現(xiàn)代交換原理3ch2

交換網(wǎng)絡(luò)交換單元交換單元根本概率空間交換單元〔開關(guān)陣列和空間接線器〕時(shí)間交換單元〔共享型的交換單元，時(shí)間接線器和數(shù)字交換單元〕交換網(wǎng)絡(luò)本章主要內(nèi)容內(nèi)容簡(jiǎn)介多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)和交換網(wǎng)絡(luò)的阻塞問題CLOS網(wǎng)絡(luò)*TST網(wǎng)絡(luò)DSN網(wǎng)絡(luò)BANYAN網(wǎng)絡(luò)*一交換網(wǎng)絡(luò)交換網(wǎng)絡(luò)是由假設(shè)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)根本要素是：交換單元、不同交換單元間的拓?fù)溥B接和控制方式。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)1.1單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)和多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)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)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)出線0N-1入線0M-1一個(gè)交換單元構(gòu)成的單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)交換單元出線0N-1入線0M-1同級(jí)多個(gè)交換單元構(gòu)成單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)交換單元0N-10M-1交換單元0N-10M-1交換單元多級(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N級(jí)，順序命名為第1,2,…,N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N級(jí)交換單元都只與第N-1級(jí)和出線連接；那么稱這樣的交換網(wǎng)絡(luò)為多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)，或N級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)。多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可用三個(gè)參數(shù)來說明：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〕單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)和多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)1.2多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部阻塞假設(shè)出、入線空閑，但因交換網(wǎng)絡(luò)級(jí)間鏈路被占用而無法接通的現(xiàn)象，稱為多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部阻塞。多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)(nmxnm兩級(jí)交換網(wǎng)絡(luò))……………O1n-1O1n-1…O1n-1O1m-1O1m-1O1m-1……………………OO11m-1n-11級(jí)2級(jí)三種不同意義的無阻塞交換網(wǎng)絡(luò)嚴(yán)格無阻塞網(wǎng)絡(luò)：交換網(wǎng)絡(luò)中只要連接的起點(diǎn)、終點(diǎn)是空閑的，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?？芍嘏艧o阻塞網(wǎng)絡(luò)：只要連接的起點(diǎn)、終點(diǎn)是空閑的，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)中直接或間接地對(duì)已有的連接重選路來建立一個(gè)連接。廣義無阻塞網(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防止，而不必重新安排網(wǎng)絡(luò)中已建立起來的連接。13421342C1C1C2C21，2，3，44，2，1，3

可重排無阻塞網(wǎng)絡(luò)13421342C1C1cc2cc2可重排無阻塞網(wǎng)絡(luò)1，2，3，44，2，1，3

交換網(wǎng)絡(luò)其它分類單通路交換網(wǎng)絡(luò)和多通路交換網(wǎng)絡(luò)時(shí)分交換網(wǎng)絡(luò)和空分交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容簡(jiǎn)介

多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)和交換網(wǎng)絡(luò)的阻塞問題CLOS網(wǎng)絡(luò)TST網(wǎng)絡(luò)BANYAN網(wǎng)絡(luò)DSN網(wǎng)絡(luò)二CLOS網(wǎng)絡(luò)為了減少交叉點(diǎn)總數(shù)而同時(shí)具有嚴(yán)格的無阻塞特性，CLOSC.很早就提出一種多級(jí)結(jié)構(gòu)，推出了嚴(yán)格無阻塞的條件，這就是著名的CLOS網(wǎng)絡(luò)。………1n…1n1n1n……1…1m

1r11rmmmm11111111rrrr3級(jí)CLOS網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成:兩邊各有r個(gè)對(duì)稱的m×n交換單元,中間是m個(gè)r×r的方形交換單元.構(gòu)建思想:采用多個(gè)較小規(guī)模的交換單元連接成多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò),對(duì)于較大的N,交叉點(diǎn)數(shù)增長(zhǎng)速度小于,即可以減少交叉點(diǎn)數(shù),又做到無阻塞.

構(gòu)建方法:每一個(gè)交換單元都與下一級(jí)的各個(gè)交換單元有連接且僅有一條連接.m、n、r為網(wǎng)絡(luò)參數(shù),決定交換單元的容量.記為C(m,n,r)3級(jí)CLOS網(wǎng)絡(luò)，在最壞情況下，中間級(jí)會(huì)有〔n-1〕X2個(gè)交換單元被占用，因此中間級(jí)至少要有〔n-1〕X2+1=2n-1個(gè)交換單元，即m≥2n-1時(shí)，可確保無阻塞〔嚴(yán)格無阻塞〕。嚴(yán)格無阻塞的三級(jí)CLOS網(wǎng)絡(luò)條件:

可重排無阻塞的三級(jí)CLOS網(wǎng)絡(luò)條件:三級(jí)非對(duì)稱CLOS網(wǎng)絡(luò)V(m,n1,r1,n2,r2)嚴(yán)格無阻塞:可重排無阻塞:

三級(jí)可重排CLOS網(wǎng)絡(luò)m=n=r=2的三級(jí)可重排CLOS網(wǎng)絡(luò)連接函數(shù)三級(jí)CLOS網(wǎng)絡(luò)規(guī)模3級(jí)CLOS網(wǎng)絡(luò)所需交叉點(diǎn)數(shù)：C3=2Nm+m(N/n)N為入〔出〕線數(shù)；m為CLOS網(wǎng)絡(luò)第二級(jí)所需要的交換單元數(shù)；n為第一級(jí)交換單元入線數(shù)或第3級(jí)交換單元出現(xiàn)數(shù)。M=2n-1,n=N1/2有C3=3N(2N1/2-1)=6N3/2-3N=O(N3/2)三TST網(wǎng)絡(luò)T接線器完成時(shí)隙交換,S接線器完成空間交換.T接線器和S接線器完成時(shí)隙和空間的交換.TST網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu):為三級(jí)交換網(wǎng)絡(luò),兩側(cè)為T接線器,中間一級(jí)為S接線器,S級(jí)的出、入線決定于兩側(cè)T接線器的數(shù)量.123123123TS2TS310723313TS2TS31S(輸入控制)TS7TS2310312720313123232231731CMACMASMASMASMBSMBCMBCMBTS23TS7T(輸出控制)T(輸入控制)ABAB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)：5ESS(長(zhǎng)途)S-T(n)-S1.AXE10數(shù)字程控交換機(jī)愛立信2.FETEX-150富士通通信技術(shù)3.E10B法國(guó)CIT-ALCATEL公司4.5ESSNo.5ESS美國(guó)AT&T公司5.NEAX-61日本NEC公司6.EWSD-601德國(guó)SIEMENS公司TST網(wǎng)絡(luò)–復(fù)用器與分路器32/30PCM--一次群,速率2Mb/s進(jìn)入交換系統(tǒng)的信號(hào)是傳送的,而TST網(wǎng)絡(luò)以并行方式工作.信號(hào)進(jìn)入TST前需要進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換,完成交換后進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換.復(fù)用器:串轉(zhuǎn)并分路器:并轉(zhuǎn)串四DSN網(wǎng)絡(luò)DSN網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)總線型交換單元—DSE按照一定的連接方式連接而成.五BANYAN網(wǎng)絡(luò)BANYAN網(wǎng)絡(luò)是一種空分交換網(wǎng)絡(luò),由假設(shè)干個(gè)2×2交換單元組成的多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò),適用于統(tǒng)計(jì)復(fù)用信號(hào)的交換,目前在ATM交換機(jī)中得到廣泛應(yīng)用.2×2交換單元的兩種狀態(tài):平行連接和交叉連接.將多個(gè)2×2交換單元分成假設(shè)干級(jí),并按照一定的級(jí)間連接方式構(gòu)成的多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)稱為BANYAN網(wǎng)絡(luò)N×N的BANYAN網(wǎng)絡(luò),其級(jí)數(shù)為共需要個(gè)2×2交換單元BANYAN網(wǎng)絡(luò)(續(xù))唯一路徑

banyan的任一入端到任一出端之間，具有1條且僅有一條通路。(2)自選路由自選路由，即是給定出線地址，不用外加控制命令，就可選到出線?？梢允褂脤?duì)應(yīng)于出端號(hào)的二進(jìn)制碼的選路標(biāo)簽來自動(dòng)選路。BANYAN網(wǎng)絡(luò)(續(xù))BANYAN網(wǎng)絡(luò)(續(xù))01010101012345670101010101010101012345671101110010信息地址110111001信息地址11011100信息地址信元(010)BANYAN網(wǎng)絡(luò)—內(nèi)部阻塞和解決方法(1)出線阻塞

發(fā)生在交換網(wǎng)絡(luò)的最后一級(jí),交換網(wǎng)絡(luò)的兩條或多條入線同時(shí)試圖占用同一條出現(xiàn)(2)內(nèi)部阻塞發(fā)生在交換網(wǎng)絡(luò)的各級(jí)(除最后一級(jí)之外)連接1:03連接2:17連接3:42連接4:64BANYAN網(wǎng)絡(luò)—內(nèi)部阻塞和解決方法(3)解決方法①適當(dāng)限制入線上信息量或加大緩沖存儲(chǔ)器來減少內(nèi)部阻塞.②增加多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)級(jí)數(shù)來消除阻塞要完全消除N×N的BANYAN網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部阻塞,至少需要級(jí)—增長(zhǎng)型BANYAN網(wǎng)絡(luò)③增加BANYAN網(wǎng)絡(luò)的平面數(shù),構(gòu)成多通道交換網(wǎng)絡(luò)—多平面banyan網(wǎng)絡(luò)④使用排序-BANYAN網(wǎng)絡(luò)2.5排序-BANYAN網(wǎng)絡(luò)研究發(fā)現(xiàn),只要BANYAN網(wǎng)絡(luò)同時(shí)輸入的全部數(shù)據(jù)塊(信元)的出線地址(路由標(biāo)簽)單調(diào)排列(單調(diào)遞增或單調(diào)遞減),那么不存在內(nèi)部阻塞.為解決BANYAN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部阻塞問題