与第1级交换单元连接；级交换单元连接；所有第所有第1级交换单元都只与入线和第级交换单元都只与入线和第2级交换单元连接；级交换单元连接；所有第所有第2级交换单元都只与第级交换单元都只与第1级和第级和第3级交换单元连接；级交换单元连接；依此类推，所有第依此类推，所有第K级交换单元都只与第级交换单元都只与第K-1级和出线连接；级和出线连接；则称这样的交换网络为则称这样的交换网络为多级交换网络多级交换网络，或，或K级交换网络级交换网络。多级交换网络多级交换网络多级交换网络多级交换网络02310231第第1级级第第3级级第第2级级3级交换网络级交换网络每个交换单元：每个交换单元：22连接关系由图形表示连接关系由图形表示多级交换网络的拓扑结构可用三个参量来说明：多级交换网络的拓扑结构可用三个参量来说明：每个交换单元的容量每个交换单元的容量 交换单元的级数交换单元的级数 交换单元间的连接通路（链路）交换单元间的连接通路（链路）多级交换网络：由交换单元自身的连接函数和级多级交换网络：由交换单元自身的连接函数和级间链路的连接函数共同描述间链路的连接函数共同描述多级交换网络多级交换网络02310231OO11问题引入：问题引入：02连接已经建立，要建立连接已经建立，要建立1 3连接连接 1级级2级级单级交换网络单级交换网络（交换单元）（交换单元）44 2级交换网络级交换网络存在！存在！不存在！不存在！内部阻塞：入、出线空闲，但因交换网络内部阻塞：入、出线空闲，但因交换网络级间链路被占用而无法接通的现象。级间链路被占用而无法接通的现象。2.多级交换网络的内部阻塞多级交换网络的内部阻塞02310231OO11 2级交换网络级交换网络单级交换网络单级交换网络（交换单元）（交换单元）交叉点数量交叉点数量 224=16个个44交叉点数量交叉点数量 44=16个个=多级交换网络的交叉点数量多级交换网络的交叉点数量交叉点数量交叉点数量 336=54个个交叉点数量交叉点数量 99=81个个 2级交换网络级交换网络单级交换网络单级交换网络（交换单元）（交换单元）99多级交换网络的交叉点数量多级交换网络的交叉点数量nm x nm 2级交换网络级交换网络O1n-1O1n-1O1n-1O1m-1O1m-1O1m-1OO11m-1n-1交叉点数量：交叉点数量：m n2+m2 n交叉点数量交叉点数量 n2m2单级交换网络单级交换网络（交换单元）（交换单元）nm x nm若若m=n=86464网络网络=1024个个=4096个个多级交换网络的交叉点数量多级交换网络的交叉点数量严格无阻塞网络严格无阻塞网络：不管网络处于何种状态，任何时刻都可以在交换网络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，只要这个连接的起点、终点是空闲的，中建立一个连接，只要这个连接的起点、终点是空闲的，而不会影响网络中已建立起来的连接。而不会影响网络中已建立起来的连接。可重排无阻塞网络可重排无阻塞网络：不管网络处于何种状态，任何时刻都可以在交换网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对已有的连接重选路由来建立一个连接，只要络中直接或对已有的连接重选路由来建立一个连接，只要这个连接的起点、终点是空闲的，而不会影响网络中已建这个连接的起点、终点是空闲的，而不会影响网络中已建立起来的连接。立起来的连接。广义无阻塞网络广义无阻塞网络：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避免，能存在着一种精巧的选路方法，使得所有的阻塞均可避免，而不必重新安排网络中已建立起来的连接。而不必重新安排网络中已建立起来的连接。无阻塞交换网络无阻塞交换网络 NN的的CLOS网络：对于较大的网络：对于较大的N，满足减少交叉点总，满足减少交叉点总数的同时具有严格的无阻塞特性。数的同时具有严格的无阻塞特性。1n1n1n1n11m1r11 rmmmm11111111rrrr3级级CLOS网络网络N条条入入线线N条条出出线线每一个交换单元与下一级各个交换单元有且仅有一条连接每一个交换单元与下一级各个交换单元有且仅有一条连接由入线到出线，内部通路不只一条由入线到出线，内部通路不只一条N=rnC（m,n,r）3.CLOS网络网络三级三级CLOS网络交叉点数量网络交叉点数量nN=36的三级的三级CLOS网络网络n第一级：第一级：6个个6*11交换单元交换单元n第二级：第二级：11个个6*6交换单元交换单元n第三级：第三级：6个个11*6交换单元交换单元n交叉点交叉点=1188n若为单级交换网络，交叉点若为单级交换网络，交叉点=362=1296n-1条条an-1条忙条忙n-1条忙条忙可用可用n-1条条b11n-1n-1m个个严格无阻塞：严格无阻塞：m2n-1。m应该满足应该满足什么条件？什么条件？三级三级CLOS网络无阻塞条件网络无阻塞条件13421342可重排无阻塞：可重排无阻塞：mn已经建立：已经建立：14 和和 3 1 连接连接要再建立：要再建立：22 和和 4 3 连接？连接？13421342可重排无阻塞网络可重排无阻塞网络习题n构造一个构造一个9*9的三级严格无阻塞的三级严格无阻塞CLOS网络。网络。TST网络是在电路交换系统中经常使用的一种交换网网络是在电路交换系统中经常使用的一种交换网络，它是三级交换网络，两侧为络，它是三级交换网络，两侧为T接线器，中间一级为接线器，中间一级为S接线器。接线器。TTS交换网络入线数交换网络入线数交换网络出线数交换网络出线数第第1级级T数量数量第第3级级T数量数量S的出入线数（容量）的出入线数（容量）第第1级级T接线器：负责输入线上的时隙交换。接线器：负责输入线上的时隙交换。第第2级级S接线器：负责不同线之间的空间交换。接线器：负责不同线之间的空间交换。第第3级级T接线器：负责输出线上的时隙交换。接线器：负责输出线上的时隙交换。3.2 TST网络网络63结构结构TST：3232，每条输入输出线上一帧复用，每条输入输出线上一帧复用512个时隙。个时隙。试分析结构：试分析结构：l各个各个Memory的容量；的容量；l各个各个Memory的内容；的内容；两侧各有两侧各有32个个T，每个，每个T的的SM：5128bit，CM：5129bitS：3232，每个，每个S的的CM：5125bit工作方式工作方式1级级T：输出控制（顺序写入，控制读出）：输出控制（顺序写入，控制读出）2级级S：输出控制（控制输出线上交叉点）：输出控制（控制输出线上交叉点）3级级T：输入控制（控制写入，顺序读出）：输入控制（控制写入，顺序读出）两级两级T采用不同控制方式采用不同控制方式 S输入、输出均可输入、输出均可工作原理工作原理A:HW0TS2B:HW31TS511双向双向T：单向：单向TST：单向：单向A：HW0TS2 B：HW31TS511B：HW31TS511 A：HW0TS2A B内部时隙：内部时隙：TS7B A内部时隙：如何选择？内部时隙：如何选择？为减少选路次数，简化控制，可使两个方向的内部时隙具为减少选路次数，简化控制，可使两个方向的内部时隙具有一定的对应关系。有一定的对应关系。反相法：反相法：相差半帧相差半帧设：设：Nf=一帧的时隙数一帧的时隙数 Na=A到到B方向的内部时隙数方向的内部时隙数 Nb=B到到A方向的内部时隙数方向的内部时隙数则：则：Nb=Na+Nf/2规律：相差半帧的两数，其二进制编码仅为最高位相反。规律：相差半帧的两数，其二进制编码仅为最高位相反。eg：(7)2=000000111 (263)2=100000111方法：用反相器作为硬件实现。方法：用反相器作为硬件实现。内部时隙选择内部时隙选择HW0HW31输出控制输出控制输出控制输出控制输入控制输入控制TS2ATS511227TS7TS7TS77 511TS511263 511TS263TS263TS2632632TS2263317 0BBA2A:HW0TS2B:HW31TS511B:HW31TS511A:HW0TS2TS511?TS2ITS77+512/2=263263关于关于T-S组合网络组合网络T-S(n)-TT-S-T网络：网络：AXE10，FETEX-150，E10B，5ESS等等T-S-S-T网络：网络：NEAX61T-S-S-S-T网络：网络：EWSDT-S-S-S-S-T网络：网络：4ESS(长途长途)S-T(n)-S串串/并转换并转换多路信号时分复用多路信号时分复用复用器复用器并并/串转换串转换高速时分复用信号的分路高速时分复用信号的分路分路器分路器分分路路器器T分分路路器器TTS复复用用器器复复用用器器1n串串行行1n串串行行串串行行串串行行1n1n并行并行并行并行T并行并行并行并行并行并行并行并行并行并行并行并行复用器和分路器复用器和分路器分分路路P/SP/S 分路器原理图分路器原理图并行并行 并行并行串行串行复复用用S/PS/P复用器原理图复用器原理图串行串行并行并行并行并行 1nTS0TS1PCM1TS0TS1PCM2TS0TS1PCM3TS0TS1PCM4串行码信息速率：串行码信息速率：2048kbit/sD0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7TS0TS1PCM1D0D7PCM2D0D7PCM3D0D7PCM4D0D7并行码信息速率：并行码信息速率：256kbit/sD0D1D7TS0TS1PCM1PCM2PCM3PCM4TS0TS1PCM1PCM2PCM3PCM4TS0TS1PCM1PCM2PCM3PCM4 并行码信息速率：并行码信息速率：256k*4=1024kbit/s此时一帧复用多少时隙？此时一帧复用多少时隙？32*4=128PCM1PCM2PCM3PCM4PCM1PCM2PCM3PCM4PCM1PCM2PCM3PCM4TST网络中的几个问题n（1）两级）两级T接线器的控制方式接线器的控制方式n第第1级级输出：输出：SMA写入单元号与输入时隙号对应写入单元号与输入时隙号对应 第第3级级输入：输入：SMB写入单元号与输出时隙号对应写入单元号与输出时隙号对应 SMA和和SMB有单元损坏时相应输入输出通路不能使有单元损坏时相应输入输出通路不能使用。用。n第第1级级输入：输入：SMA写入单元号与内部时隙号对应写入单元号与内部时隙号对应 第第3级级输出：输出：SMB写入单元号与内部时隙号对应写入单元号与内部时隙号对应 SMA和和SMB有单元损坏时，只要不采用对应的内部有单元损坏时，只要不采用对应的内部时隙即可。时隙即可。TST网络中的几个问题n（2）两级）两级T接线器控制存储器合用接线器控制存储器合用n第第1级级输出输出 第第3级级输入输入 同一复用线上两级同一复用线上两级T接线器控制存储器相差半帧的两接线器控制存储器相差半帧的两个单元中内容相同。个单元中内容相同。n第第1级级输入输入 第第3级级输出输出 同一复用线上两级同一复用线上两级T接线器控制存储器同一个编号的接线器控制存储器同一个编号的两个单元中的内容相差半帧。两个单元中的内容相差半帧。n（3）内部阻塞）内部阻塞n概率非常小，约为概率非常小，约为10-6，可近似为无阻塞网络。，可近似为无阻塞网络。作业nP59-2.112.3.3 DSN网络（数字交换网络）网络（数字交换网络）DSN：由多个：由多个DSE按照一定的连接方式构成。按照一定的连接方式构成。1、结构、结构单侧折叠式（出、入线位于同一侧）单侧折叠式（出、入线位于同一侧）(1)组成组成DSN多级多平面多级多平面4级级4平面平面第第1级级入口级入口级第第2、3、4级级选组级选组级-第第2、3、4级构成级构成由相同由相同DSE构成构成终端模块终端模块ABCD07700组组15组组07700组组15组组070770700707707000150150150组组7组组07078入口级入口级0437选组级选组级第第1级级第第2级级第第3级级第第4级级12（07、1215）11平面平面0平面平面1 平面平面2平面平面30815815815815815815815815返回返回051115平面平面1平面平面2平面平面3DSN网络结构图网络结构图平面平面0a、入口级、入口级 选面级。由多对选面级。由多对DSE（入口接线器）构成。（入口接线器）构成。DSE16个双向交换端口个双向交换端口07811(4个个)选组级的各个平面选组级的各个平面双向双向32信道信道PCM链路链路1215(12个个)终端模块终端模块用户模块用户模块特殊模块特殊模块每个模块可接每个模块可接128个用户个用户一对入口接线器可接：一对入口接线器可接：8128=1024个用户个用户去去DSNDSN图图终端模块终端模块入口级入口级第第1级级12个端口个端口12个个属于同一对入口属于同一对入口接线器的终端之接线器的终端之间通信，通过第间通信，通过第1 1级完成级完成去去DSNDSN图图数量数量数量数量b、选组级、选组级3级：第级：第2、3、4级级4平面：第平面：第2、3、4级级终端模块数量终端模块数量终端话务量终端话务量第第2级级第第3级级16组组DSE，每组，每组8个个DSE端口端口07接前一级接前一级DSE端口端口815接后一级接后一级DSE第第4级级8组组DSE，每组，每组8个个DSE，16个端口都接前一级个端口都接前一级去去DSNDSN图图第第1级级第第2级级平面平面0、0组组4对对（8个）个）同组，同一个第同组，同一个第2级级DSE的属于不同对的属于不同对入口接线器的终端入口接线器的终端 之间通信，只能通之间通信，只能通过第过第2级完成级完成（2）DSN的连线规律 第一级第一级 第二级第二级端口号端口号8 平面号平面号DSE或或DSE号号+4 端口号端口号去去DSNDSN图图DSE容量去去DSNDSN图图第第2级级16组组DSE，每组，每组8个个DSE，第，第2级共有级共有168=128个个DSE；每个；每个DSE接接4对入口接线器，对入口接线器，第第1级最多有级最多有1284=512对入口接线器；每对入对入口接线器；每对入口接线器可接口接线器可接1024个用户，个用户，DSN最多能接最多能接5121024=524258用户。实际用户。实际10万个左右。万个左右。第第2级级第第3级级0组组0组组同组，第同组，第2级不同级不同DSE的终端的终端 之间通信，只之间通信，只能通过第能通过第3级完成级完成 第二级第二级 第三级第三级组号组号 组号组号DSE号号 入端口号入端口号出端口号出端口号8 DSE号号同组内交叉连接去去DSNDSN图图第第3级级第第4级级0组组0组组1组组15组组1组组8组组 第三级第三级 第四级第四级 组号组号 端口号端口号 DSE号号 DSE号号出端口号出端口号8 组号组号不同组的不同组的DSE的终端的终端 之间通信，只能通过第之间通信，只能通过第4级完成级完成不同组间交叉连接去去DSNDSN图图（3）网络地址）网络地址 终端模块具有唯一的地址码，终端模块具有唯一的地址码，A B C D（共（共13bit）A：第：第1级级DSE入端口号码，入端口号码，12种，种，4bitB：第：第2级级DSE入端口号码，入端口号码，4种，种，2bitC：第：第3级级DSE入端口号码，入端口号码，8种，种，3bitD：第：第4级级DSE入端口号码，入端口号码，16种，种，4bit终端模块编号终端模块编号第第1级级DSE号号第第2级级DSE号号第第2、3级组号级组号去去DSNDSN图图（1）DD不同组，反射点在第不同组，反射点在第4级。级。（2）D=D 、C C 同组，第同组，第2级不同级不同DSE，反射点在第，反射点在第3级。级。反射点位置：通过地址比较决定反射点位置：通过地址比较决定同组，第同组，第2级同一级同一DSE，第，第1级不同的级不同的DSE对，反射点在第对，反射点在第2级。级。第第1级同一级同一DSE对，反射点在第对，反射点在第1级。级。（4）D=D 、C=C 、B=B 、A A（3）D=D 、C=C 、B B 2、工作原理、工作原理去去DSNDSN图图 例：主叫例：主叫 A、B、C、D 为为 4、1、5、2，被叫被叫 A 、B 、C 、D 为为12、2、4、10。ABCD4152第4号终端第1级第1号DSE对第2级第5号DSE第2组A B C D 122410第12号终端 第1级第2号DSE对第2级第4号DSE第10组第二组第二组第第5号号DSE第第1号号DSE对的对的第第4号终端号终端第第10组组第第4号号DSE第第2号号DSE对的对的第第12号终端号终端DD，反射点在第，反射点在第4级。级。去去DSNDSN图图qBANYAN 网络的基本结构网络的基本结构qBANYAN 网络的基本特性网络的基本特性qBANYAN 网络的工作原理网络的工作原理qBANYAN 网络的内部阻塞网络的内部阻塞q排序排序-BANYAN网络网络2.3.4 BANYAN 网络网络BANYAN 网络是一种空分交换网络，是由若网络是一种空分交换网络，是由若干个干个22交换单元组成的多级交换网络，在交换单元组成的多级交换网络，在ATM交换机中得到广泛应用。交换机中得到广泛应用。1、BANYAN 网络的基本结构网络的基本结构01230123 第第1级级第第2级级建立连接建立连接0031唯一路径唯一路径（每条入线到（每条入线到每条出线有且仅有一条路径）每条出线有且仅有一条路径）均匀洗牌均匀洗牌4x4的二级的二级banyan网络网络构成构成2个个4X4+一级一级4个个2X2交换单元交换单元对任意对任意BANYAN网络是否成立？网络是否成立？第第1级级第第2级级第第3级级0123456701234567子洗牌子洗牌均匀洗牌均匀洗牌8 x 8的的3级级banyan网络网络构成？构成？注意连接方式注意连接方式建立连接建立连接0273唯一路径唯一路径（1）可扩展性）可扩展性 BANYAN的构成具有一定的规律，可由较小的的构成具有一定的规律，可由较小的BANYAN网络递归构成较大的网络递归构成较大的BANYAN网络。网络。2、BANYAN网络的基本特性网络的基本特性N X N2N X 2N：2组组N X N+一组一组N个个2X2交换单元交换单元第一组第一组N X N的的N条出线分别与条出线分别与N个个2X2的的某某一入线相连一入线相连第二组第二组N X N的的N条出线分别与条出线分别与N个个2X2的的另另一入线相连一入线相连16X16BANYAN交换网络的构成Banyan网络的可扩展性网络的可扩展性对于对于N X N 的的BANYAN网络，级数网络，级数M，满足满足M=log2N，即，即2M=N。Banyan网络的可扩展性网络的可扩展性（2）唯一路径）唯一路径 每条入线到每条出线有且仅有一条路径每条入线到每条出线有且仅有一条路径2、BANYAN网络的基本特性网络的基本特性4 X4满足唯一路径满足唯一路径利用数学归纳法证明利用数学归纳法证明假设假设NXN也成立。也成立。对对2NX2N，由构成规则中级间连接方式知，由，由构成规则中级间连接方式知，由NXN出线出线到最后一级到最后一级2X2交换单元任意出线有且仅有一条路径。交换单元任意出线有且仅有一条路径。2NX2N也成立。也成立。对任意的对任意的N，BANYAN网络都具有唯一路径。网络都具有唯一路径。（3）自选路由）自选路由 给定出线地址，不用外加控制命令，就可选到给定出线地址，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。签来自动选路。任意入线到所有任意入线到所有N条出线有条出线有N个连接，由个连接，由M位位二进制的二进制的N种编码表示。种编码表示。所有入线到同一出线的连接的编码表示都相所有入线到同一出线的连接的编码表示都相同，为出线编号。同，为出线编号。2、BANYAN网络的基本特性网络的基本特性(010)(011)(101)(100)8 x 8的的3级级banyan网络网络Banyan网络的自选路由特性网络的自选路由特性012345670123456710110101010101010101010(010)(011)(100)(101)3、BANYAN网络的工作原理网络的工作原理（011）123456712345670001010100101010101010101（110）（010）1（111）冲突！冲突！3、内部阻塞发生阻塞的发生阻塞的2 22 2交换单元在交换网络除最后一级的交换单元在交换网络除最后一级的其它级上。其它级上。只要只要BANYAN网络同时输入的全部数据块网络同时输入的全部数据块(信元信元)的的出线地址出线地址(路由标签路由标签)单调排列单调排列(即单调递增或单调即单调递增或单调递减递减)，则不存在内部阻塞。，则不存在内部阻塞。4、排序、排序-BANYAN网络网络 因此，为了满足因此，为了满足BANYAN网络无阻塞条件，解网络无阻塞条件，解决决BANYAN网络的内部阻塞，可在网络的内部阻塞，可在BANYAN网络前网络前加入排序网络，构成排序加入排序网络，构成排序-BANYAN网络。网络。该网络也简称为该网络也简称为B-B网，是由网，是由BATCHER排序网排序网和和BANYAN网组成，它成功地避免了网组成，它成功地避免了BANYAN网络网络的内部阻塞，这是目前的内部阻塞，这是目前ATM交换机使用较多的一种交换机使用较多的一种网络。网络。BATCHER排序网是由排序网是由2X2的比较器的比较器（BATCHER比较器）构成的。比较器）构成的。xymin(x,y)max(x,y)xymin(x,y)max(x,y)BATCHER-BANYAN网络网络BATCHER-BANYAN网络011111010100011010100111111100010011BATCHER-BANYAN网络网络 描述交换单元连接特性的方法描述交换单元连接特性的方法 交换单元的外部特性描述的描述指标交换单元的外部特性描述的描述指标 三种典型的交换单元的结构、特性及工作原理三种典型的交换单元的结构、特性及工作原理 无阻塞网络的概念，构成无阻塞网络的方法无阻塞网络的概念，构成无阻塞网络的方法 CLOS、TST、DSN、BANYAN网络的结构及网络的结构及特性特性本章小结本章小结思考题1.PCM的时分复用中，随着复用路数的增加，的时分复用中，随着复用路数的增加，每帧中包含的子支路数增加，其每帧的时每帧中包含的子支路数增加，其每帧的时间长度是否会随着增加？为什么？间长度是否会随着增加？为什么？2.利用单向交换网络能否实现用户的双向通利用单向交换网络能否实现用户的双向通信？信？3.T接线器和接线器和S接线器的主要区别是什么？接线器的主要区别是什么？4.能否自己想出一个可重排的能否自己想出一个可重排的CLOS网络例网络例子？子？
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