第2章_交换单元与交换网络PPT课件

2.1简介、2.2交换单元、2.3交换网络、2章交换单元和交换网络。2，本章重点介绍了同步时分多路复用信号和统计时分多路复用信号交换单元的数学描述了各种主要交换单元空分交换单元共享内存交换单元基于总线的交换单元，简要介绍了典型交换网络CLOS网络和无阻塞交换网络TST、DSN、BANYAN网络。3、使用数学模型分析交换单元TST交换网络CLOS网络和非阻塞交换网络BANYAN网络，本章的教学难点。4、了解本章的要求、交换单元的基本概念、分类、特性和数学描述方法，了解各种交换单元的结构和工作原理，了解一些重要和典型的交换单元，了解交换网络的概念，了解交换网络的三个要素，熟悉交换网络的组织结构常用的多个交换网络，熟悉多级网络的内部阻塞概念，了解构成阻挡式交换网络的条件，初步了解多个常用交换网络的组合特性和工作原理。5，2.1简介，交换网中的信号形式为数字，时分多路复用信号。电路交换使用统计时分多路复用信号作为同步时分多路复用信号包交换和ATM交换，同步时分多路复用信号和统计分时多路复用信号是什么？6，2.1简介，7，2.1简介，1 .同步时分多路复用将时间划分为基本时间单位帧，一个帧划分为多个时隙，对时隙顺序进行编号，所有帧中编号相同的时隙成为一个子信道，一个子信道发送一个单词信号。*子通道的速度保持不变。8，并发时分多路复用的原因：语音信号的频率为300HZ到3400HZ，采样率为8HZ，采样周期为125us，采样值为8位二进制编码，8位二进制文件比125us占用的时间少，为了提高利用率，将125us除以多个时隙，采样值占用不同的时隙。在每个帧时间轴中，子通道的位置是固定的，因此称为同步时分多路复用。同步时分多路复用通道(也称为位置通道)通过时间轴的位置扩展分子通道(马路径)。2.1简介，9，2。统计时分多路复用信息按组存储和发送。每个组的其他标志代码占用不同的时隙。但是，相同分组将一个用户占用的信道容量视为一个子信道，这称为统计时分多路复用。特征：是存储后发送、信息速率高的用户占用的信道容量、信息动态变化时占用的信道容量、帧概念被取消、统计时分多路复用信道通过标志划分每个子信道。2.1简介，10，2.1简介，两种时分多路复用信号比较。11，多路复用信号的交换，仅携带用户信息，不指定发送地址，发送地址，同步时分多路复用信号交换，统计时分多路复用信号交换，12，统计时分多路复用的重要优点是根据用户的需要动态分配信道容量。较高的用户信息占用的通道容量较大，较低的信息速率占用的通道容量也较小。由于用于分组交换的统计多路复用时分信号的分组长度不相等，因此子信道速度不固定，不适合采用硬件交换单元。ATM交换中的统计时分多路复用信号使用适用于硬件交换单元的相同数据包长度(单元)，因此ATM交换速度更快。2.1简介，实现随机输入和发送之间的互连是交换的基本功能。根据交换机方式的要求，节点内的互连网络可以提供物理连接或虚拟连接。节点内的互连网络有时称为交换网络(交换机构)。交换机网络由多个交换机单元组成，具体取决于特定的拓扑和控制方法。2.1简介，交换网有空气分离，分时数字，模拟，节点交换网有一定的拓扑结构。(选择可满足交换方式、容量和服务质量要求的高性能、低成本、易于扩展和控制的拓扑。)、2.1简介、2.2.1交换单元及其数学说明、交换单元是构成交换网络的基本组件。根据一定的拓扑和控制方法，您可以用多个交换单元配置交换网络。对称交换机单元(M=N)完全连接交换机单元部分连接交换机单元(a)基本概念，交换机单元如何在信息传输通道(连接)中建立随机传入和传出连接。对于同步时分多路复用信号(实际连接)，统计多路复用信号(虚拟连接)，(b)内部通道，2.1交换单元，集中：m n，也称为集中器。扩散型：m n，也称为扩张器。分配类型：M=N。也称为分配器。(c)交换单元的分类，2.2.1交换单元及其数学描述，(c)交换单元的分类，2.2.1交换单元及其数学描述，直接交换单元：信息通过交换单元时，只有出入线的唯一方向。全向交换单元：交换单元中的每条线路必须可以输入和输出，输入线路数必须等于发送线路数。2.2.1交换单元及其数学描述、连接特性是交换单元的基本特性，反映了交换单元入站-出站线的连接功能。通常，我们使用连接集和连接函数来描述交换单元的连接特性连接集：入站集：t=0，1，2，m-1外出行集：r=0，1，2，n-1定义：t-t，即t的单个元素r-Rt，Rt是r的子集，r是Rt的一个子集，C=t，Rt是连接。对于r-Rt，如果Rt中只有单个元素，则该连接称为点到点连接。如果rRt包含多个元素，则该连接称为一点到多点连接。交换单元提供了点到点功能，但RtR据说具有相同的功能。如果Rt=R，则交换机单元具有广播功能。(4)连接和连接函数，与一个交换单元的连接可以同时有多个，从而构成了交换单元的连接集合。c=c0，C1，C2，其中：启动集Tc= t；t-ci，CIC端点集Rc= r；r-rt、rtci、CIC连接和连接集合对应于任意时间点！连接集的数量越多，连接功能就越强！(4)连接和连接函数，(4)连接和连接函数，连接函数连接函数表示连接的输入号码和发送号码之间的一对一对应关系。也就是说，有连接函数f，接收x连接到发送f(x)，表示0xm-1，0 f (x) n-1。连接函数也称为置换函数或排序函数，因为连接函数实际上反映了由接收编号组成的数组和由发送编号组成的数组之间的置换关系或数组关系。函数表示法x表示入站编号(二进制表示法)，f(x)表示连接函数。排列表示法，即输入输出为t0，t1，tn-1r0、R1、rn-1图形表示，(4)连接和连接函数，1 .直线连接：函数表达：I (xn-1xn-2).x1x0)=xn-1xn-2.x1x0对齐表现法(n=4): 0，1，2，30，1，2，3图形表现法(n=4):1，2，3，1，Ck (xn-1xn-2.xk.x1x0)=xn-1xn-2.xk.x1x0，0，0，1，2，3，1，2，3，2，3，3，0，0，1，2，3，1，2，27，均匀的洗牌连接，均匀的洗牌连接(均匀的洗牌更换)，以特定的方式(2，均匀的洗牌连接，将一条线从头到尾分成相同的两部分，将两部分从头到尾连接在一起，形成一个均匀的洗牌效果的理想。然后，将引出线依次连接到内联。函数表达式为。28，(x2x1x0)=x1x0 x2，N=8时，连接函数为，N=8时，连接函数为，纯格式，图形为，均匀计数连接，29，子盥洗连接，-均假定导线及其插座分为多个子部分，每个子部分独立完成均匀的盥洗连接。，连接函数为：子卡连接，N=8时连接函数为， (x2x10)=x2x0 x1，均匀子卡，30，均匀子卡，数组，图形是，31，逆均匀快门连接，逆均匀快门连接，逆均匀快门连接假定是均匀快门连接的逆函数，两个过程和外伸正好交换位置。换句话说，倒数就是将传入的行二进制地址号循环1位，函数表达式为，32，反向均匀洗牌连接，即N=8时连接函数为， (x2x10)=x0x2x1，33，在实施蝶形连接转换时，线二进制地址号的最高位和最低位交换为线地址号的蝴蝶等图形外观。蝴蝶连接(交换蝴蝶)，函数表达式，蝴蝶连接(交换蝴蝶)，34，数组格式， (x2x10)=x0x1x2，n=8，蝶形连接函数，图形表示，蝶形连接(交换蝴蝶)，35，子蝴蝶连接，子蝴蝶连接-将所有接收和相应的传出线分成子部分，分别完成蝴蝶连接。子蝴蝶连接，函数表达式：36， (x2x10)=x2x0 x1，子蝴蝶连接，容量：所有接收线同时传输的总信息。介面：介面标准法规。功能：点对点、同步传输或广播；质量：连接设置情况(成功率、速度)、信息传输损坏(延迟、衰减、噪音)。(5)交换机单元性能，38，交换单元是如何实现的？交换单元内部呢？结构怎么样？什么特征？前面讨论了外部特性和数学描述。我们把视线移到交换装置的内部。主要内容：最基本的交换单元是交换机阵列-由各种交换机组成的交换单元。39，空间交换单元交换单元可分为空分交换单元和分时交换单元。空气分离交换单元，也称为空间交换单元，通常是空间分离的多个小交换部件或开关部件，按照一定的规律接合在一起。在空间交换单元内部，传入和传出通路之间存在多个通路，这些通路都可以并行传输信息。这意味着不同传入信息的并行交换可以是不同的传出路径。40，1。如果在交换机阵列(空气分离交换单元)、每条输入线和每个插座之间分别连接交换机，则所有交换机都将在交换机单元内配置交换机阵列。使用开关创建或删除引入线和引出线之间的连接。(1)基本原理，交换机阵列，41，交换机阵列，交换机阵列中的交换机两种状态，单向交换机：通常用于直接交换机设备。双向开关：通常用于全向开关设备。42，交换机阵列的拓扑，43，1，进入线和退出线的每个交点都有开关，开关是单向开关。2、需要总计MN个开关；3、将线路I和线路j相交的交换机记录为Kij。实现MN直接交换单元交换机阵列，44，mn全向交换单元一个交换机阵列的实现。如图所示，MN全向交换单元中的交换机阵列与带有MN直接交换单元的交换机阵列完全相同，只是信息端是双向的，使用的交换机是双向的。实现MN全向交换单元交换机阵列，45，完全连接交换单元和部分连接交换单元，0，1，N-1，0-1，N-1，接收，发送，0，1，N-1，0，1，46，0，1，M-1，接收，发送，发送，发送，接收，0，M-1，发送，0，0，1，N，47，由多通道选择器组成的MN交换单元，交点=开关数，操作方式：控制开关闭合将建立任意引入线和引出线之间的连接。性能：取决于交换机类型信号：模拟/数字/光波、交换机阵列、空分交换设备、空分交换设备特性、(1)可以在任何时间输入线路和连接任何线路；控件简单，延迟均匀。(2)交点的数目是引入和引出线的数目的乘积。适合配置较小的交换单元。(3)易于多播和广播。只能打开一列交换机，且冲突，2.2.2交换机阵列(4)交换机设备的性能取决于使用的交换机。(5)交换机具有控制端和状态端。交换机阵列、中继：其配置交换单元是全向的，交换模拟和数字信息，干扰和噪音大，动作慢(ms级别)，体积大(cm级别)。实际开关阵列、开关阵列、模拟电子开关：通常由半导体材料制成。只能单向传输，消耗和延迟更大。物理交换机阵列、数字电子交换机：由用于数字信号交换的简单逻辑网关组成，交换机操作非常快，没有信号丢失。2 .空间连接器、空间连接器、简单地说，s单元或s连接器用于在多输入多路复用器和多输出多路复用器之间进行空间交换，而不更改时间间隔位置。完成不同时分多路复用线之间同一时隙的信息交换。交叉矩阵：由按时断开的开关组成。控制内存：控制交叉触点矩阵开关。基本组件、NN交点矩阵、空间配线器、工作原理、空间交换设备的交点时间间隔高速连接和断开连接。当一个框架具有相同输出线的不同间隙时，由CM控制的交叉触点可以在一个框架中多次打开和关闭。空间交换装置的交点以分时方式工作。也称为时分多路复用空间配线器。空间连接器，空间连接器，S连接器配置：交叉矩阵，控制内存交叉矩阵：交换机阵列控制内存(CM-ControlMemory):S): s连接器包含CM数，例如输入(输出)行数。每个CM包含的存储单元数与输入(输出)线中多路复用时隙的数量相同。每个存储设备为N位，满足N2n。其中n是输入(输出)线数，空间交换装置的基本结构是对应于每