第2章_交换单元与交换网络幻灯片.ppt

* 在时分复用方式中，同步时分复用信号只携带用户信息，没有指定出线地址，交换单元根据外部送入的命令，在内部建立通道，将该入线与相应出线连接起来，入线上的输入信号沿内部通道送到出线上，如图2.4(a)所示。具体从哪一条出线输出取决于交换单元的控制信号。同步时分复用方式的交换属于同步交换，也就是说在交换单元临时缓存的用户数据必须在一个同步时钟控制下按序存入或取出。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 多级交换网络 8×8的3级BANYAN网络 * banyan网络的构成具有一定的规律。 用小的BANYAN网络 构造成较大的网络 用两组N*N的网络，加上N个2*2 交换单元，构成 2N*2N 的网络。 BANYAN网络的构造 2.3 交换网络 * 出/入线、级数、交换单元数的关系 N*N网络级数：M=log2N N*N网络单元数：(N/2) log2N BANYAN网络的构造 2.3 交换网络 * 唯一路径： 网络的任何一条入线与任何一条出线之间都有一条路径并且仅有一条路径，则称该网络具有唯一路径特性。 在BANYAN网络中，每条入线与每条出线之间都有且只有这一条路径。 可以用数学归纳法来证明。 BANYAN网络的基本特性 2.3 交换网络 * BANYAN网络特性 0 1 0 1 2 3 4 5 6 7 2 3 4 5 6 7 Error! Error! Error! 唯一路径 0号入线到3号出线的唯一路径特性演示 * 自选路由 自选路由功能:给定出线地址，不用外加控制命令，就可选到出线。由于到达指定的输出端仅有唯一一条通路，因此路由选择十分简单，即可由输出地址确定输入和输出之间的唯一路由。 BANYAN网络的级数M = log2N，与用2进制来表示输出线编号所需的二进制位数相等，则每一位二进制可与网络的每一级相对应。 BANYAN网络特性 BANYAN网络特性 自选路由方法： 给进入交换网络要交换的信息加上选路标签，该标签就是信息要交换到的目的输出线号的二进制值，每一级交换单元根据选路标签中的二进制值的相应位来选路，该位二进制的值为0则选0号出线，为1则选1号出线，网络的第1、2、……、k级分别与二进制值的由高到低位相对应。 * BANYAN网络特性 自选路由：从任意一条入线开始，逐个读出各级交换单元相应出线的数字0和1，那么，这些数字组合起来就是出线的号码。 i号入线到3号出线的自选路由特性演示 0 1 0 1 2 3 4 5 6 7 2 3 4 5 6 7 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 01 23 45 67 01 2(010) 3(011) 4(100) 5(101) 67 8 x 8的3级BANYAN网络 1 0 1 1 0 (011) (010) (100) (101) BANYAN网络的自选路由特性 * * BANYAN网络特性 树型结构特性： 从banyan的任一输入端口引出的一组通路形成了2分支树，级数越多，分支越多，级数 k=㏒2N，N=总入线数或出线数，即2k=N。 可扩展性： BANYAN的构成具有一定的规律，可以采用有规则的扩展方法将较小容量的BANYAN扩展成较大规模。 已有N X N的BANYAN网络，需构成2N X 2N的BANYAN网络，则可用2组N X N，再加上一组N个2X2交换单元构成。第一组的N X N的N条出线分别与N个2X2交换单元的某一入线相连，第二组的N X N的N条出线分别与N个2X2交换单元的另一入线相连。 BANYAN 网络的基本特性 * BANYAN网络的可扩展性 * 用8×8三级BANYAN网络构造16×16四级BANYAN * 出线阻塞：用缓冲排队的方法解决（不属于内部阻塞）。 内部阻塞：其它各级，发生在交换单元内部。 BANYAN网络的内部阻塞 2.3 交换网络 BANYAN网络的内部竞争（造成阻塞） 比特流 BANYAN网络的内部阻塞 阻塞是入线向同一出线上发送信元产生的，最坏情况下阻塞的概率为50%。 内部阻塞是在2X2交换单元的两条入线要向同一个出线上发送信元时产生的，最坏情况下概率为50%，若减少入线上的信息量，就可减少阻塞的概率，故可通过适当限制入线上的信息量或加大缓冲存储器来减少内部阻塞。 可以通过增加多级交换网络的级数来消除内部阻塞。已有证明，若要完全消除N X N的BANYAN网络的内部阻塞，至少需要2㏒2N-1级。 可以增加BANYAN网的平面树，构成多通道交换网络。 使用排序-BANY