電路交換接口電路課件

1、13.8、交換網(wǎng)絡(luò)、交換網(wǎng)絡(luò)交換網(wǎng)絡(luò)交換網(wǎng)絡(luò)是由若干個(gè)交換單元按照一定的拓是由若干個(gè)交換單元按照一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方式構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。撲結(jié)構(gòu)和控制方式構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。交換網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)基本要素是：交換網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)基本要素是：交換單元交換單元、不、不同交換單元間的和同交換單元間的和控制方式控制方式。2數(shù)字交換機(jī)的交換過(guò)程數(shù)字交換機(jī)的交換過(guò)程3交換網(wǎng)絡(luò)的一般結(jié)構(gòu)交換網(wǎng)絡(luò)的一般結(jié)構(gòu)控制單元出線入線交換單元交換單元交換單元交換單元交換網(wǎng)絡(luò)41. 單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)和多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)和多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)交換網(wǎng)絡(luò)按拓?fù)溥B接方式可分為：?jiǎn)渭?jí)交換網(wǎng)絡(luò)交換網(wǎng)絡(luò)按拓?fù)溥B接方式可分為：?jiǎn)渭?jí)交換網(wǎng)絡(luò) 多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)出線出線

2、0 n-1入線入線0m-1單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)交換交換單元單元5 如果一個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)中的交換單元可以分為如果一個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)中的交換單元可以分為n級(jí)，順序命名級(jí)，順序命名為第為第1,2,n級(jí)，并且滿足：級(jí)，并且滿足： 所有入線都只與第所有入線都只與第1級(jí)交換單元連接；級(jí)交換單元連接； 所有第所有第1級(jí)交換單元都只與入線和第級(jí)交換單元都只與入線和第2級(jí)交換單元連接；級(jí)交換單元連接； 所有第所有第2級(jí)交換單元都只與第級(jí)交換單元都只與第1級(jí)和第級(jí)和第3級(jí)交換單元連接；級(jí)交換單元連接； 依此類推，所有第依此類推，所有第n級(jí)交換單元都只與第級(jí)交換單元都只與第n-1級(jí)和出線級(jí)和出線連接；連接； 則稱這樣的交

3、換網(wǎng)絡(luò)為則稱這樣的交換網(wǎng)絡(luò)為多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)，或，或 n級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)。級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)。6多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可用三個(gè)參數(shù)來(lái)說(shuō)明：多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可用三個(gè)參數(shù)來(lái)說(shuō)明： 每個(gè)交換單元的容量每個(gè)交換單元的容量 交換單元的級(jí)數(shù)交換單元的級(jí)數(shù) 交換單元間的連接通路（鏈路）交換單元間的連接通路（鏈路）7多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)(nm x nm兩級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)兩級(jí)交換網(wǎng)絡(luò))o1n-1o1n-1o1n-1o1m-1o1m-1o1m-1oo11m-1n-1 1級(jí)級(jí)2級(jí)級(jí)8多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部阻塞多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部阻塞 若出、入線空閑，但因交換網(wǎng)絡(luò)級(jí)間鏈路被占用而若出、入線空閑，但因交換網(wǎng)絡(luò)級(jí)間鏈路被占用而無(wú)

4、法接通的現(xiàn)象，稱為多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部阻塞。無(wú)法接通的現(xiàn)象，稱為多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部阻塞。嚴(yán)格無(wú)阻塞網(wǎng)絡(luò)嚴(yán)格無(wú)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)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，的，(建立任何指定的空閑出入建立任何指定的空閑出入 線對(duì)之間的連接線對(duì)之間的連接)而不會(huì)而不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)中已建立起來(lái)的連接。影響網(wǎng)絡(luò)中已建立起來(lái)的連接。9可重排無(wú)阻塞網(wǎng)絡(luò)可重排無(wú)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)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)中直接或?qū)σ延械?/p>

5、連接重選路由來(lái)建立一個(gè)連接，只要絡(luò)中直接或?qū)σ延械倪B接重選路由來(lái)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(lái)的連接。立起來(lái)的連接。廣義無(wú)阻塞網(wǎng)絡(luò)廣義無(wú)阻塞網(wǎng)絡(luò)： 指一個(gè)給定的網(wǎng)絡(luò)存在著固有的阻塞可能，但又可指一個(gè)給定的網(wǎng)絡(luò)存在著固有的阻塞可能，但又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，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(lái)的連接。而不必重新安排網(wǎng)絡(luò)中已建立起來(lái)的連接。多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部阻塞多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部阻塞101 13 34 42 21 13 34 4

6、2 2c1c1c2c21，2，3，44，2，1，3 可重排無(wú)阻塞網(wǎng)絡(luò)可重排無(wú)阻塞網(wǎng)絡(luò)111 13 34 42 21 13 34 42 2c1c1cc2cc2可重排無(wú)阻塞網(wǎng)絡(luò)可重排無(wú)阻塞網(wǎng)絡(luò)123.8.1 clos網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò) 1、close無(wú)阻塞網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)：無(wú)阻塞網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)： 為了減少交叉點(diǎn)總數(shù)而同時(shí)具有嚴(yán)格的無(wú)阻塞特性，為了減少交叉點(diǎn)總數(shù)而同時(shí)具有嚴(yán)格的無(wú)阻塞特性，clos c.很早就提出一種多級(jí)結(jié)構(gòu)，推出了嚴(yán)格無(wú)阻塞的很早就提出一種多級(jí)結(jié)構(gòu)，推出了嚴(yán)格無(wú)阻塞的條件，這就是著名的條件，這就是著名的clos網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)。1 1n n1 1n n1 1n n1 1n n1 11 1m m 1 1r r

7、1 11 1 r rm mm mm mm m1 11 11 11 11 11 11 11 1r rr rr rr r3級(jí)級(jí)clos網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)13在最壞情況下，中間級(jí)會(huì)有（在最壞情況下，中間級(jí)會(huì)有（n-1）x 2個(gè)交換單元被個(gè)交換單元被占用，因此中間級(jí)至少要有（占用，因此中間級(jí)至少要有（n-1）x 2+1=2n-1個(gè)交換個(gè)交換單元，即單元，即m2n-1時(shí)，可確保無(wú)阻塞（嚴(yán)格無(wú)阻塞）。時(shí)，可確保無(wú)阻塞（嚴(yán)格無(wú)阻塞）。clos網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)14最不利情況: 當(dāng)?shù)谝患?jí)第一臺(tái)的某根入線與輸出級(jí)第r臺(tái)的某根出線要建立連接,輸入級(jí)的(n-1)條入線和輸出級(jí)的第r臺(tái)的(n-1)條出線均已被占,而且這些占用是通過(guò)中間級(jí)

8、的不同連接器完成的即可選的鏈路已占用(n-1)2條，為確保無(wú)阻塞, 至少還應(yīng)存在一條空閑鏈路, 即中間鏈路至少要有(n-1)2+1=2n-1條.無(wú)阻塞條件:m 2n-11 1n n1 1n n1 1n n1 1n n1 11 1m m1 1r r1 11 1 r rm mm mm mm m1 11 11 11 11 11 11 11 1r rr rr rr r15每臺(tái)入線數(shù)n=2 n=4 n=8交叉點(diǎn)數(shù) 288 336 540可見(jiàn)： n=2時(shí)，交叉點(diǎn)總數(shù)最少，當(dāng)n ， n2n2時(shí)，三級(jí)clos網(wǎng)絡(luò)交叉點(diǎn)最少。當(dāng)入出線不等時(shí):m(n入-1)+(n出-1)+1=n入+n出-116一般取m=2n來(lái)滿

9、足無(wú)阻塞條件對(duì)tst網(wǎng)絡(luò)而言，凡當(dāng)內(nèi)部時(shí)隙數(shù)為輸入時(shí)隙數(shù)的一倍時(shí)，即為無(wú)阻塞網(wǎng)絡(luò)。2、數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)中引入無(wú)阻塞網(wǎng)絡(luò)(1)、整個(gè)網(wǎng)絡(luò)無(wú)阻塞 m2n-1tst網(wǎng)絡(luò)中n 每個(gè)t模塊的輸入時(shí)隙數(shù)m相當(dāng)于每個(gè)t模塊可選用的輸出時(shí)隙數(shù)，也就是內(nèi)部時(shí)隙數(shù)17關(guān)于關(guān)于t-s組合網(wǎng)絡(luò)組合網(wǎng)絡(luò)t-s(n)-tt-s-t網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)絡(luò)：axe10，fetex-150，e10b，5ess等等t-s-s-t網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)絡(luò)：neax61t-s-s-s-t網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)絡(luò)：ewsdt-s-s-s-s-t網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)絡(luò)：4ess (長(zhǎng)途長(zhǎng)途)s-t(n)-s18 時(shí)隙交換功能與空分交換功能分別由不同的接線器（時(shí)分接線器t和空分接線器s）實(shí)現(xiàn)，

10、為了使數(shù)字交換網(wǎng)兼有時(shí)空交換的功能，擴(kuò)大選擇范圍和交換機(jī)的容量，在程控?cái)?shù)字交換機(jī)中的數(shù)字交換網(wǎng)是由t接線器和s接線器的不同組合而成。如tst（時(shí)分空分時(shí)分）、sts（空分時(shí)分空分），tsst、tssst、sstss、ttt等。 19ttt型交換網(wǎng)絡(luò)型交換網(wǎng)絡(luò)ttt三級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)203.8.2 tst網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)tst網(wǎng)絡(luò)是在電路交換系統(tǒng)中經(jīng)常使用的一種交換網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)是在電路交換系統(tǒng)中經(jīng)常使用的一種交換網(wǎng)絡(luò)，它是三級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)，兩側(cè)為絡(luò)，它是三級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)，兩側(cè)為t接線器，中間一級(jí)為接線器，中間一級(jí)為s接線器，接線器，s級(jí)的出入線數(shù)決定于兩側(cè)級(jí)的出入線數(shù)決定于兩側(cè)t接線器的數(shù)量。接線器的數(shù)量。第第1級(jí)級(jí)

11、t接線器：負(fù)責(zé)輸入母線的時(shí)隙交換。接線器：負(fù)責(zé)輸入母線的時(shí)隙交換。s接線器：負(fù)責(zé)母線之間的空間交換交換。接線器：負(fù)責(zé)母線之間的空間交換交換。第第2級(jí)級(jí)t接線器：負(fù)責(zé)輸出母線的時(shí)隙交換。接線器：負(fù)責(zé)輸出母線的時(shí)隙交換。21 tst交換網(wǎng)絡(luò)中的t接線器有4種安排方式。常用的組合方式有兩種。一種是初級(jí)t接線器采用控制寫入、順序讀出方式，次級(jí)t接線器采用順序?qū)懭?、控制讀出方式。另一種是初級(jí)t接線器采用順序?qū)懭?、控制讀出方式，次級(jí)t接線器采用控制寫入、順序讀出方式。222324為減少選路次數(shù)，簡(jiǎn)化控制，可使兩個(gè)方向的內(nèi)部時(shí)為減少選路次數(shù)，簡(jiǎn)化控制，可使兩個(gè)方向的內(nèi)部時(shí)隙具有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通常可相差半幀

12、，俗稱隙具有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通?？上嗖畎霂追Q反相法反相法，即：即：設(shè)：設(shè)：nf=一幀的時(shí)隙數(shù)一幀的時(shí)隙數(shù) na=a到到b方向的內(nèi)部時(shí)隙數(shù)方向的內(nèi)部時(shí)隙數(shù) nb=b到到a方向的內(nèi)部時(shí)隙數(shù)方向的內(nèi)部時(shí)隙數(shù)則：則： nb= na +nf/2tst網(wǎng)絡(luò)完全無(wú)阻塞的條件：網(wǎng)絡(luò)完全無(wú)阻塞的條件： m（內(nèi)部時(shí)隙數(shù)）內(nèi)部時(shí)隙數(shù)）=2n（輸入時(shí)隙數(shù)）輸入時(shí)隙數(shù)）25 對(duì)于tst網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，輸入t接線器和輸出t接線器的控制存儲(chǔ)器是可以合用的。 在雙向通路所選用的內(nèi)部時(shí)隙存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系時(shí)，cma0和cmb0可以合并，cma5和cmb5可以合并，其它同號(hào)輸入/輸出復(fù)用線的初級(jí)t和次級(jí)t的cm對(duì)也可以合并。 在相

13、差半幀的關(guān)系時(shí)，cma0的地址5中內(nèi)容為10，cmb0的地址5中的內(nèi)容是26，相同地址中的內(nèi)容相差半幀的數(shù)量，這反映了兩者具有合并的可能性。26stssts交換網(wǎng)絡(luò)交換網(wǎng)絡(luò)27 為了擴(kuò)大數(shù)字通信容量,采用時(shí)分復(fù)用，形成更多路的數(shù)字通信系統(tǒng)。t1t8t1t888ts=322.048mb/sts=32ts=32ts=32pcm 0:pcm 7pcm 0:pcm 7:282930 1數(shù)字交換單元數(shù)字交換單元(dse) 實(shí)現(xiàn)時(shí)空交換功能，如s-1240交換機(jī)中使用的數(shù)字交換單元dse(digital switching element)，它屬于總線型交換單元。 每個(gè)dse是具有8片“雙交換端口”的超大

14、規(guī)模集成電路，每片“雙交換端口”上有兩個(gè)交換端口，即每個(gè)dse由16個(gè)雙向交換端口組成，分別連接到16條4 mb/s雙向pcm串行鏈路上，3.9 ts單側(cè)折疊式交換網(wǎng)絡(luò)312.dsn網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)地址的概念 dsn網(wǎng)絡(luò)由單一的交換單元dse所組成，其最大配置時(shí)為4級(jí)，分入口級(jí)（as）和選組級(jí)(st1,st2,st3)，選組級(jí)的平面數(shù)為24個(gè)，其中級(jí)數(shù)與容量相關(guān)，而平面數(shù)與話務(wù)量相關(guān)。321) 結(jié)構(gòu)33asm1asm2asm3asm4012345670123456701234567070707dtm1dtm2dtm3dtm40123456707070707asst1st2st3group0group

15、1group15.group0group1group7plane0plane1plane2plane3dsn34 dsn的連線規(guī)則 第一級(jí) 第二級(jí) 第三級(jí) 第四級(jí)（入口級(jí)） 平面號(hào)端口- 8 組號(hào) 組號(hào) 組號(hào) 端口號(hào) 出端口號(hào)-8 入端口號(hào) 出端口號(hào)-8 端口號(hào)dse號(hào) dse號(hào) dse號(hào) dse號(hào) dse號(hào) （或dse號(hào)+4） 35 終端模塊的網(wǎng)絡(luò)地址為：na=hdcba,其中: d為st3的端口號(hào)， c為st2的端口號(hào), b為st1的端口號(hào), a為as的端口號(hào).36 網(wǎng)絡(luò)地址: 接在dsn中入口級(jí)上的每一個(gè)終端模塊ce都有唯一的地址碼，abcd. 四個(gè)級(jí)的入端口號(hào)碼。 a: as級(jí)的12對(duì)

16、端口（07，1215），4bits b: as對(duì)連接到第二級(jí)dse的4對(duì)端口中的一對(duì)，2bits c: 07端口，3bits d: 015端口，4bits 并利用總結(jié)的相鄰級(jí)連線規(guī)律，可知地址編碼abcd的含義是： d為組號(hào)，c為dse號(hào)，b為as號(hào)，a為ce號(hào)。37511011as5110ce0110第1級(jí)047158071580組第2級(jí)0471580715815組b07150071580組第3級(jí)071500715815組c0151580組第4級(jí)0151588組d01111007700770asas對(duì)asasa網(wǎng)絡(luò)的編址 接在dsn中as上的每一ce都有其惟一的地址碼。地址碼用abcd四個(gè)數(shù)

17、來(lái)表示38通過(guò)4級(jí)制建立雙向通路的示意圖主叫ce4x11y5y54152abcd被叫ce12x22y4122410abcd4y210入口 級(jí)選組級(jí)39 工作原理：建立兩個(gè)ce的連接，比較網(wǎng)絡(luò)地址，確定反射點(diǎn)。 網(wǎng)絡(luò)通路的建立是由模塊間網(wǎng)絡(luò)地址之間的關(guān)系確定通路的返回點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)的哪一級(jí)，返回點(diǎn)前可任選端口，返回點(diǎn)后選指定端口。401、banyan 網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)3.3.10 banyan 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò) 通常將由2 x 2的交換單元構(gòu)成的單通路網(wǎng)絡(luò)稱為banyan網(wǎng)絡(luò)。 banyan網(wǎng)絡(luò)是基于樹(shù)型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但每一個(gè)交換單元卻是基于crossbar的結(jié)構(gòu)。 2 x 2的交換單元也具有bar

18、和cross兩種狀態(tài)。41 banyan網(wǎng)絡(luò)是一種基于22交換單元的網(wǎng)絡(luò)交換構(gòu)架。00001111平行連接交叉連接42橫向輸入縱向輸入縱向輸出橫向輸出bar狀態(tài)cross狀態(tài)434401234567012345678 x 8的的3級(jí)級(jí)banyan網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)452、banyan 網(wǎng)絡(luò)的基本特性網(wǎng)絡(luò)的基本特性 樹(shù)型結(jié)構(gòu)特性樹(shù)型結(jié)構(gòu)特性： 從banyan的任一輸入端口引出的一組通路形成了2分支樹(shù)，級(jí)數(shù)越多，分支越多，級(jí)數(shù)k=2n，n=總?cè)刖€數(shù)/出線數(shù)，即2k=n。 唯一路徑特性唯一路徑特性： banyan的任一入端到任一出端之間，具有1條且僅有一條通路。 自選路由特性自選路由特性： 自選路由，即是給定出線地址，不用外加控制命令，就可選到出線?？梢允褂脤?duì)應(yīng)于出端號(hào)的二進(jìn)制碼的選路標(biāo)簽來(lái)自動(dòng)選路。4601234567012(010)3(011)4(100)5(101)678 x 8的3級(jí)banyan網(wǎng)絡(luò)10110(011)(010)(100)(101)banyan網(wǎng)絡(luò)的自選路由特性網(wǎng)絡(luò)的自選路由特性47可擴(kuò)展性可擴(kuò)展性： banyan的構(gòu)成具有一定的規(guī)律，可以采用有規(guī)則的擴(kuò)展方法將較小容量的banyan擴(kuò)展成較大規(guī)模。 已有n x n的banyan網(wǎng)絡(luò)，需構(gòu)成2n x 2n的banyan網(wǎng)絡(luò)，則可用2組n x n，再加上一組n個(gè)2x2交換單元構(gòu)成。第一組的n x n的n條出線分別與n個(gè)2x2