第2章_交换单元与交换网络
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1、2.1 引 言2.2 交换单元交换单元2.3 交换网络交换网络2342.1 引言引言交换网络中的信号形式是数字的、时分复用信号交换网络中的信号形式是数字的、时分复用信号. .电路交换电路交换采用采用 同步时分复用信号同步时分复用信号分组交换和分组交换和ATMATM交换交换采用采用 统计时分复用信号统计时分复用信号什么是什么是同步时分复用信号同步时分复用信号和和统计时分复用信号统计时分复用信号？2.1 引言引言2.1 引言引言 1. 1. 同步时分复用同步时分复用 将时间划分为基本的时间单位帧，一帧分成若干时隙，时隙顺序编号，所有帧中编号相同的时隙成为一个子信道，一个子信道传输一个话路信号。*子
2、信道的速率是恒定的。 同步时分复用的来由：同步时分复用的来由：话音信号的频率话音信号的频率300HZ300HZ3400HZ3400HZ，采样频率为采样频率为8HZ8HZ，即采样周期为，即采样周期为125us125us，采样值是，采样值是8 8位二进制位二进制编码，编码，8 8位二进制占用的时间相对于位二进制占用的时间相对于125us125us很少，为了提高很少，为了提高利用率，将利用率，将125us125us分成若干时隙，不同用户的采样值占用不分成若干时隙，不同用户的采样值占用不同的时隙进行传输。同的时隙进行传输。 因为子信道在每一帧时间轴上的位置是固定的，因为子信道在每一帧时间轴上的位置是固
3、定的，所以称为所以称为同步同步时分复用时分复用。同步时分复用信道又称。同步时分复用信道又称位置位置信道信道，是通过时间轴上的位置来区分子信道（话路）的。是通过时间轴上的位置来区分子信道（话路）的。2.1 引言引言2. 统计时分复用 信息按分组先存储再发送,每个分组附加标志码,各个分组占用不同的时隙;但标志相同的分组属于一个用户,将它们所占用的信道容量看成一个子信道,这种复用方式称为统计时分复用. 特点:先存储再发送,信息速率高的用户所占的信道容量大,且所占信道容量随着信息的多少动态变化,取消了帧概念,统计时分复用信道又称标志信道,是通过标志来区分各子信道的. 2.1 引言引言2.1 引言引言对
4、两种时分复用信号的比较。203021001223入入线线出出线线20130123（b）统计时分复用信号的交换统计时分复用信号的交换0123123入入线线出出线线（a）同步时分复用信号的交换同步时分复用信号的交换0 复用信号的交换示意图复用信号的交换示意图 只携带只携带用用户信息户信息, ,不指定不指定出出线地址线地址不仅携带不仅携带用户信息用户信息 还有还有出出线地址线地址同步时分复用同步时分复用信号的交换信号的交换统计时分复用统计时分复用信号的交换信号的交换统计时分复用统计时分复用的显著的显著优点优点是按照用户的需要是按照用户的需要动态地分配信道容量。一个用户信息速度高动态地分配信道容量。一
5、个用户信息速度高时，占的信道容量大，当它的信息速度变低时，占的信道容量大，当它的信息速度变低的时候，它占的信道容量也随之减小。的时候，它占的信道容量也随之减小。分组交换分组交换的统计复用时分信号使用的分组长的统计复用时分信号使用的分组长度不相等，因此子信道速率不固定，不适于度不相等，因此子信道速率不固定，不适于采用硬件交换单元。采用硬件交换单元。ATM交换交换的统计时分复的统计时分复用信号使用的分组长度相等（信元）适于采用信号使用的分组长度相等（信元）适于采用硬件交换单元，故用硬件交换单元，故ATM交换速度快。交换速度快。2.1 引言引言 实现任意入线与出线之间的互连是交换的基实现任意入线与出
6、线之间的互连是交换的基本功能。按照交换方式要求，节点内互连网本功能。按照交换方式要求，节点内互连网络可以提供实连接或虚连接。络可以提供实连接或虚连接。 节点内互连网络又称为交换网络（交换机节点内互连网络又称为交换网络（交换机构）。构）。 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拓扑结构扑结构和和控制方式控制方式构成的。构成的。2.1 2.1 引引 言言交换网络有：空分、时分交换网络有：空分、时分 数字、模拟数字、模拟 节点交换网络具有一定的拓扑结构。（节点交换网络具有一定的拓扑结构。（选择选择在满足交换方式、容量和服务质量要求的情在满足交换方式、容量和服务质量
7、要求的情况下，获得高性能、低成本、便于扩充与控况下，获得高性能、低成本、便于扩充与控制的拓扑结构。制的拓扑结构。）2.1 2.1 引引 言言2.2.1 2.2.1 交换单元及其数学描述交换单元及其数学描述交换单元是构成交换网络的基本部件。交换单元是构成交换网络的基本部件。按照一定的拓扑结构和控制方式，由多个交按照一定的拓扑结构和控制方式，由多个交换单元即可构成交换网络。换单元即可构成交换网络。 对称交换单元（对称交换单元（M=NM=N） 全连接交换单元全连接交换单元 部分连接交换单元部分连接交换单元 （一）基本概念（一）基本概念 MN交换单元交换单元 入入线线出出线线控制端控制端 状态端状态端
8、12M12N 交换单元如何建立信息传送通道（连接）交换单元如何建立信息传送通道（连接）任意的入线和出线之间建立连接。任意的入线和出线之间建立连接。对于同步时分复用信号（实连接）对于同步时分复用信号（实连接） 对于统计复用信号对于统计复用信号 （虚连接）（虚连接） （二）内部通道（二）内部通道 入入线线出出线线12M12N（a）同步时分复用信号）同步时分复用信号入入线线出出线线12M12N2NN1121122NN（b）统计复用信号）统计复用信号2.1 2.1 交交 换换 单单 元元 集中型：集中型：M MN N，也称为集中器。，也称为集中器。 扩散型：扩散型：M MN N，也称为扩展器。，也称为
9、扩展器。 分配型：分配型：M M = = N N，也称为分配器。，也称为分配器。（三）交换单元的分类（三）交换单元的分类 12M1N入入线线出出线线(a)集中型集中型1M1N入入线线出出线线(b)扩散型扩散型入入线线1M1N出出线线(c)分配型分配型2.2.1 交换单元及其数学描述交换单元及其数学描述（三）交换单元的分类（三）交换单元的分类 2.2.1 交换单元及其数学描述交换单元及其数学描述q有向交换单元有向交换单元：当信息经过交换单元时只能：当信息经过交换单元时只能从入线进出线出，具有唯一确定的方向。从入线进出线出，具有唯一确定的方向。q无向交换单元无向交换单元：交换单元的每条线既可入也：
10、交换单元的每条线既可入也可出，其入线数必等于出线数。可出，其入线数必等于出线数。出线0 N-1入线0M-1M X N有向交换单元.入线/出线0N-1N无向交换单元2.2.1 交换单元及其数学描述交换单元及其数学描述连接特性是交换单元的基本特性，它反映了交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 连接集合连接集合： 入线集合：入线集合：T=0,1,2,T=0,1,2,M-1,M-1 出线集合：出线集合：R=0,1,2,R=0,1,2,N
11、-1,N-1 定义：定义：tTtT，即，即t t是是T T的一个元的一个元 rRrRt t，R Rt t是是R R的一个子集，的一个子集，r r是是R Rt t的的一个元。则集合一个元。则集合 c=t,Rc=t,Rt t 为一个连接。为一个连接。若若rRrRt t，R Rt t中只含有一个元，则称该连接为中只含有一个元，则称该连接为点到点点到点连接。连接。若若rRrRt t，R Rt t中含有多个元，则称该连接为中含有多个元，则称该连接为一一点到多点点到多点连接。连接。若一个交换单元可以提供点到多点的功能，但若一个交换单元可以提供点到多点的功能，但R Rt tRR，则称其具有，则称其具有同发同
