交換第2章(交換網(wǎng)絡(luò))

1、1同步時(shí)分復(fù)用(STD)信號(hào)和統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用(ATD)信號(hào)：時(shí)隙第一幀第二幀XYZ XYZSTD：ATD：XYY XZXXZYXX第第2 2章章 交換網(wǎng)絡(luò)交換網(wǎng)絡(luò)STD中每個(gè)建立的連接占有某條物理鏈路上的固定位置。ATD中屬于某個(gè)呼叫連接的多個(gè)信元不是占有固定的位置，而是按呼叫連接所需的帶寬大小，占有或多或少的時(shí)間位置。22.1 交換單元2.1.1 交換單元及其數(shù)學(xué)描述 1. 交換單元 交換單元是構(gòu)成交換網(wǎng)絡(luò)的最基本的部件; 交換單元的功能就是在任意入線和任意出線之間建立連接，即將入線上的信息發(fā)送到出線上。交換單元01。m01。n入線出線3交換單元的分類: MN集中型(MN)分配型(M=N)擴(kuò)散

2、型(MN)NMMN2. 交換單元的連接特性 交換單元的入線和相應(yīng)的出線連接起來稱為內(nèi)部通道,也稱為連接。4 交換單元的基本功能就是要在入線與出線之間建立一定的連接，使信息能從入線交換到出線。交換單元的連接特性（connectivity）反映出交換單元從入線到出線的連接能力，是交換單元的基本特性。交換單元的連接特性有兩種描述方式，可以用集合來描述，也可以用函數(shù)方式來描述。5（1）集合描述方式l用集合方式來描述一個(gè)MN交換單元的連接特性，可以把該交換單元的所有入線組成一個(gè)集合，用T來表示：T = 0，1，2，M-1 把該交換單元的所有出線組成一個(gè)集合，用R表示：R = 0，1，2，N-1 記入線集

3、合T中的元素為t（tT），出線集合R中的元素為r（rR），同時(shí)記Rt為出線集合R的一個(gè)子集，那么可以把一個(gè)連接定義為一個(gè)集合，用c表示：c = t，Rt6 該集合表示了該MN交換單元的入線t與一組出線Rt之間的連接，可以把t稱為連接的起點(diǎn)，把rRt稱為連接的終點(diǎn)。如果Rt中只含有唯一的一個(gè)元素，那么把該連接稱為點(diǎn)到點(diǎn)連接；如果Rt中包含多個(gè)元素，那么把該連接稱為點(diǎn)到多點(diǎn)連接。特別的對(duì)于點(diǎn)到多點(diǎn)連接，如果RtR，稱此連接具有同發(fā)功能，如果Rt=R，稱此連接具有廣播功能。7 一個(gè)交換單元的連接方式表示了該交換單元在某個(gè)時(shí)刻建立的所有從入線到出線之間的連接，連接方式可以表示為一個(gè)集合，我們用C來表示

4、，那么： C = c1，c2，c3， 該集合是由若干個(gè)連接組成的一個(gè)集合（表示各個(gè)連接的集合c的下標(biāo)不代表任何實(shí)際意義，只是區(qū)分不同的連接）。特別要說明的是一個(gè)交換單元的連接方式總是對(duì)應(yīng)于某個(gè)具體時(shí)刻的，在這個(gè)時(shí)刻的連接方式是這樣的，在另一個(gè)時(shí)刻，它的連接方式又會(huì)變?yōu)槟菢?。在某一時(shí)刻，一個(gè)交換單元總是處在一定的連接方式C下，也就是說該交換單元的各個(gè)入線與各個(gè)出線按照該連接方式連接著。一個(gè)交換單元的連接方式可以通過該交換單元的控制端口改變，同時(shí)也可以通過該交換單元的狀態(tài)端口反映出來。8（2）函數(shù)描述方式 用函數(shù)方式來描述一個(gè)MN的交換單元的連接特性，可以將其連接方式用函數(shù)f(t)表示：f(t)

5、= Rt（Rt包含于R） 該函數(shù)的自變量為t，它的定義域?yàn)榻粨Q單元的入線集合T，值域?yàn)榻粨Q單元的出線集合R的各個(gè)子集組成的集合。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t與出線集合f(t)中每條出線相連接。如果該入線空閑，那么與它連接的出線的集合為一個(gè)空集。對(duì)于一個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)連接，連接函數(shù)還可以表示為：f(t) = r (rR) 它的值域變成了出線集合R。9 上述表示連接方式的函數(shù)稱為連接函數(shù)，可以有兩種更直觀的形式來表示連接函數(shù)，一種是排列表示形式，還有一種是通過圖形來表示。對(duì)于點(diǎn)到點(diǎn)連接方式我們經(jīng)常采用2進(jìn)制函數(shù)表示方法。a.

6、 排列表達(dá)式交換單元的連接實(shí)際上是交換單元的入線與出線之間的一種對(duì)應(yīng)關(guān)系，那么可以通過羅列的方式來表達(dá)連接方式，我們稱為連接方式的排列表達(dá)式，表示為：t1，t2，tnr1，r2，rn10 其中ti為入線編號(hào)，ri為出線編號(hào)，上述的排列表達(dá)式表示了入線t1連接到出線r1，入線t2連接到出線r2入線tn連接到出線rn，其中nN（注意入線t1并不表示入線1，出線rn也不表示為出線n）?？紤]到存在點(diǎn)到多點(diǎn)的連接，因此t1，t2，tn中可能有重復(fù)的元素存在，因此也可以把排列表達(dá)式稱為重排表達(dá)式。 所謂存在出線競爭，就是指在排列表達(dá)式中r1，r2，rn之間存在著重復(fù)的元素，表明在同一時(shí)刻，有多條入線共同連

7、接到同一條出線，造成出線的沖突，也就是說從多條入線上來的信息，同時(shí)要交換到同一條出線上，共同競爭這條出線，這是應(yīng)該避免或要采取一定措施來解決的問題。11 在點(diǎn)到點(diǎn)的連接情況下，并且不存在出線競爭的情況下，排列表達(dá)式中的t1，t2，tn之間沒有重復(fù)的元素，同時(shí)r1，r2，rn之間也沒有重復(fù)的元素，那么點(diǎn)到點(diǎn)連接方式的排列表達(dá)式可以改寫為：t0，t1，tN-10，1， N-1 我們把這種排列表達(dá)式稱為入線排列表達(dá)式，它實(shí)際上是使出線的編號(hào)按照自然數(shù)順序排列，表示入線t0連接到出線0，入線tN-1連接到出線N-1，由于可能存在空閑的出端，所以t0，t1，tN-1中可能有空的元素存在，可用表示。上式也

8、可以進(jìn)一步簡化表示為：(t0，t1，tN-1)12 同樣，也可以定義出線排列表達(dá)式為：0，1， N-1r1，r2，rN-1它的簡化表示為：(r1，r2，rN-1) 根據(jù)排列表示形式，對(duì)于一個(gè)NN的交換單元，假設(shè)沒有空閑的入線與出線，N條入線與N條出線任意進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)連接，那么N個(gè)元素可以有N！種不同的排列，因此一個(gè)NN的交換單元可以最多有N！種不同的點(diǎn)到點(diǎn)連接方式。13b. 圖形表示圖形表示還可通過圖形方式來表達(dá)連接函數(shù)。分別把入線與出線按編號(hào)由上到下排列，然后入線與出線之間可以用一條直線連接起來，表示該入線與出線有連接。如圖2.5所示，表示了一個(gè)常用的N=8的交叉連接方式。圖2.5 連接函數(shù)的

9、圖形表示14二進(jìn)制函數(shù)表示二進(jìn)制函數(shù)表示 有一種更為常用的方法來表示點(diǎn)到點(diǎn)連接方式。假設(shè)入線編號(hào)可以用一個(gè)n位二進(jìn)制數(shù)字xn-1xn-2x1x0表示，用該二進(jìn)制數(shù)字作為連接函數(shù)的變量，連接函數(shù)的值也用一個(gè)二進(jìn)制數(shù)字表示，表示與該入線連接的出線的編號(hào)。我們把這種函數(shù)表現(xiàn)形式稱為二進(jìn)制函數(shù)表示。對(duì)于圖2.5所示的連接方式，用二進(jìn)制函數(shù)表示則為：E(xn-1xn-2x1x0) = xn-1xn-2x10 x15 下面我們來看看幾種常用的連接方式：a）直線連接對(duì)于連接型交換單元，把相同編號(hào)的入線與出線直接連接起來而形成的點(diǎn)到點(diǎn)連接方式稱為直線連接，也稱為恒等置換（identity permutatio

10、n）。一個(gè)恒等置換的88交換單元的排列表達(dá)式為：0，1，2，70，1，2，7 入線排列表達(dá)式為：(0，1，2，7)16 恒等置換的圖形表示如圖2.6所示。恒等置換（常用I表示）的二進(jìn)制函數(shù)表示為：I(x2x1x0) = x2x1x0圖2.6 恒等置換的圖形表示17b）交叉連接 在交換單元入線數(shù)M等于出線數(shù)N，并且入/出線數(shù)為偶數(shù)的情況下，把相鄰編號(hào)的2條入線與2條出線交叉連接起來，入線0連接出線1，入線1連接出線0，入線2連接出線3這種連接 方 式 稱 為 交 叉 連 接 ， 也 稱 為 交 換 置 換（exchange permutation），交換置換的入線排列表示式為：(1，0，3，2，

11、N-1，N-2)18交換置換的圖形表示如圖2.7所示。交換置換（常用E表示）的二進(jìn)制函數(shù)表示為：E(xn-1xn-2x1x0) = xn-1xn-2x1圖2.7 交換置換的圖形表示0 x19c）蝶式連接 蝶式連接方式也稱為蝶式置換（butterfly permutation 一般用表示），蝶式置換這個(gè)名稱來自FFT變換的實(shí)現(xiàn)時(shí)其圖形形狀如蝴蝶一樣。這種連接方式被定義為： (xn-1xn-2x1x0) = x0 xn-2x1xn-1 可以看出，蝶式置換是將輸入端二進(jìn)制編號(hào)的最高位xn-1與最低位x0互換位置而得到輸出端的二進(jìn)制編號(hào)。203. 3. 交換單元的性能交換單元的性能對(duì)于交換單元，通過以

12、下幾個(gè)指標(biāo)來描述其特性：（1）容量交換單元的容量，包含兩方面的內(nèi)容:l 交換單元的入線與出線數(shù)目;l每條入線上可以送入交換的信息量大小，如模擬信號(hào)的帶寬與數(shù)字信號(hào)的速率。 因此交換單元的容量就是交換單元所有入線可以同時(shí)送入的總的信息量。21（2）接口 交換單元的各個(gè)入線與出線要規(guī)定信號(hào)接口標(biāo)準(zhǔn)，如速率大小，信號(hào)單、雙向等。如果是有向交換單元，那么就有入線與出線的區(qū)別，且入線與出線的信息傳送方向是單向的，既信息從入線進(jìn)入然后從出線輸出；如果是無向交換單元，可以說沒有入線或出線的區(qū)別，信息可以經(jīng)過交換單元進(jìn)行雙向傳送。如果是模擬交換單元，那么只能交換模擬信號(hào)；如果是數(shù)字交換單元，只能交換數(shù)字信號(hào)，

13、當(dāng)然有的交換單元既能交換模擬信號(hào)，又能交換數(shù)字信號(hào)。22（3）功能 交換單元的基本功能是能在入線與出線之間建立連接并傳送信息。從外部看交換單元，主要有3個(gè)功能，一個(gè)是點(diǎn)到點(diǎn)連接功能，一個(gè)是同發(fā)功能，還有一個(gè)是廣播功能，要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的功能。23（4）質(zhì)量 一個(gè)交換單元的質(zhì)量主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一個(gè)是完成交換功能的能力，它通常指交換單元完成交換動(dòng)作的速度，以及是否在任何情況下都能完成指定的連接；另一個(gè)是信息是否存在損傷，如信息經(jīng)過交換單元的時(shí)延。這里要說明的是，信息經(jīng)過交換單元的時(shí)延（從入線進(jìn)入交換單元到從出線輸出所經(jīng)歷的時(shí)間）是衡量交換單元質(zhì)量的一個(gè)重要的指標(biāo)，時(shí)延越短越好。此外，信息

14、經(jīng)交換單元交換時(shí)，如果存在出線競爭，交換單元必須設(shè)置相應(yīng)的措施來保證不丟失信息。242.1.2 空間接線器（S接線器） 它是一種開關(guān)矩陣。每臺(tái)入線和出線間都由開關(guān)連接。開關(guān)閉合時(shí)，該開關(guān)對(duì)應(yīng)的入線和出線接通；開關(guān)斷開時(shí)，該開關(guān)對(duì)應(yīng)的入線和出線斷開連接。 功能：完成不同PCM線之間同時(shí)隙信息的交換。 組成：nxn 的交叉點(diǎn)矩陣、控制存儲(chǔ)器。 控制方式：輸入控制、輸出控制。 如果控制存儲(chǔ)器控制每條輸入復(fù)用線上的交叉點(diǎn)開關(guān)，我們把這種控制方式叫做輸入控制方式； 如果控制存儲(chǔ)器控制每條輸出復(fù)用線上的交叉點(diǎn)開關(guān)，我們把這種控制方式叫做輸出控制方式。25輸入控制輸入控制CM個(gè)數(shù)、CM單元數(shù)的確定；CM單元

15、內(nèi)容對(duì)應(yīng)接點(diǎn)序號(hào)；接點(diǎn)的閉合、斷開按時(shí)分方式工作。TS1TS1TS6TS6PCM 0PCM 3PCM 3PCM 0CM3 CM2 CM1 CM0031160300TS1TS130TS1TS1TS6TS60330TS1TS100PCM 0輸出控制輸出控制PCM 0PCM 3PCM 3CM0 CM1 CM2 CM30311626 S接線器的交叉矩陣PCM1選通選通B0B1B2來自控來自控制存儲(chǔ)制存儲(chǔ)器器1PCM0選通選通B0B1B2來自控來自控制存儲(chǔ)制存儲(chǔ)器器0PCM7選通選通B0B1B2來自控來自控制存儲(chǔ)制存儲(chǔ)器器7PCM0PCM1PCM7該該交交叉叉矩矩陣陣是是什什么么控控制制方方式？式？輸入

16、控制方式輸入控制方式2727S接線器的控制存儲(chǔ)器當(dāng)CP、比較值、寫命令三者同時(shí)為1時(shí)，R/W=0，進(jìn)行寫操作當(dāng)CP 、比較值、寫命令三者之一為0時(shí)，R/W=1，進(jìn)行讀操作R/W =CP比較值比較值寫命令寫命令 寫命令 DB0 CP R/W 來自處理機(jī)鎖存器鎖存器定時(shí)脈沖比較Bn-1B1 B0 DBn-1AB0ABn-1A0An-1CM（RAM）CM的讀出需要按時(shí)隙順序地進(jìn)行，CM的寫入由處理機(jī)控制。28CP信號(hào)（時(shí)序脈沖，周期為時(shí)隙周期） 在CP的 后半周期，CP=0，則R/W=1，定時(shí) 脈沖為CM的讀出地址，控制CM中的內(nèi)容順序讀出至Bn-1 B0 線。 在CP的前半周期，且寫命令有效時(shí)，處

17、理機(jī)提供的地址ABn-1A B0 在對(duì)應(yīng)的時(shí)隙時(shí)刻到來時(shí)（ ABn-1 A B0 = An-1 A0 ， R/W=0）選中對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元，處理機(jī)過來的數(shù)據(jù)寫入其中（CM的寫入不是每個(gè)CP時(shí)刻進(jìn)行，只在通路建立或釋放時(shí)進(jìn)行）。后半周期前半周期29空間接線器不管工作在哪種方式下，都具有如下的特點(diǎn)： 只完成空間交換，不進(jìn)行時(shí)隙的交換。即完成輸入復(fù)用線與輸出復(fù)用線相同時(shí)隙內(nèi)信息的空間交換。 空間接線器按時(shí)分方式工作。空間交換單元的輸入線和輸出線都是時(shí)分復(fù)用線，交叉點(diǎn)矩陣的各個(gè)開關(guān)均按照復(fù)用時(shí)隙而高速接通和閉合，因而我們說它按照時(shí)分方式工作?？臻g接線器一般用于構(gòu)成數(shù)字電話交換系統(tǒng)中的交換網(wǎng)絡(luò)，用來完成對(duì)

18、PCM信號(hào)的交換。302.1.3 時(shí)分交換單元1、時(shí)分交換單元的一般構(gòu)成 相對(duì)于空間交換單元而言，時(shí)分交換單元的內(nèi)部只存在一條唯一的通路，該通路由輸入復(fù)用線上的各個(gè)子信道分時(shí)共享。 通常人們按照時(shí)分交換單元內(nèi)這個(gè)唯一的公共通路是存儲(chǔ)器還是總線，將時(shí)分交換單元?jiǎng)澐譃閮煞N類型：共享存儲(chǔ)器型交換單元與共享總線型交換單元。310N-1NN路輸出信號(hào)NN路輸入信號(hào)共享存儲(chǔ)器型交換單元的一般結(jié)構(gòu)輸 出 部 件輸 出 部 件輸 入 部 件輸 入 部 件. . .0N- 10N- 1總 線共享總線型交換單元一般結(jié)構(gòu) 通常人們按照時(shí)分交換單元內(nèi)這個(gè)唯一的公共通路是存儲(chǔ)器還是總線，將時(shí)分交換單元?jiǎng)澐譃閮煞N類型：共

19、享存儲(chǔ)器型交換單元與共享總線型交換單元。322. 時(shí)間接線器（T接線器）功能：完成同一條PCM線上不同時(shí)隙之間的信息交換。組成：話音存儲(chǔ)器和控制存儲(chǔ)器。話音存儲(chǔ)器：用來暫時(shí)存放數(shù)字編碼的話音信息?？刂拼鎯?chǔ)器：用來控制話音存儲(chǔ)器的讀或?qū)?，它存放的?nèi)容是話音存儲(chǔ)器在當(dāng)前時(shí)隙內(nèi)應(yīng)該寫入或讀出的地址?？刂品绞剑狠敵隹刂品绞剑樞?qū)懭?，控制讀出）； 輸入控制方式（控制寫入，順序讀出）。工作原理：330153101531 入入出出RWCPCMCPCPUTS32TS32 SMAB51順序?qū)懭腠樞驅(qū)懭肟刂谱x出控制讀出ATS1BTS5BTS1ATS534CPCPUTS32TS32RCP15BA SM313101

20、5015WCM 入入出出控制寫入控制寫入順序讀出順序讀出ATS1BTS5BTS1ATS5SM、CM單元數(shù)及單單元數(shù)及單元大小的確定；元大小的確定；T接線器的寫入、讀接線器的寫入、讀出按空分方式工作。出按空分方式工作。BA5135對(duì)于時(shí)間接線器，我們應(yīng)注意以下三點(diǎn)：a）時(shí)間接線器的控制存儲(chǔ)器是由控制單元寫入數(shù)據(jù)的，實(shí)際上控制存儲(chǔ)器（CM）就相當(dāng)于一條同步時(shí)分復(fù)用線上各個(gè)時(shí)隙之間信息交換的交換控制表，向控制存儲(chǔ)器寫入不同的控制信息，就能實(shí)現(xiàn)不同時(shí)隙間信息的交換。b）話音存儲(chǔ)器需要在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)完成一次讀操作與一次寫操作，控制存儲(chǔ)器也要在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)至少完成一次讀操作（如果控制單元向控制存儲(chǔ)器寫數(shù)據(jù)，那

21、么控制存儲(chǔ)器還必須在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)完成一次讀操作與一次寫操作），所以構(gòu)成時(shí)間接線器的話音存儲(chǔ)器與控制存儲(chǔ)器的訪問速度必須能滿足在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)各完成一次讀寫操作。36c）經(jīng)過時(shí)間接線器交換的信息存在著時(shí)延，時(shí)延最好的情況是入復(fù)用線上第i個(gè)時(shí)隙的信息要交換到出復(fù)用線第i+1個(gè)時(shí)隙（只經(jīng)過1個(gè)時(shí)隙的時(shí)延），時(shí)延最壞的情況是入復(fù)用線上第i個(gè)時(shí)隙的信息要交換到出復(fù)用線上第i-1個(gè)時(shí)隙，那么從入復(fù)用線上來的第i個(gè)時(shí)隙的信息將會(huì)存儲(chǔ)在話音存儲(chǔ)器中，直到下一幀第i-1個(gè)時(shí)隙到來時(shí)，才從出復(fù)用線上輸出，其時(shí)延為n-1個(gè)時(shí)隙的時(shí)間（n為1幀的時(shí)隙數(shù)）。37練習(xí)：1、A用戶占用一條PCM 基群線上的時(shí)隙 6，現(xiàn)欲交換到時(shí)

22、隙 20，試分別畫出采用輸出控制方式和輸入控制方式的時(shí)間接線器的接續(xù)示意圖。38一1214輸出控制方式的S接線器，它的每根復(fù)用線上復(fù)用了64個(gè)時(shí)隙，則其控制存儲(chǔ)器應(yīng)有 個(gè)，每個(gè)存儲(chǔ)器應(yīng)有 個(gè)存儲(chǔ)單元，要實(shí)現(xiàn)PCM5上的TS2交換到PCM7的TS2應(yīng)在 號(hào)控制存儲(chǔ)器的 號(hào)單元存入數(shù)據(jù) 。 一個(gè)有32個(gè)輸入時(shí)隙和64個(gè)輸出時(shí)隙的T接線器采用控制寫入順序讀出的工作方式，其話音存儲(chǔ)器應(yīng)有 個(gè)存儲(chǔ)單元，控制存儲(chǔ)器應(yīng)有 個(gè)存儲(chǔ)單元。 1414646432326464 7 7 2 25 52、3、392.048Mb/s256Kb/s256Kb/s82.048Mb/s256Kb/s256Kb/s8TS32TS

23、32832TS832TS 復(fù)用后時(shí)隙序號(hào)的確定：原時(shí)隙號(hào)總線數(shù)+線號(hào)SM串串并并串串并并并并串串并并串串復(fù)復(fù)用用器器分分路路器器888 當(dāng)需要完成不同基群中不同時(shí)隙交換時(shí)，可采用多路復(fù)用的方法，由一個(gè)T接線器來完成交換。 參見下圖：40雙雙 向向端端 口口雙雙 向向端端 口口雙雙 向向端端 口口雙雙 向向端端 口口TDM015873、數(shù)字交換單元（DSE）:具有時(shí)空交換功能 是一種總線型交換單元。輸入輸出為輸入輸出為16條雙向端口條雙向端口4Mb/s串行串行16位碼，位碼，32路；路；端口包括發(fā)送端口和接收端口包括發(fā)送端口和接收端口；端口；TDM為為39條時(shí)分復(fù)用總線條時(shí)分復(fù)用總線連接各個(gè)端口

24、連接各個(gè)端口41端口結(jié)構(gòu)TDMD P T C輸入同步輸入同步端口端口RAM信道信道RAM緩沖器緩沖器數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)RAM比較器比較器控控制制器器RXTX42下面舉例說明在DSE中進(jìn)行信息交換的過程設(shè)進(jìn)入第5端口的12時(shí)隙中的信息要傳送到第8端口的18時(shí)隙中去RX5 01231端口端口RAM 01231信道信道RAMTX8 01831數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)RAMSTS12STS18D P C8S18S18843 根據(jù)上述交換要求，在RX5的端口RAM中的12單元寫入8，在話路RAM中的12單元寫入18 當(dāng)TS12到來時(shí)，用時(shí)隙號(hào)12作為端口RAM的讀出地址，得到端口號(hào)碼8，并置于端口總線P；同時(shí)用時(shí)隙號(hào)12作為信道

25、RAM的讀出地址，得到信道號(hào)18，并置于信道總線P； TS12中的話音信息S則由RX5置于數(shù)據(jù)總線D。 所有發(fā)送端口對(duì)端口總線上的端口號(hào)碼進(jìn)行比較，只有當(dāng)端口總線上的端口號(hào)碼與自身端口號(hào)碼一致時(shí)，才接收有關(guān)總線上的信息。44 因此只有TX8能接收信道總線上的信道號(hào)18和數(shù)據(jù)總線上的話音信息S，并將話音信息S存入數(shù)據(jù)RAM的18單元。 當(dāng)TS18到來時(shí)，TX18用時(shí)隙號(hào)18作為數(shù)據(jù)RAM的讀出地址，讀出話音信息S在TS18中傳送，從而完成了所需交換452.2 2.2 交換網(wǎng)絡(luò)交換網(wǎng)絡(luò)2.2.1 交換網(wǎng)絡(luò)的基本概念 交換網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)如下圖所示，可以說交換網(wǎng)絡(luò)是由交換單元按照一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)擴(kuò)展而成

26、的，這樣構(gòu)成的交換網(wǎng)絡(luò)也稱為互連網(wǎng)絡(luò)。交換網(wǎng)絡(luò)從外部看，也是有一組輸入端與一組輸出端，我們將其分別稱為交換網(wǎng)絡(luò)的入線與交換網(wǎng)絡(luò)的出線，如果交換網(wǎng)絡(luò)有M條入線與N條出線，我們把這個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)稱為MN的交換網(wǎng)絡(luò)。交換網(wǎng)絡(luò)的一般結(jié)構(gòu)46交換網(wǎng)絡(luò)也有多種分類方法，下面我們來看看交換網(wǎng)絡(luò)的分類。（1）單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)與多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò) 單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)是由一個(gè)或者多個(gè)位于同一級(jí)的交換單元所構(gòu)成的交換網(wǎng)絡(luò)，即需要交換的信息從交換網(wǎng)絡(luò)入線到交換網(wǎng)絡(luò)出線只經(jīng)過一個(gè)交換單元，并且當(dāng)同一級(jí)有多個(gè)交換單元構(gòu)成時(shí)，不同交換單元的入線與出線之間可建立連接。47 下圖就是一個(gè)基于均勻洗牌交換的單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)由四個(gè)22的交換單元構(gòu)

27、成，需要交換的信息從入線到出線只經(jīng)過一個(gè)交換單元，并且這四個(gè)交換單元的入線和出線之間可建立連接。 單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)48如果一個(gè)多級(jí)互連網(wǎng)絡(luò)的交換單元可以分為k級(jí)，順序命名為第1級(jí)、第2級(jí)、第k級(jí)，并且滿足以下條件：l所有輸入端都只連接到第1級(jí)交換單元的入線；l所有第1級(jí)交換單元的出線只連接到第2級(jí)交換單元的入線；l所有第2級(jí)交換單元的出線只連接到第3級(jí)交換單元的入線；ll以此類推，所有第k-1級(jí)交換單元的出線只連接到第k級(jí)交換單元的入線；l所有交換網(wǎng)絡(luò)的輸出端只連接到第k級(jí)交換單元的出線上。我們稱這樣的交換網(wǎng)絡(luò)為k級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)或者k級(jí)互連網(wǎng)絡(luò)。k級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用十分廣泛。493級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)50（2）有

28、阻塞交換網(wǎng)絡(luò)與無阻塞交換網(wǎng)絡(luò) 交換網(wǎng)絡(luò)的阻塞是指從交換網(wǎng)絡(luò)不同輸入端來的信息在交換網(wǎng)絡(luò)中交換時(shí)發(fā)生了對(duì)同一公共資源爭搶的情況，這時(shí)在競爭資源中失敗的信息就會(huì)被阻塞，直到這個(gè)公共資源被釋放。如右圖，假設(shè)在同一時(shí)刻，入線0有信息要交換到出線2，入線1有信息要交換到出線3，那么此時(shí)就會(huì)發(fā)生爭強(qiáng)內(nèi)部鏈路的情況，在競爭中失敗的信息被阻塞。交換網(wǎng)絡(luò)的阻塞01230123因同搶內(nèi)部通路資源而發(fā)生阻塞51 對(duì)同一公共資源的競爭一般有兩種情況，一種為內(nèi)部競爭，一種為出線競爭。 內(nèi)部競爭是同時(shí)要交換的兩路信息同搶交換單元內(nèi)部的通路資源； 出線競爭是不同入端來的信息同時(shí)爭搶交換網(wǎng)絡(luò)同一個(gè)輸出端口而發(fā)生的競爭。 內(nèi)部

29、阻塞：因?yàn)閮?nèi)部競爭而發(fā)生的阻塞 存在內(nèi)部阻塞的交換網(wǎng)絡(luò)稱為有阻塞交換網(wǎng)絡(luò)，不存在內(nèi)部阻塞的交換網(wǎng)絡(luò)稱為無阻塞交換網(wǎng)絡(luò)。52 嚴(yán)格無阻塞網(wǎng)絡(luò)（strict non-blocking） 無論網(wǎng)絡(luò)處于何種狀態(tài)，任何時(shí)候都可以在空閑的入端和出端之間建立連接。 可重排無阻塞網(wǎng)絡(luò)（rearrangeable non-blocking） 無論網(wǎng)絡(luò)處于何種狀態(tài)，任何時(shí)刻都可以在空閑的入端和出端之間直接或通過對(duì)已有的連接重選路由來建立連接。 廣義無阻塞交換網(wǎng)絡(luò)（wide sense non-blocking） 給定網(wǎng)絡(luò)存在固有阻塞的可能，但通過精巧的選路方法，所有阻塞均可避免（選路不合理可能會(huì)出現(xiàn)阻塞） 實(shí)用的

30、廣義無阻塞交換網(wǎng)絡(luò)很少見。無阻塞交換網(wǎng)絡(luò)有三種類型53（3）單通路交換網(wǎng)絡(luò)與多通路交換網(wǎng)絡(luò) 在單通路交換網(wǎng)絡(luò)中，任一條入線與出線之間只存在唯一的一條通路，也就是從一個(gè)輸入端口來的信息要交換到一個(gè)輸出端口，信息只能在唯一的一條通路上傳送，沒有其他可供選擇的通路。 在多通路交換網(wǎng)絡(luò)中，任一條入線與出線之間存在著多條通路。如果信息要從一個(gè)輸入端口交換到一個(gè)輸出端口，可以選擇這多條通路中的一條來進(jìn)行交換，而不像單通路交換結(jié)構(gòu)只有唯一的一條通路。542.2.2 T S T網(wǎng)絡(luò) 采用三級(jí)接線器，兩側(cè)為 T 接線器，中間為空間接線器 通話時(shí)話音信息要雙向傳送，因此在數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)中要建立來去兩條通路 終端終端

31、終端終端數(shù)字交換數(shù)字交換 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)55下面舉例說明其工作原理： 主叫用戶 A 占用 PCM1 的時(shí)隙 5 ，被叫用戶 B 占用 PCM 6 的時(shí)隙 20 ，要求建立雙向路由，給出正向內(nèi)部空閑鏈路（內(nèi)部空閑時(shí)隙）為時(shí)隙10。網(wǎng)絡(luò)輸入輸出線為 PCM 基群復(fù)用線。 正向路由：主叫到被叫 反向路由：被叫到主叫 為減少路由選擇次數(shù)，正反向通路的內(nèi)部空閑鏈路一次選擇成功，為此正反向內(nèi)部空閑時(shí)隙 （ i 、j ）選擇采用反相法，即i 、j相差半幀， 記為 j=i N/2 （N為PCM復(fù)用線上總時(shí)隙數(shù)）56輸出CM1CM600127127S接線器（輸入控制）pcm 6pcm1次級(jí)T接線器（輸入控制）SMB6

32、CMB61270127127CMB1SMB1000輸入pcm 6pcm1初級(jí)T接線器（輸出控制）SMA6CMA6SMA1CMA11270127012701270BTS20BITS74AITS10ATS20TS5AAITS10BITS74BTS520745AB20610174B5574A20201051057 一個(gè) n x m 的交換網(wǎng)絡(luò)可表示為任意一條入線可交換到任意一條出線上，共有 n x m 個(gè)交叉點(diǎn)。交換單元一般可用如下圖示表示:1m入入線線1n出出線線12n1 2 mnm2.2.3 無阻塞網(wǎng)絡(luò)1、內(nèi)部阻塞的基本概念5812n112n112m212mn12m第一級(jí)第二級(jí)nn m1多級(jí)網(wǎng)絡(luò)

33、用兩級(jí)交換單元構(gòu)成一個(gè) n x nm 容量的交換網(wǎng)絡(luò)。591n1n11n21m1mn1m1m21m1m11nmnn mm 第一級(jí)第一級(jí)第二級(jí)第二級(jí)相當(dāng)與一個(gè)相當(dāng)與一個(gè) 的交換單元的交換單元nmnm60 內(nèi)部鏈路：交換網(wǎng)絡(luò)中級(jí)與級(jí)之間的連線。 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部阻塞：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的出入線空閑，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。2、無阻塞網(wǎng)絡(luò)的分類：嚴(yán)格無阻塞網(wǎng)絡(luò)： 不管網(wǎng)絡(luò)處于何種狀態(tài)，只要所連接的入線和出線是空閑的，任何時(shí)刻都可以在交換網(wǎng)絡(luò)中建立此連接61再配置無阻塞網(wǎng)絡(luò)： 不管網(wǎng)絡(luò)處于何種狀態(tài)，總可以通過對(duì)已建立連接所用的通路進(jìn)行調(diào)整，以建立任何新的無阻塞連接廣義無阻塞網(wǎng)絡(luò)： 指一個(gè)給定的網(wǎng)絡(luò)存在

34、著固有的阻塞的可能，但有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，而不必調(diào)整網(wǎng)絡(luò)中已建立的連接623、CLOS網(wǎng)絡(luò) 為了降低多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)的成本，減少交叉點(diǎn)總數(shù)而同時(shí)具有嚴(yán)格的無阻塞網(wǎng)絡(luò)，CLOS C.首次推出了嚴(yán)格無阻塞的條件并構(gòu)造了一種無阻塞網(wǎng)絡(luò)，即CLOS網(wǎng)絡(luò)63以下圖為例，說明無阻塞條件555599993333339 此例中，考慮最壞情況，當(dāng)?shù)谝患?jí)交換單元的入線希望接通時(shí)，它的其余4條入線已占用了它9條出線中的4條，于是這條入線尚有5條出線與第二級(jí)交換單元相通。同一交換單元中其它入線占用其它交換單元占用 再假設(shè)第三級(jí)交換單元的其余4條出線均已占用(第三級(jí)的綠色出線)，而它們使

35、用的入線又恰好是一、二級(jí)之間剩余5條鏈路中的4條(從而經(jīng)第三級(jí)交換單元到達(dá)5條出線中的其余4條) 通過上面最壞情況的分析可看到,入出線之間最終仍然還存在一條鏈路可用,即此網(wǎng)絡(luò)不存在內(nèi)部阻塞問題。64于是可以得到，嚴(yán)格無阻塞的條件是：m 2n-1由三級(jí)CLOS網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展到五級(jí)、七級(jí)CLOS 網(wǎng)絡(luò)1n 11rrr m1r11mm1m11n1n11nrm111r推廣到一般，三級(jí)CLOS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下：由此例可知，第一、二級(jí)之間的鏈路數(shù)如果滿足： 9=（5-1）+（5-1）+1 可確保無阻塞652.2.4 DSN網(wǎng)絡(luò) DSN網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)DSE構(gòu)成。1、結(jié)構(gòu) DSN網(wǎng)絡(luò)為單側(cè)折疊式網(wǎng)絡(luò)，由入口級(jí)+選組級(jí)組成

36、，共有四級(jí)、四個(gè)平面。入口級(jí)是DSN的第1級(jí)，由成對(duì)（N，N+4）的DSE構(gòu)成。DSE中的0-7、12-15端口接終端模塊，8-11端口接選組級(jí)，并分別對(duì)應(yīng)4個(gè)平面。66選組級(jí)最多有4個(gè)平面，4級(jí)。每個(gè)平面的結(jié)構(gòu)一樣。DSN的第2級(jí)和第3級(jí)各有16組，每組各有8個(gè)DSE。每個(gè)DSE的0-7端口接前一級(jí)，8-15端口接后一級(jí)。DSN的第4級(jí)有8組，每組8個(gè)DSE，每個(gè)DSE的16個(gè)端口都接前一級(jí)，從而構(gòu)成了單側(cè)折疊式的結(jié)構(gòu)。67DSN交換網(wǎng)絡(luò)68連線規(guī)律：端口號(hào)DSE號(hào)平面號(hào)端口號(hào)第1級(jí)第2級(jí)第2級(jí)第3級(jí)第4級(jí)組 號(hào)DSE號(hào)端口號(hào)組 號(hào)DSE號(hào)端口號(hào)組 號(hào)DSE號(hào)端口號(hào)69網(wǎng)絡(luò)地址：DSN上的每個(gè)終端模塊都有唯一的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址碼（ABCD四位數(shù)字），用來表示模塊在網(wǎng)絡(luò)中的位置。ABCD分別對(duì)應(yīng)DSN 1-4級(jí)的入端口號(hào)。結(jié)合連線規(guī)律，ABCD的含義如下：D為第2級(jí)和第3級(jí)的組號(hào)，即確定16組中的哪一組。 C為第2級(jí)的DSE號(hào)，即確定一組的哪個(gè)DSE；B為第1級(jí)的DSE號(hào)，即確定哪一個(gè)DSE對(duì)；A為終端模塊號(hào)，即確定DSE對(duì)中的哪一個(gè)模塊。702、工作原理DSN根據(jù)信道字的內(nèi)容逐級(jí)選擇、建立通路。返折點(diǎn)由主、被叫終端模塊