第2章交換網(wǎng)絡(luò)改

第2章交換網(wǎng)絡(luò)

2.1信號(hào)復(fù)用方式2.2交換單元2.3

點(diǎn)到點(diǎn)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)2.4多點(diǎn)連接交換網(wǎng)絡(luò)（1）頻分復(fù)用將來(lái)自于不同源端的信息調(diào)制在不同頻率的載波上，形成要發(fā)送的信號(hào)，然后將各信號(hào)合在一起并通過(guò)一條高帶寬的鏈路進(jìn)行傳輸。主要用于模擬電信號(hào)，其使用的載波是電信號(hào)，對(duì)應(yīng)的鏈路是電纜等電信號(hào)傳輸介質(zhì)。（2）波分復(fù)用將來(lái)自于不同源端的信息調(diào)制在不同波長(zhǎng)的載波上，形成要發(fā)送的信號(hào)，然后將各信號(hào)合在一起并通過(guò)一條高帶寬的鏈路進(jìn)行傳輸。主要用于光信號(hào)，其使用的載波是光信號(hào)，對(duì)應(yīng)的鏈路是光纖傳輸介質(zhì)。2.1信號(hào)復(fù)用方式（3）碼分復(fù)用將來(lái)自于不同源端的信息分別用不同的偽隨機(jī)碼進(jìn)行信息編碼，形成要發(fā)送的信號(hào)，然后將各信號(hào)合在一起并通過(guò)一條高帶寬的鏈路進(jìn)行傳輸。在碼分復(fù)用系統(tǒng)中，接收端必須用同樣的偽隨機(jī)碼才能正確解碼。主要用于數(shù)字電信號(hào)和光信號(hào)。（4）時(shí)分復(fù)用采用時(shí)間分割的方法，將一條高速數(shù)字通道在時(shí)間軸分成若干個(gè)時(shí)隙間隔，來(lái)自于不同源端的信號(hào)在該通道的不同時(shí)隙間隔上傳輸。主要用于主要用于數(shù)字電信號(hào)和光信號(hào)。時(shí)分復(fù)用又可分為同步時(shí)分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用。2.1信號(hào)復(fù)用方式1）同步時(shí)分復(fù)用。將時(shí)間劃分為以幀為單位的等時(shí)間間隔，每幀再進(jìn)一步劃分為等數(shù)量等間隔的時(shí)隙且對(duì)這些時(shí)隙按順序編號(hào)，所有幀中編號(hào)相同的時(shí)隙位置用于傳送來(lái)自于同一源端的信號(hào)，同步的含義在于時(shí)隙位置與源端信號(hào)是嚴(yán)格對(duì)應(yīng)的，在一次通信建立后的交換過(guò)程中，時(shí)隙位置與源端信號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系一旦確立，其關(guān)系就保持固定不變。易見，知道時(shí)隙位置，就可以知道該位置上的信號(hào)來(lái)自于哪個(gè)源端。2.1信號(hào)復(fù)用方式2）異步時(shí)分復(fù)用（統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用）。將時(shí)間劃分為若干個(gè)等間隔或不等間隔的時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙位置用于傳送來(lái)自于一個(gè)源端的信號(hào)，但信號(hào)與時(shí)隙位置沒有固定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。正是由于信號(hào)與時(shí)隙位置之間沒有固定對(duì)應(yīng)關(guān)系這一原因，所以，不同于同步時(shí)分復(fù)用方式，統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用方式中每個(gè)時(shí)隙位置上的信號(hào)都含有一個(gè)附加的標(biāo)志頭，該標(biāo)志頭信息用于標(biāo)志該信號(hào)來(lái)自哪個(gè)源端以及用于轉(zhuǎn)接設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)接處理，而同步復(fù)用方式無(wú)需添加標(biāo)志頭。

本章后續(xù)部分將以時(shí)分復(fù)用電信號(hào)為對(duì)象，介紹一些典型的交換單元及交換網(wǎng)絡(luò)。

2.1信號(hào)復(fù)用方式交換單元的功能是在控制信號(hào)的作用下在入線和出線之間為呼叫請(qǐng)求建立適當(dāng)接續(xù)，將入線上的信息送到出線上去。交換單元是交換網(wǎng)絡(luò)的基本組成元素。任何交換單元都可表示成下圖所示的等效示意。上圖實(shí)際上也是任一交換網(wǎng)絡(luò)的示意圖。2.2交換控制單元該類交換單元主要通過(guò)時(shí)隙互換來(lái)實(shí)現(xiàn)輸入線與輸出線上的復(fù)用信號(hào)交換，其本質(zhì)思想是改變信號(hào)的時(shí)隙位置。這種交換單元主要由信號(hào)緩存或延遲器件及控制信號(hào)器件組成。根據(jù)控制信號(hào)，緩存或延遲器件執(zhí)行相應(yīng)操作，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)時(shí)隙位置的改變，達(dá)到交換目的。下面，針對(duì)時(shí)分復(fù)用電信號(hào)，介紹幾種典型的基于時(shí)分結(jié)構(gòu)的交換單元。一、基于時(shí)分結(jié)構(gòu)的典型交換單元2.2交換控制單元其主要部件是由控制信號(hào)所控制的用戶信息存儲(chǔ)器，一般結(jié)構(gòu)如下圖所示。用戶信息存儲(chǔ)器被分為M個(gè)區(qū)域，用于存儲(chǔ)傳輸線上各時(shí)隙輸入信號(hào)。通過(guò)使用不同控制方式控制該存儲(chǔ)器的各時(shí)隙信號(hào)寫入和信號(hào)讀出來(lái)完成時(shí)隙轉(zhuǎn)換，即將輸入信號(hào)的時(shí)隙位置轉(zhuǎn)換成不同的輸出信號(hào)的時(shí)隙位置，從而實(shí)現(xiàn)交換接續(xù)功能。一、基于時(shí)分結(jié)構(gòu)的典型交換單元

1、共享存儲(chǔ)器型交換單元2.2交換控制單元工作原理：可以采用兩種控制方式之一進(jìn)行交換工作，即：1）輸入控制。用戶信息存儲(chǔ)器采用控制寫入和順序讀出，即在輸入端，各路輸入信號(hào)根據(jù)控制要求寫入用戶信息存儲(chǔ)器的相應(yīng)區(qū)域，而在輸出端，該存儲(chǔ)器的信息從第一個(gè)區(qū)域到最后一個(gè)區(qū)域順序讀出。2）輸出控制。用戶信息存儲(chǔ)器采用順序?qū)懭牒涂刂谱x出，即在輸入端，各路輸入信號(hào)順序?qū)懭胗脩粜畔⒋鎯?chǔ)器的第一個(gè)區(qū)域到最后一個(gè)區(qū)域，而在輸出端，根據(jù)控制要求讀出該存儲(chǔ)器中相應(yīng)區(qū)域的信息。共享存儲(chǔ)器型交換單元可用于同步時(shí)分復(fù)用信號(hào)、統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用信號(hào)，其具體實(shí)現(xiàn)方式不同。下面介紹一種典型的針對(duì)同步時(shí)分復(fù)用信號(hào)交換的共享存儲(chǔ)器型交換單元——時(shí)間交換單元。一、基于時(shí)分結(jié)構(gòu)的典型交換單元

1、共享存儲(chǔ)器型交換單元2.2交換控制單元時(shí)間交換單元（T交換單元或T接線器）。主要應(yīng)用于同步時(shí)分復(fù)用信號(hào)的交換。由用戶信息存儲(chǔ)器、控制存儲(chǔ)器和計(jì)數(shù)器組成。用戶信息存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)；控制存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)用戶信息存儲(chǔ)器的控制寫入或控制讀出的地址；計(jì)數(shù)器用于控制用戶信息存儲(chǔ)器和控制存儲(chǔ)器的讀寫操作，為了保證同步操作，要求計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘頻率與時(shí)隙頻率相等。采用輸入控制和輸出控制兩種方式之一進(jìn)行工作。一、基于時(shí)分結(jié)構(gòu)的典型交換單元

2、時(shí)間交換單元2.2交換控制單元輸入控制。一、基于時(shí)分結(jié)構(gòu)的典型交換單元

2、時(shí)間交換單元2.2交換控制單元輸出控制。一、基于時(shí)分結(jié)構(gòu)的典型交換單元

2、時(shí)間交換單元2.2交換控制單元實(shí)現(xiàn)示例：CCITT的PCM話音一次群信號(hào)電路交換，采用輸出控制方式。一、基于時(shí)分結(jié)構(gòu)的典型交換單元

2、時(shí)間交換單元2.2交換控制單元由入線控制部件，出線控制部件和總線組成，如下圖示。入線控制部件負(fù)責(zé)接收入線信號(hào)并進(jìn)行信號(hào)格式轉(zhuǎn)換，進(jìn)行信息緩沖存儲(chǔ)，將緩沖信息在適當(dāng)時(shí)刻送到總線上；出線控制部件負(fù)責(zé)從總線上檢測(cè)出屬于自己的信號(hào)并加以緩沖存儲(chǔ)，將緩沖信息進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換并由出線送出；總線通常由多條數(shù)據(jù)線和控制線組成，數(shù)據(jù)線負(fù)責(zé)在入線控制部件和出線控制部件之間傳送信號(hào)，控制線負(fù)責(zé)控制各入線控制部件獲得時(shí)隙和將信息發(fā)送到總線上以及控制出線控制部件讀取屬于自己的信息。一、基于時(shí)分結(jié)構(gòu)的典型交換單元

3、共享總線型交換單元2.2交換控制單元工作原理：總線按一定規(guī)則給各入線控制部件分配時(shí)隙，各入線控制部件以同步或統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用方式使用總線。當(dāng)信號(hào)到達(dá)一入線控制部件的輸入端時(shí)，該部件進(jìn)行信號(hào)接收，對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換且將轉(zhuǎn)換后的信息放到輸入緩沖存儲(chǔ)器中，然后在總線分配給該部件的時(shí)隙上將緩沖信息發(fā)送到總線上去。與此同時(shí)，各出線控制部件處于監(jiān)視總線上信息的狀態(tài)，當(dāng)一出線控制部件檢測(cè)到總線上有屬于自己的信息時(shí)，該部件就提取這一信息并將其存入輸出緩沖存儲(chǔ)器中，然后對(duì)該緩沖信息進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換并從出線發(fā)送出去。通常，最常使用的總線時(shí)隙分配規(guī)則是按順序把時(shí)隙分給各入線控制部件，而不考慮各入線控制部件是否有等待發(fā)送的信息。此分配規(guī)則簡(jiǎn)單，但效率較低。為提高效率，可制定只在入線控制部件有待發(fā)送的信息時(shí)才給其分配時(shí)隙的規(guī)則。這樣可以有效利用總線資源，但由于其可能存在多個(gè)入線控制部件競(jìng)爭(zhēng)總線資源等問題，所以其控制比較復(fù)雜。一、基于時(shí)分結(jié)構(gòu)的典型交換單元

3、共享總線型交換單元2.2交換控制單元主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)輸入線與多個(gè)輸出線之間信號(hào)的空間交換，而不改變?cè)盘?hào)的時(shí)隙位置。這種交換單元主要由交叉點(diǎn)陣列及控制信號(hào)器件組成?？刂菩盘?hào)控制交叉點(diǎn)陣列的操作動(dòng)作。交叉點(diǎn)陣列具有開關(guān)操作功能，根據(jù)控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)輸入和輸出線之間的信號(hào)轉(zhuǎn)接。交叉點(diǎn)陣列的硬件實(shí)現(xiàn)有很多種形式，如繼電器開關(guān)陣列、模擬電子開關(guān)陣列、數(shù)選器陣列等數(shù)字電子開關(guān)陣列等。下面，針對(duì)時(shí)分復(fù)用電信號(hào)，介紹一種典型的基于空分結(jié)構(gòu)的交換單元——空間交換單元。二、基于空分結(jié)構(gòu)的交換單元2.2交換控制單元主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)輸入復(fù)用線與多個(gè)輸出復(fù)用線之間的同步時(shí)分復(fù)用信號(hào)的空間交換，而不改變信號(hào)的時(shí)隙位置。由交叉點(diǎn)矩陣和控制存儲(chǔ)器構(gòu)成。交叉點(diǎn)實(shí)現(xiàn)入線與出線之間的接續(xù)；控制存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)所選擇的輸入或輸出線的標(biāo)號(hào)，其用于控制交叉點(diǎn)的接續(xù)。采用輸入控制和輸出控制兩種方式之一進(jìn)行工作。二、基于空分結(jié)構(gòu)的交換單元2.2交換控制單元輸入控制。二、基于空分結(jié)構(gòu)的交換單元2.2交換控制單元輸出控制。二、基于空分結(jié)構(gòu)的交換單元2.2交換控制單元實(shí)現(xiàn)示例：CCITT的PCM話音一次群信號(hào)電路交換。采用4入線4出線空間交換單元結(jié)構(gòu)，每個(gè)輸入線上的信號(hào)都是CCITT的PCM話音一次群信號(hào)，交叉點(diǎn)接續(xù)使用數(shù)選器并采用輸入控制方式。二、基于空分結(jié)構(gòu)的交換單元2.2交換控制單元交換單元只適合交換規(guī)模較小的情況。當(dāng)規(guī)模較大時(shí)，其軟硬件實(shí)現(xiàn)通常都將相當(dāng)困難。為了解決大規(guī)模的交換問題，通常使用交換網(wǎng)絡(luò)。交換網(wǎng)絡(luò)是由若干個(gè)小規(guī)模的交換單元按照一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方式所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)交換網(wǎng)絡(luò)的具體結(jié)構(gòu)和控制方式等，可以使交換網(wǎng)絡(luò)具有接續(xù)點(diǎn)到點(diǎn)連接或多點(diǎn)連接的能力。多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)是一類典型的交換網(wǎng)絡(luò)。本節(jié)在介紹多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)定義的基礎(chǔ)上，主要針對(duì)點(diǎn)到點(diǎn)連接情況，介紹一些典型的該類交換網(wǎng)絡(luò)。2.3點(diǎn)到點(diǎn)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)對(duì)于一個(gè)交換單元可分為N級(jí)的交換網(wǎng)絡(luò)，若其入線僅與第一級(jí)交換單元連接，所有第1級(jí)交換單元都只與入線和第二級(jí)交換單元連接，所有第n（1<n<N）級(jí)交換單元都只與第n-1級(jí)和第n+1級(jí)交換單元連接，所有第N級(jí)交換單元都只與第N-1級(jí)交換單元和出線連接，則該網(wǎng)絡(luò)稱為N級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)。多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可用三組參量來(lái)描述，即每個(gè)交換單元的容量、交換單元的級(jí)數(shù)以及交換單元之間的連接。說(shuō)明：一旦多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定下來(lái)，則其在硬件結(jié)構(gòu)上是否存在固有的內(nèi)部阻塞特性也就確定。然而，由于交換網(wǎng)絡(luò)既涉及到硬件技術(shù)也涉及到軟件技術(shù)，在實(shí)際使用中，交換網(wǎng)絡(luò)的阻塞特性還要受軟件技術(shù)影響。一、多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)概念2.3點(diǎn)到點(diǎn)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)T-S組合型多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)是由若干個(gè)T交換單元和S交換單元進(jìn)行一定連接所構(gòu)成的，其不但具有時(shí)隙交換功能，而且也具有空間交換功能。兩種典型類型：1）T-Sn-T型交換網(wǎng)絡(luò)

2）Sn-T-Sn型交換網(wǎng)絡(luò)針對(duì)上述兩種類型，分別介紹一種簡(jiǎn)單構(gòu)成形式及其工作原理。二、T-S組合型多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)2.3點(diǎn)到點(diǎn)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)由三級(jí)組成，第1級(jí)和第3級(jí)是T交換單元，負(fù)責(zé)信息時(shí)隙互換，第2級(jí)是S交換單元，負(fù)責(zé)對(duì)同一時(shí)隙上的信息進(jìn)行空間交換，S交換單元的入線和出線數(shù)分別等于第1級(jí)T交換單元數(shù)目M和第3級(jí)T交換單元數(shù)目N，即其交叉點(diǎn)矩陣規(guī)模為M×N。為了設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單起見，通常令T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)的第1級(jí)和第3級(jí)具有相同數(shù)量的T交換單元，即M=N，并且令各T交換單元容量相同。二、T-S組合型多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)1、T-S-T型交換網(wǎng)絡(luò)2.3點(diǎn)到點(diǎn)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)工作原理：T交換單元和S交換單元都有兩種控制方式，在T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)確定各交換單元的適當(dāng)控制方式組合使得T交換單元與S交換單元之間協(xié)同工作，就可以實(shí)現(xiàn)任一入線與出線之間的任意時(shí)隙內(nèi)容的交換功能。值得指出的是，第1級(jí)各T交換單元在同一時(shí)隙上的輸出不能去往S交換單元的同一輸出端，否則會(huì)因競(jìng)爭(zhēng)S交換單元的輸出端而導(dǎo)致阻塞，為此，在確定第1級(jí)各交換單元控制存儲(chǔ)器內(nèi)容時(shí)，一定要兼顧考慮第2級(jí)S交換單元。同樣，為了設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單起見，通常也令T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)中第1級(jí)各交換單元采用同一種控制方式，并且令第3級(jí)各單元也采用同一種控制方式?；谏弦还?jié)所介紹的T和S交換單元的工作原理，很容易認(rèn)識(shí)T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)的工作原理。故在此不分別介紹該種網(wǎng)絡(luò)在各種控制方式組合下的工作原理，而僅給出下面一個(gè)實(shí)例來(lái)說(shuō)明。二、T-S組合型多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)1、T-S-T型交換網(wǎng)絡(luò)2.3點(diǎn)到點(diǎn)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)示例：2入線2出線的T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行CCITT的32/30

PCM話音一次群信號(hào)的電路交換。令第1、3級(jí)T交換單元采用輸出控制，第2級(jí)S交換單元采用輸入控制。二、T-S組合型多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)1、T-S-T型交換網(wǎng)絡(luò)2.3點(diǎn)到點(diǎn)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)由三級(jí)組成，第1級(jí)和第3級(jí)是S交換單元，負(fù)責(zé)對(duì)同一時(shí)隙上的信息進(jìn)行空間交換，第2級(jí)是T交換單元，負(fù)責(zé)信息時(shí)隙互換，該級(jí)T交換單元的數(shù)目分別等于第1級(jí)S交換單元的出線數(shù)目N0和第3級(jí)S交換單元入線數(shù)目M1。為了設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單起見，通常也令M0=N0=M1=N1，并且令各T交換單元容量相同。二、T-S組合型多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)2、S-T-S型交換網(wǎng)絡(luò)2.3點(diǎn)到點(diǎn)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)工作原理：同樣，由于T交換單元和S交換單元都有兩種控制方式，故在T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)確定各交換單元的適當(dāng)控制方式組合使得T交換單元與S交換單元之間協(xié)同工作，也可以實(shí)現(xiàn)任一入線與任一出線之間的任意時(shí)隙內(nèi)容的交換功能。對(duì)于這種交換網(wǎng)絡(luò)，也需要在已定各交換單元控制方式下，對(duì)一個(gè)呼叫請(qǐng)求考慮在各級(jí)交換單元控制存儲(chǔ)器中如何協(xié)調(diào)放置其所對(duì)應(yīng)的控制信息，以便避免由于控制存儲(chǔ)器等資源使用沖突而導(dǎo)致的阻塞?？紤]到借鑒前述的T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)工作原理很容易分析S-T-S交換網(wǎng)絡(luò)工作過(guò)程，故在此對(duì)該網(wǎng)絡(luò)的工作原理不再加以贅述。二、T-S組合型多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)2、S-T-S型交換網(wǎng)絡(luò)2.3點(diǎn)到點(diǎn)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)先看下圖所示的三級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)，特點(diǎn)：任一級(jí)的每個(gè)交換單元都通過(guò)唯一一條鏈路分別與下一級(jí)的各交換單元相連，整個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)由每級(jí)交換單元數(shù)目r1、r2、r3、第一級(jí)一個(gè)交換單元的輸入端數(shù)目m1和第三級(jí)一個(gè)交換單元的輸出端數(shù)目n3等五個(gè)參數(shù)確定，并且根據(jù)連接鏈路的唯一性可知，n1=r2,m2=r1,n2=r3,m3=r2。該種網(wǎng)絡(luò)由CLOSC.于1953年提出，被命名為CLOS網(wǎng)絡(luò)。二、T-S組合型多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)3、CLOS網(wǎng)絡(luò)2.3點(diǎn)到點(diǎn)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)二、T-S組合型多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)3、CLOS網(wǎng)絡(luò)2.3點(diǎn)到點(diǎn)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)該網(wǎng)絡(luò)具有兩個(gè)重要定理：定理2-1（ＣＬＯＳ定理）：當(dāng)且僅當(dāng)?shù)诙?jí)交換單元數(shù)目

時(shí)，上述ＣＬＯＳ網(wǎng)絡(luò)是嚴(yán)格無(wú)阻塞的交換網(wǎng)絡(luò)。定理2-2（Slepian-Duguid定理）：當(dāng)且僅當(dāng)?shù)诙?jí)交換單元數(shù)目

時(shí)，上述ＣＬＯＳ網(wǎng)絡(luò)是可重排無(wú)阻塞的交換網(wǎng)絡(luò)。二、T-S組合型多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)3、CLOS網(wǎng)絡(luò)2.3點(diǎn)到點(diǎn)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)示例：假設(shè)有一組呼叫，令

呼叫已經(jīng)建立起來(lái)連接。

二、T-S組合型多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)3、CLOS網(wǎng)絡(luò)2.3點(diǎn)到點(diǎn)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)三級(jí)CLOS網(wǎng)絡(luò)可以遞歸分解來(lái)構(gòu)造更大奇數(shù)級(jí)的CLOS網(wǎng)絡(luò)，以達(dá)到進(jìn)一步降低交叉點(diǎn)數(shù)量的目的。假設(shè)構(gòu)造一個(gè)N×N交換網(wǎng)絡(luò)。令N=p×q。則根據(jù)前述定理，首先構(gòu)造嚴(yán)格無(wú)阻塞和可重排無(wú)阻塞三級(jí)網(wǎng)絡(luò)，如下圖所示。一個(gè)遞歸構(gòu)造的五級(jí)嚴(yán)格（可重排）無(wú)阻塞CLOS網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)將該圖所示的嚴(yán)格（可重排）無(wú)阻塞三級(jí)CLOS網(wǎng)絡(luò)中的任一級(jí)的各交換單元用三級(jí)嚴(yán)格（可重排）無(wú)阻塞CLOS子網(wǎng)替換來(lái)實(shí)現(xiàn)。這一遞歸構(gòu)造方式可以重復(fù)進(jìn)行，以便進(jìn)一步降低單個(gè)交換單元的規(guī)模，直到各級(jí)交換單元不能再繼續(xù)分解為止。二、T-S組合型多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)3、CLOS網(wǎng)絡(luò)2.3點(diǎn)到點(diǎn)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)二、T-S組合型多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)3、CLOS網(wǎng)絡(luò)2.3點(diǎn)到點(diǎn)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)對(duì)于上述遞歸構(gòu)造多級(jí)CLOS網(wǎng)絡(luò)的方法，有一種特殊情形，即，通過(guò)將N因子分解為，可以最終遞歸構(gòu)造出一個(gè)含有級(jí)、每級(jí)包含N/2個(gè)2×2交換單元的交叉點(diǎn)復(fù)雜度大約為的可重排阻塞CLOS網(wǎng)絡(luò)，該種網(wǎng)絡(luò)被稱為Benes網(wǎng)絡(luò)。二、T-S組合型多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)3、CLOS網(wǎng)絡(luò)2.3點(diǎn)到點(diǎn)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)二、T-S組合型多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)3、CLOS網(wǎng)絡(luò)2.3點(diǎn)到點(diǎn)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)Cantor網(wǎng)絡(luò)在整體角度上可以認(rèn)為包括三級(jí)，第一、二和三級(jí)分別為解復(fù)器、Benes網(wǎng)絡(luò)和復(fù)用器，且每一級(jí)上的各單元結(jié)構(gòu)完全相同。令Cantor網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模為，且令該網(wǎng)絡(luò)第二級(jí)有m個(gè)結(jié)構(gòu)完全相同的Benes網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)Benes網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模為；第一級(jí)上含有N個(gè)規(guī)模為的解復(fù)器，第i（）個(gè)解復(fù)器的輸入對(duì)應(yīng)Cantor網(wǎng)絡(luò)的第i個(gè)輸入且其m個(gè)輸出中第j（）個(gè)輸出與第j個(gè)Benes網(wǎng)絡(luò)的第i個(gè)輸入通過(guò)一條鏈路連接；第三級(jí)上含有N個(gè)規(guī)模為的復(fù)用器，第i（）個(gè)復(fù)用器的輸出對(duì)應(yīng)Cantor網(wǎng)絡(luò)的第i個(gè)輸出且其m個(gè)輸入中第j（）個(gè)輸入與第j個(gè)Benes網(wǎng)絡(luò)的第i個(gè)輸出通過(guò)一條鏈路連接。二、T-S組合型多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)4、Cantor網(wǎng)絡(luò)2.3點(diǎn)到點(diǎn)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)二、T-S組合型多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)4、Cantor網(wǎng)絡(luò)2.3點(diǎn)到點(diǎn)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)二、T-S組合型多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)4、Cantor網(wǎng)絡(luò)2.3點(diǎn)到點(diǎn)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)二、T-S組合型多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)4、Cantor網(wǎng)絡(luò)2.3點(diǎn)到點(diǎn)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)二、T-S組合型多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)4、Cantor網(wǎng)絡(luò)2.3點(diǎn)到點(diǎn)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)。Banyan網(wǎng)絡(luò)是一種多級(jí)空分交換網(wǎng)絡(luò)，其基本構(gòu)成元素是交換單元。使用４個(gè)2×2交換單元可以構(gòu)成一個(gè)規(guī)模為4×4的二級(jí)Banyan網(wǎng)絡(luò)，如下圖，其中，兩級(jí)間通過(guò)均勻洗牌方式加以連接。二、T-S組合型多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)5、Banyan網(wǎng)絡(luò)2.3點(diǎn)到點(diǎn)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)使用２個(gè)4×4

Banyan網(wǎng)絡(luò)和４個(gè)2×2交換單元可以構(gòu)造一個(gè)規(guī)模為的三級(jí)Banyan網(wǎng)絡(luò)，如圖２-18所示，其中，第２和第３級(jí)間通過(guò)均勻洗牌方式連接。多級(jí)Banyan網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造是有規(guī)律的，即利用較小規(guī)模的Banyan網(wǎng)絡(luò)以及均勻洗牌連接方法，可以遞歸構(gòu)造規(guī)模更大規(guī)模的Banyan網(wǎng)絡(luò)。二、T-S組合型多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)5、Banyan網(wǎng)絡(luò)2.3點(diǎn)到點(diǎn)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)Banyan網(wǎng)絡(luò)主要特性。(1)對(duì)于規(guī)模為N×N的Banyan網(wǎng)絡(luò)，依據(jù)前述網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造方法，易見，必有，且其具有級(jí)，每級(jí)含有N/2個(gè)2×2交換單元，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)含有個(gè)2×2交換單元。(2)Banyan網(wǎng)絡(luò)具有路徑唯一性。(3)Banyan網(wǎng)絡(luò)具有自選路特性。(4)Banyan網(wǎng)絡(luò)是一種有內(nèi)部阻塞的交換網(wǎng)絡(luò)。二、T-S組合型多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)5、Banyan網(wǎng)絡(luò)2.3點(diǎn)到點(diǎn)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)2.4多點(diǎn)連接交換網(wǎng)絡(luò)一、基本概念

從數(shù)學(xué)角度認(rèn)識(shí)點(diǎn)到點(diǎn)連接問題。令I(lǐng)是M個(gè)輸入的集合，O是N個(gè)輸出的集合，則一組點(diǎn)到點(diǎn)連接可被定義為

其中，各

是互不相同的，且各

也是互不相同的。數(shù)學(xué)上，該C實(shí)際上表示一對(duì)一映射，如圖a所示。如果去除上述有關(guān)各i的限制，但仍然要求各互不相同，則表示一對(duì)多映射，如圖b所示，這種情形被稱為組播(Multicasting)。如果去除上述有關(guān)的限制，則會(huì)形成多對(duì)一、多對(duì)多等形式的映射及連接。2.4多點(diǎn)連接交換網(wǎng)絡(luò)二、緊湊超集中器及超集中器的構(gòu)建

1、緊湊超集中器

M×N交叉點(diǎn)交換矩陣即可實(shí)現(xiàn)（緊湊）超集中器的功能。當(dāng)M、N不大時(shí)，可以使用這種單級(jí)構(gòu)建方式。對(duì)于較大的M、N，使用兩級(jí)遞歸分解法構(gòu)建緊湊超集中器。假設(shè)M和N分別能夠?yàn)閜和q整除，我們構(gòu)建一個(gè)如圖所示的三維二級(jí)結(jié)構(gòu)。2.4多點(diǎn)連接交換網(wǎng)絡(luò)二、緊湊超集中器及超集中器的構(gòu)建

1、緊湊超集中器其中，第一級(jí)有p個(gè)水平面，每個(gè)水平面是一M/p×q緊湊超集中器；第二級(jí)有q個(gè)垂直面，每個(gè)垂直面是一個(gè)p×N/q緊湊超集中器。在該圖中，令坐標(biāo){i,j,k}代表第k級(jí)第j個(gè)面的第i個(gè)輸出，那么，該網(wǎng)絡(luò)的輸入和輸出分別可表示為{i,j,0}和{i,j,2}。并且令{i,j,k}以排為主進(jìn)行排序，即如果，則，如果，那么若，則。為了保證該網(wǎng)絡(luò)不發(fā)生阻塞現(xiàn)象，假設(shè)個(gè)輸入中至多有個(gè)是激活的。我們考慮兩種情形：1）q=N，2）q=M/p

。可以證明，在這兩種情形下，如果使用合適的連接方法，則其能實(shí)現(xiàn)緊湊超集中器的功能。2.4多點(diǎn)連接交換網(wǎng)絡(luò)二、緊湊超集中器及超集中器的構(gòu)建

2、超集中器超集中器可通過(guò)緊湊超集中器來(lái)實(shí)現(xiàn)。將兩個(gè)緊湊超集中器背靠背連接在一起，即構(gòu)成一個(gè)超集中器。2.4多點(diǎn)連接交換網(wǎng)絡(luò)三、拷貝網(wǎng)的構(gòu)建

1、分配網(wǎng)分配網(wǎng)是緊湊超集中器的鏡像映射

。2.4多點(diǎn)連接交換網(wǎng)絡(luò)三、拷貝網(wǎng)的構(gòu)建

1、分配網(wǎng)

對(duì)于分配網(wǎng)，有下述定理成立：定理