三、交換單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理3.4總線型交換單元

結(jié)構(gòu)如圖2.21所示。包括入線控制部件、出線控制部件和總線三部分?？偩€按時(shí)隙輪流分配給各個(gè)入線控制部件和出線控制部件使用，分配到的輸入部件將輸入信號(hào)送到總線上。四、交換網(wǎng)絡(luò)

為什么要引入交換網(wǎng)絡(luò)T型交換單元功能S型交換單元功能（不能單獨(dú)使用）交換單元容量增加有限四、交換網(wǎng)絡(luò)交換網(wǎng)絡(luò)：由若干個(gè)交換單元按照一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。

三大要素：交換單元、交換單元間的拓?fù)溥B接、控制方式四、交換網(wǎng)絡(luò)(1)

單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò):

一個(gè)交換單元組成，直接實(shí)現(xiàn)入線到出線的連接(2)

多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)第1級(jí)的每個(gè)交換單元與第2級(jí)的交換單元之間僅有一條鏈路四、交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部阻塞：

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)象稱多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部阻塞。若用計(jì)算機(jī)的術(shù)語，阻塞也可稱為沖突，即不同入線上的信息試圖時(shí)占用同一條鏈路。四、交換網(wǎng)絡(luò)

無阻塞交換網(wǎng)絡(luò)——

交換網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)的目標(biāo)是滿足一定的連接能力的要求下，盡量最小化交叉點(diǎn)數(shù)。

三種無阻塞網(wǎng)絡(luò)嚴(yán)格無阻塞網(wǎng)絡(luò)可重排無阻塞網(wǎng)絡(luò)廣義無阻塞網(wǎng)絡(luò)四、交換網(wǎng)絡(luò)嚴(yán)格無阻塞網(wǎng)絡(luò)：

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，只要這個(gè)連接的起點(diǎn)、終點(diǎn)是空閑的，而不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)中已建立起來的連接。理想網(wǎng)絡(luò)四、交換網(wǎng)絡(luò)

可重排無阻塞網(wǎng)絡(luò)

不管網(wǎng)絡(luò)處于何種狀態(tài)，任何時(shí)刻都可以在一個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)中直接或?qū)σ延械倪B接重選路由來建立一個(gè)連接，只要這個(gè)連接的起點(diǎn)和終點(diǎn)是空閑的。四、交換網(wǎng)絡(luò)

廣義無阻塞網(wǎng)絡(luò)

一個(gè)給定的網(wǎng)絡(luò)存在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，而不必重新安排網(wǎng)絡(luò)中已建立起來的連接。四、交換網(wǎng)絡(luò)

CLOS網(wǎng)絡(luò):

CLOS首次構(gòu)造了如圖2.28所示的N×N的無阻塞交換網(wǎng)絡(luò)(僅適用于奇數(shù)級(jí)網(wǎng)絡(luò))。采用足夠多的級(jí)數(shù)，對(duì)于較大的N，能夠設(shè)計(jì)出一種無阻塞網(wǎng)絡(luò)，其交叉點(diǎn)數(shù)增長的速度小于N1＋ξ（0＜ξ＜1）也就是說，使用CLOS網(wǎng)絡(luò)，既可以減少交叉點(diǎn)數(shù)，又可以做到無阻塞。四、交換網(wǎng)絡(luò)CLOS網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)：兩邊各有r個(gè)對(duì)稱的m×n矩形交換單元，中間是m個(gè)r×r的方形交換單元。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。任意一條入線與出線之間均存在一條通過中間級(jí)交換單元的路徑。2四、交換網(wǎng)絡(luò)三級(jí)CLOS網(wǎng)絡(luò)C(m,n,r)無阻塞條件:如果m≥2n-1，則此網(wǎng)絡(luò)是嚴(yán)格無阻塞的;如果m≥n，則此網(wǎng)絡(luò)是可重排無阻塞的。四、交換網(wǎng)絡(luò)TST網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：兩側(cè)是T型接線器，中間是S型接線器雙擊添加標(biāo)題文字負(fù)責(zé)輸入復(fù)用線上時(shí)隙交換負(fù)責(zé)復(fù)用線之間的空間變換ST負(fù)責(zé)輸出復(fù)用線上時(shí)隙交換T四、交換網(wǎng)絡(luò)工作原理

每側(cè)有32個(gè)T接線器，T接線器的容量為512，輸入側(cè)T接線器采用輸出控制方式;S接線器采用輸出控制方式;輸出側(cè)T接線器則采用輸入控制方式。四、交換網(wǎng)絡(luò)工作原理A用戶

HW0TS2←→

B用戶

HW31TS511雙向路由，空閑時(shí)隙采用反向內(nèi)時(shí)隙法。首先選擇內(nèi)時(shí)隙7;對(duì)應(yīng)反向內(nèi)時(shí)隙為7+512/2=263四、交換網(wǎng)絡(luò)STS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：兩側(cè)是S型接線器，中間是T型接線器雙擊添加標(biāo)題文字負(fù)責(zé)輸入復(fù)用線之間空間交換負(fù)責(zé)內(nèi)部時(shí)隙交換TS負(fù)責(zé)輸出復(fù)用線之間空間交換S四、交換網(wǎng)絡(luò)工作原理A用戶

HW1TS5←→

B用戶

HW2TS16四、交換網(wǎng)絡(luò)Banyan網(wǎng)絡(luò)1.結(jié)構(gòu)

空分交換網(wǎng)絡(luò)，由若干個(gè)2x2交換單元組成的多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)。

一個(gè)交叉連接單元有兩種狀態(tài)：平行連接和交叉連接。

4×4的多級(jí)互連網(wǎng)絡(luò)4個(gè)交叉連接單元連接起來，得一個(gè)4×4的多級(jí)互連網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)入端到出端都有一條且僅有一條路徑，如圖所示。

8×8的多級(jí)互連網(wǎng)絡(luò)如圖所示?？烧J(rèn)為是由前面4個(gè)2×2加后面2個(gè)4×4交叉連接單元組成的混合級(jí)構(gòu)成。8×8多級(jí)互連網(wǎng)絡(luò)2.Banyan網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì)（1）惟一路徑性質(zhì)

Banyan網(wǎng)絡(luò)中的每條入線和每條出線之間都只有一條路徑，稱之為惟一路徑性質(zhì)。（2）自選路由性質(zhì)

Banyan網(wǎng)絡(luò)的入端數(shù)和出端數(shù)相等。若設(shè)其為N，則必有N＝2M。既可以把N個(gè)入端和N個(gè)出端順序分別編號(hào)為M位二進(jìn)制數(shù)字來區(qū)別N個(gè)入端和出端。一個(gè)N×N的Banyan網(wǎng)絡(luò)共有M級(jí)，由入端i到出端j的連接，每級(jí)交叉連接單元的出口號(hào)組成一個(gè)M位二進(jìn)制數(shù)就表示出口號(hào)。01出端5（101）的路徑如果把出線的編號(hào)(或者叫作地址)以二進(jìn)制數(shù)字的形式送到交換單元，則每一級(jí)上的2×2交叉連接單元就只需要根據(jù)這個(gè)地址中的某一位就可以判別應(yīng)將其送往哪一個(gè)出端上。輸出沖突內(nèi)部爭用，會(huì)引起內(nèi)部阻塞（3）內(nèi)部阻塞性質(zhì)Banyan網(wǎng)絡(luò)不僅有內(nèi)部阻塞，而且這種內(nèi)部阻塞隨著陣列級(jí)數(shù)的增加而增加。因此，Banyan網(wǎng)絡(luò)不可能做得很大。（1）增加多級(jí)開關(guān)陣列的級(jí)數(shù)。把一個(gè)M級(jí)Banyan網(wǎng)絡(luò)對(duì)折疊加，使其級(jí)數(shù)增加到2M－1，得到的網(wǎng)絡(luò)是無阻塞的.由3級(jí)增加到5級(jí)，消除內(nèi)部阻塞。

內(nèi)部阻塞是一個(gè)必須要解決的問題，近年來許多人進(jìn)行這方面的研究，提出了若干方案。011對(duì)折疊加為1101111011011010010對(duì)折疊加為01010（2）排序Banyan網(wǎng)絡(luò)，即通過在Banyan網(wǎng)絡(luò)前面添加一個(gè)排序網(wǎng)絡(luò)使其成為一個(gè)無阻塞網(wǎng)絡(luò)?？梢宰C明，Banyan網(wǎng)絡(luò)在滿足某些特定條件下可以進(jìn)行無阻塞連接，例如——互換網(wǎng)絡(luò)。

洗牌——互換網(wǎng)絡(luò)的無阻塞性質(zhì)

若有兩個(gè)連接a→b，c→d，其中入端號(hào)和出端號(hào)滿足：c＞a，b＞d，d－b≥c－a，則兩連接的路徑完全不重疊。在Banyan網(wǎng)絡(luò)前附加一個(gè)排序網(wǎng)絡(luò)組成排序輸入的二進(jìn)制序列可理解為不同信元中的虛通路標(biāo)識(shí)符(VCI)。排序規(guī)則為：(1)在每級(jí)，如果兩個(gè)VCI標(biāo)識(shí)符到達(dá)同一個(gè)交換單元，則較大號(hào)的按圖中箭頭指示的輸出端