第二章 交换网络
第二章 数据交换
例：假如H1站有3个分组报文要发送到H3站，且按1、2、3 次序发送到结点A。 结点A必须对每个数据报作出路径选择。当数据报1进 入时，结点A测定到去B的队列比去结点F的队列短，因 此选择去结点B的路径； 数据报2也是如此； 对数据报3，结点A发现去结点F的队列短，因此把数据 报3发送到结点F。 结果： 具有同样目的地址的数据报不能遵循同样的路径，有 可能数据报3比数据报2先到达结点C； 三个数据报不能按顺序到达H3，即对到达H3站的数据 报要重新排序。
第2章 物理层 --数据交换技术
问题的提出：在解决了数据的编码与传 输等基本问题后，接下来要考虑的是： 数据是如何通过通信子网，实现资源子 网中两台计算机间的数据交换的？ 几种数据交换技术 ATM技术
远程传输网络，不可能铺设用户到用户的线 路，因此产生了交换技术。 交换技术是指数据被从设备的一个端口送到 另一个端口所采用的技术。 电路交换 报文交换 分组交换 高速交换技术
ATM技术基本概念
ＡＴＭ(Asynchronous Transfer Mode)即异步传输 模式,就是国际电信联盟ITU-T制定的标准,现已成为 实现B-ISDN的核心技术. ATM是一种传输模式，在这一模式中，信息被组织 成信元，因包含来自某用户信息的各个信元不需要 周期性出现，这种传输模式是异步的。 ATM信元是固定长度的分组，共有５３个字节，分 为２个部分。前面５个字节为信头，主要完成寻址 的功能；后面的４８个字节为信息段，用来装载来 自不同用户，不同业务的信息。
ATM技术基本概念
话音，数据，图象等所有的数字信息都 要经过切割，封装成统一格式的信元在 网中传递，并在接收端恢复成所需格式 由于ATM技术简化了交换过程，去除了 不必要的数据校验，采用易于处理的固 定信元格式，所以ATM交换速率大大高 于传统的数据网，如x.25，DDN,帧中继 等
1+X证书网络系统建设与运维(中级)第2章 网络交换技术v3.0
第18页
2.1.4 交换机的基本设置
速率与双工模式
案例2-2：设置交换机端口的双工模式和速率
[Huawei]interface GigabitEthernet 0/0/1
关闭自动协商模式
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]undo negotiation auto
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]speed 100 [Huawei-GigabitEthernet0/0/1]duplex half
第11页
2.1.2 交换机简介
交换机数据帧的转发方式
广播：由于交换机的MAC地址表中没有记录这个数据帧的目的MAC地址，因此，它无法处理该
数据帧，于是，交换机只能将该数据帧从所有其他端口发送出去。
MAC地址映射表
端口号
MAC地址
E0
00-9A-CD-02-00-00
PC0 MAC:00-9A-CD-02-00-00
速率与双工模式
案例2-1：查看交换机端口当前的速率和双工模式
速率为 1000Mbit/s
全双工模式
[Huawei]display interface GigabitEthernet 0/0/1 GigabitEthernet0/0/1 current state : UP Line protocol current state : UP Description: Switch Port, Link-type : access(negotiated), PVID : 1, TPID : 8100(Hex), The Maximum Frame Length is 1600 IP Sending Frames' Format is PKTFMT_ETHNT_2, Hardware address is c81f-be462bd0 Current system time: 2060-01-14 15:29:53 Port Mode: COMMON COPPER Speed : 1000, Loopback: NONE Duplex: FULL, Negotiation: ENABLE ---省略部分显示内容 ---
现代交换原理第2章 交换单元与交换网络
2.2交换单元
2.2.1交换单元及其数学描述 1、交换单元 交换的基本功能是在任意的入线和出线 之间建立连接。 在交换系统中完成这一基本功能的部件 就是交换网络，它是交换系统的核心。交换 网络是由若干个交换单元构成的。 交换单元是构成交换网络的最基本的部 件。
0 1
…… … … 入线
0 1
出线 N-1
单元长度：5bit
端口的发送侧（TX）
数据RAM 端口 比较器 PCM出
发送控制
32个单元对应32个信道 单元内容：该信道要输出的信息 数据RAM （话音存储器） 单元长度：16bit 工作方式：控制写入、顺序读出
端口比较器：将总线上端口号与本端口号相比较。 发送控制器：协调发送侧的内部操作，如数据RAM的读/写。
单元构成的交换网络。
需交换的信息在单级交换网络中一次通过，即
一次入线到出线的连接，只经过一个交换单元。
多级交换网络
如果一个交换网络中的交换单元可以分为K级，顺序命名为Leabharlann 第1,2,…,K级，并且满足：
所有入线都只与第1级交换单元连接；
所有第1级交换单元都只与入线和第2级交换单元连接；
所有第2级交换单元都只与第1级和第3级交换单元连接；
B用户语音
F0
F1
F2
01 2
31 0 1 2
31 0 1 2
31
A用户语音
位置化信道：由子信道在时间轴上的位置识别每路 用户； 同步时分复用信号的交换：时隙的交换（信号在时 间轴上的移动）； 交换由硬件完成。
（2） 统计时分复用信号
分组交换采用； 分组长度不固定：通常128字节，也可选32， 64，256或1024字节； 统计时分复用原理：将时间划分为不等长的时 间片，用来传送不同长度的分组，对每路用户 按需分配时间片。每个分组携带标志码； 子信道：具有相同标志码的分组构成一个子信 道； 子信道速率不恒定：动态分配带宽。
第二章 交换单元与交换网络
第二章交换单元与交换网络本章教学基本要求：1．了解交换单元的基本概念；2．理解CLOS网络、DSN网络和BANYAN网络的结构及信息交换过程；3．理解无阻塞交换网络的含义及CLOS网络无阻塞条件；4．掌握时间接线器、空间接线器以及TST网络的组成及工作原理。
本章教学主要内容：一、交换单元1．交换单元的基本概念2．空间接线器3．时间接线器二、交换网络1．TST网络2．CLOS网络3．DSN网络4．BANYAN网络一、交换单元交换单元是构成交换网络的最基本的部件，用若干个交换单元按照一定的拓扑结构和控制方式就可以构成交换网络。
1．交换单元的基本概念(1)功能：在任意的入线和出线之间建立连接，或者说是将入线上的信息传递到出线上去。
(2)构成：交换单元的内部可看作一个黑箱，它的对外特性只有一组入线和一组出线，通常还具有完成控制功能的控制端和描述内部状态的态端。
图2.1中的交换单元具有M条入线，N条出线，称为M×N的交换单元。
其中入线用0～M-1编号来表示，出线用0～N-1编号来表示。
若入线数与出线数相等且均为N，则称为N×N对称交换单元。
图2.1 M×N的交换单元(3)分类①按使用需要的分类：集中型：入线数大于出线数(M＞N)，可称集中器；分配型：入线数与出线数相等(M=N)，可称连接器；扩散型：入线数小于出线数(M＜N)，可称扩展器。
图2.2 交换单元按使用需要的分类②按信息流向的分类：有向交换单元：当信息经过交换单元时只能从入线进，出线出，具有唯一确定的方向，见图2.3（a）。
无向交换单元：若将一个交换单元的相同编号的入线和出线连在一起，每一条既可入也可出，即同时具有发送和接收功能，见图2.3（b）。
图2.3 交换单元按信息流向分类(4)性能①容量：交换单元所有入线可以同时送入的总的信息量称为交换单元的容量。
决定容量的因素：出入线数目和出入线速率。
②接口：不同交换单元具有不同的信号接口标准。
第二章：交换机技术基础(T接线器和S接线器原理)
第二章交换技术基础数字交换网络实现所有终端电路相互之间的联系，以及处理机之间的通信，因此通过数字交换网络能传送话音、数据、内部信令、数字信号音、内部和外部消息等。
数字交换网络分为用户级（入口级）和选组级，用于完成各条PCM链路各个时隙的数字信息交换，包括空分交换和时分交换。
数字交换以数字帧结构形式进行，每个呼叫建立都分配相应的时隙（TS），即分配固定速率的信道（CH），标准速率为64Kbit/s，数字交换原理如图2-1所示。
程控数字交换机采用的数字交换网络的典型结构是由时间接线器（T接线器）和空间接线器（S接线器）构成的数字交换网络。
图2-1 数字交换示意图一、T接线器时间接线器简称T接线器，其作用是完成一条时分复用线上的时隙交换功能。
T接线器主要由话音存储器（SM）和控制存储器（CM）组成，如图2-2所示。
图2-2 T接线器话音存储器用来暂存话音数字编码信息，每个话路为8bit。
SM的容量即SM的存储单元数等于时分复用线上的时隙数。
控制存储器用来存放SM的地址码（单元号码），CM的容量通常等于SM的容量，每个单元所存储SM的地址码是由处理机控制写入的。
就CM对SM的控制而言，T接线器的工作方式有两种：一种是“顺序写入，控制读出”；另一种是“控制写入，顺序读出”。
T接线器的工作方式是指话音存储器的工作方式。
至于控制存储器的工作方式正好与话音存储器的工作方式相反。
图2-2中T接线器采用“顺序写入，控制读出” 工作方式，T接线器完成了把入线上TS3的话音信息a交换到出线上TS19，即话音信息a从TS3→TS19；同时完成了把入线上TS19的话音信息b交换到出线上TS3，即话音信息b从TS19→TS3。
通过这两次时隙交换就实现了A、B两个用户的双向通信。
T接线器中的存储器采用高速随机存取存储器。
二、S接线器空间接线器简称S接线器，其作用是完成不同时分复用线之间在同一时隙的交换功能，即完成各复用线之间空间交换功能。
第二章数字交换原理与数字交换网络
(1)集中级 (2)分配级 (3)扩展级
集中级和扩展级，在实际的程控交换系
统中，一般置于用户级(机框或模块)内，例如， 将n个用户机框的输出总线物理地复连起来便 可实现n倍的集中比，这样做虽然服务等级在 特殊情况下降低了，但换取的是设备数量的 大大减少。而分配级即为由上述T、S接线器 构成的数字交换网络。
（1）S型接线器的基本组成
S型接线器由m×n交叉点矩阵和控制存储 器组成。在每条入线i和出线j之间都有一个交叉 点Kij，当某个交叉点在控制存储器控制下接通 时，相应的入线即可与相应的出线相连，但必 须建立在一定时隙的基础上。
（2）S型接线器的工作原理
根据控制存储器是控制输出线上交叉接 点闭合还是控制输入线上交叉接点的闭合， 可分为输出控制方式和输入控制方式两种。
2.2.1 时隙交换的基本概念
图2-10 30 话路交换的随机存储器
在同一条PCM复用线内进行时隙交换，对于 30／32路PCM的一次群来说，最多只能提供30个 话路时隙。数字交换机给每个用户分配一个固定 时隙，因此，要在任意两个用户(两个不同时隙) 间进行数字交换。数字交换网络需具有两种基本 功能：
（3）T接线器的工作原理 ①读出控制方式
读出控制方式的T接线器是顺序写入控制 读出的，如图2-16所示，它的话音存储器SM 的写入是在定时脉冲控制下顺序写入，其读出 是受控制存储器的控制读出的。
SM
0
1
a
2
c
3
b
ca
8
b
TS8
TS2 TS1 TS0
…
31
ca
b
TS15 TS8 TS1
W
R
0
定1
8
图2-26 T-T-T型三级时分交换网络
五邑大学现代交换技术思考题答案
五⾢⼤学现代交换技术思考题答案第⼆章交换⽹络1、在通信⽹的基本结构形式中，稳定性最好的结构是（ A ）A ⽹型⽹B 环形⽹C 星型⽹D 树型⽹2、基本交换单元有空分交换、时分交换和共享总线型交换单元。
3、连接功能是交换系统最基本的功能。
4、⼀个电信系统⾄少应当由终端和传输媒介组成。
5、当N个终端采⽤全互连⽅式连接的时候，需要（B ）连接对A N2B N(N-1)C (N-1)2D(N-1)(N-2)6、S接线器主要由⼀个连接n*n的电⼦接点矩阵和控制存储器组以及⼀些相关的接⼝逻辑电路组成。
7、T接线器主要由话⾳存储器SM 、控制存储器CM ，以及必要的接⼝电路（如串/并，并/串转换等）组成。
8、判断题：S接线器能将S接线器的输⼊复⽤线HW2的时隙56的内容B交换到输出复⽤线HW2的时隙34。
（×）第三章信令系统1、⽆论何种交换机，在通信⽹中均应完成功能包括接⼊功能、交换功能、信令功能和其它控制功能。
2、按信令信道与⽤户信息传送信道的关系分，信令分为随路信令和公共信道信令3、（D ）的主要功能是在相邻节点之间⽆差错地传输以帧为单位的数据。
A、物理层B、⽹络层C、传输层D、数据链路层4、设从A局（发端长话局）⾄E局（终端长话局）需经三级转接（B、C、D局），主叫为普通⽤户，被叫号码为0132345678，当信令采⽤逐段转发的传送⽅式时，A局向C局发的号码是（ B ）A、0132345678 B 、013234 C、0132 D、0135、信息在通信⽹中由发端⾄终端逐节点传递时，⽹络有⾯向连接和⽆连接两种⼯作⽅式。
6、信令系统在通信⽹中的作⽤包括维护、管理和统计。
7、信令单元为链路状态信令单元LSSU，此时信令单元中的长度表⽰语LI=( B )A、0B、1--2C、3--63D、63以上8、在ISUP消息中，（ B ）消息是交换局是在任⼀⽅向发送的消息，表明由于某种原因要求释放电路。
A．初始地址消息(IAM) B．释放消息(REL)C．释放完成消息(RLC) D．地址全消息(ACM)9、7号信令协议定义了三种信令单元，分别为消息信令单元、链路状态信令单元和填充信令单元。
现代交换原理 第2章 交换网络
3
勤学 务实 开拓 创新
交换单元
从内部看交换单元：
✓ 其构成是多种多样的，可以
0
1
是一个时分总线或是一个空
入 线
...
分的开关阵列；
M-1
✓ 无论其内部构成如何，交换
0 1
出
... 线
✓ 函数描述方式:
0
0
1
1
2
2
3
3
❖ 2进制函数表示:
……
N-2
N-2
2）交叉连接：
N-1
N-1
在交换单元入线数M等于出线数N，并且入/ 出线数为偶数的情况下，把相邻编号的2条入 线与2条出线交叉连接起来；也称为交换置换；
入线排列表示式为：(1，0，3，2，……N-1，N-2)
交换置换（常用E表示）的2进制函数表示为： x0
入 线
0 1
...
M-1
出 线
0 1
...
N-1
信 息 端 0 1
N-1
...
（a）M×N有向交换单元
（b）N无向交换单元
输 入 端 0 1
K-1
...
输 出 端 0
1
...
L-1
（c）K×L无向交换单元(K+L=N)
6
勤学 务实 开拓 创新
交换单元
✓ K×L无向交换单元：
设N=K+L，K×L无向交换单元是指在N无向交换单元的 基础上把N个信息端分为一组输入端与一组输出端，输入 端假设有K个信息端，输出端有L个信息端，并且只有输 入的K个信息端与输出的L个信息端之间才能有信息交换， 在输入的K个信息端之间不能进行信息交换，同样L个输 出端之间也不能进行信息交换，满足这种条件的N无向交 换单元称为K×L无向交换单元。
2.交换单元和交换网络
模拟用户接口
远端模块
模拟中继接口
数字中继接口
数字
数字用户接口
交换
网络
维护接口
客户接口
网管接口
数字用户 处理机 用户信令 处理机 V5 处理机 远端模块 处理机 模拟中继 数字中继 处理机 处理机
计费接口
话务台接口
外线测试接口
时钟源
时序信号 处理机 计费 处理机
多频 处理机 网管中心 处理机
7号信令 处理机 客户服务 处理机
为一个连接。其中，t为连接的起点， r Rt为连接的 终点。 也就是说交换单元的一个连接就是入线集合T 中的一个元t与出线集合R中的一个子集Rt组成的集 合。
c={t, Rt }
例：
0 1 2 3 4 5
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
入线集合T={0,1,2,3,4,5}
出线集合R={0.1.2.3.4.5.6.7.8.9}
如N=8时，连接函数为：
I(x2x1x0)= x2x1x0
排列表示为： 0，1，2，3，4，5，6，7 0，1，2，3，4，5，6，7
图形表示 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7
2）交叉连接（交叉置换）
交叉连接是实现二进制地址编号中第0位 位值不同（0或1）的入线与出线的连接。 根据定义对如下情况作连接
图形表示 排列表示
0 ， 1， 2， 3， 4， 5， 6， 7 0 ， 2， 4， 6， 1， 3， 5， 7
0 1 2 3 4 5 6 7
0 1 2 3 4 5 6 7
3、几种常用连接函数
1）直线连接（恒等置换） 函数表示: I(xn-1xn-2…x1x0)= xn-1 xn-2xn3…x1x0
交换技术-第2章同步时分交换网络
（1）输出控制
输出控制方式旳S型接线器，每条输入线上都配 有一种控制存储器，控制该输入线与输出线旳全部 交叉接点。
每个控制存储器与此前旳一样为“控制写入、 顺序读出”。
不同容量旳网络构造
不同容量旳网络构造可由不同旳级构成（图2.2.15），最小容 量可只设一对AS，没有选组级；当AS不超出4对，可只设置一 种第2级旳DSE；当容量增长时，需要设置第3级，倘若仍超出 了第2级和第3级一种组所能到达旳范围，则应设置第4级。
全部装足时，共有512对AS，可接6144个CE，互换机容量到达 10万线以上。假如装4个平面，整个互换网络共用2304个DSE。
2）网络构造
由入口级和选组级构成。
入口级是DSN旳第1级，由成正确入口接线器(Access Switch, AS)构成，每个AS就是一种DSE，可接16条32路旳 PCM链路。其中12条（0~7、12~15）可接多种终端模块 （称为控制单元CE，Control Element），另4条（8~11） 分别接到4个平面旳第2级（一对AS分别接到第2级某个DSE 8 个端口中旳n和n+4，第2级1个DSE可接4对AS）。
1）T/S结合型旳多级互换网络
T/S单元经过复接扩展容量，但是复接旳单元数不能太多 （<4K），当网络容量超出4k，就要采用3级互换网络。
T/S结合型3级网络（图2.2.10） 网络两侧各有16个T/S单元，中间8个T/S模块（容量为
2K×2K，由4个1K×1K 旳T/S单元复接）。 若容量继续扩大，能够增长两侧旳T/S单元数，另外也可增长级
现代交换原理复习题
现代交换原理复习课件第一章：小结——电信交换概论1、在通信网中为什么要引入交换的概念？2、目前交换技术主要有那几种，分别属于那种传送模式？3、B-ISDN为什么采用ATM技术作为其传输、复用和交换的核心技术？4、电信交换系统的基本结构是怎样的？其主要技术有哪些？5、基本概念：面向连接方式、无连接方式同步时分交换、异步时分交换第二章：交换网络小结：描述交换单元连接特性的方法交换单元的外部特性描述的描述指标三种典型的交换单元的结构、特性及工作原理无阻塞网络的概念，构成无阻塞网络的方法TST、CLOS、BANYAN网络的结构及特性1、有一个T-S-T交换网络，有8条输入母线和8条输出目线，每条母线为一帧256个TS，其第一级T接线器为输入控制方式，S接线器为输出控制方式，第二级T接线器为输出控制方式，请画图表示该网络将HW6TS8交换到HW2TS23的过程（内部选定的空闲时隙为TS15 ），并标出各级SM和CM的容量及相关单元内容，给出CP的时间。
2、构造16*16的交换单元：采用基本开关阵列时，需要多少个开关？采用K=4的绳路开关阵列时，需要多少个开关？采用可重排无阻塞网络时，需多少个2*2交叉单元？采用BANYAN网络时，需多少个2*2交叉单元？采用共享存贮器结构时，至少需多少个存储单元。
3、构造256*256的三级严格无阻塞CLOS网络。
要求：入口级选择8入线的交换单元，出口级选择8出线的交换单元。
画出该网络连接示意图（标出各级交换单元的个数，入出线）。
第三章：电话通信的基本原理电话交换技术的发展程控数字交换机的系统结构接口电路交换网络-话路建立控制系统程控交换软件系统呼叫处理的基本原理交换技术基础电话通信网第四章：信令系统随路信令和公共信道信令各有什么特点？中国No.1信令的结构是怎样的？No.7信令的协议栈是怎样的？中国No.7信令网的结构是怎样的？第六章：IP 交换：随路信令和公共信道信令各有什么特点？中国No.1信令的结构是怎样的？No.7信令的协议栈是怎样的？中国No.7信令网的结构是怎样的？第七章：ATM交换1 有一个N*Q的ATM交换结构，当发生出线竞争时，可采用FIFO的缓冲机制，试根据ATM交换原理，参照下图的信元流和翻译表，画出输出的信元流。
电信交换第二章
控制存储器
控制写入，顺序读出
5 7 9
0 1 2
处理机控制
时钟
控制存储器的单元数取决于输入复用线的时隙数，地址和时隙相对应。
实例分析
若用户A要与用户B都是交换机的用户，现在两用户进行通话。 那么处理机分配时隙TS2给用户A，时隙TS7 给用户B。 如何实现用户A和用户B的通话。 解决方案：TS2 TS7,TS7 TS2
TS1 c
TS0 d
收
时钟
3 2 1 0
0 1
2 3
处理机
时钟
实例分析2
已知输入复用线的时隙数为4。最大可分配给4个用户。A用户占用TS0，B用户占用TS1， C用户占用TS2，D用户占用TS3，A 和D，B和C通话
d
TS3 TS2
TS1 b
0
TS0
a
c b a
1 2 3
发
d
c
TS3 TS2 a b
TS7 b 7 b TS2 b
顺序写入 读出地址
7
2
处理机
时钟
实例分析1
已知输入复用线的时隙数为4。最大可分配给4个用户。A用户占用TS0，B用户占用TS1， C用户占用TS2，D用户占用TS3，A 和D，B和C通话
a
TS3 TS2
TS1 b
0
TS0
a
b c d
1 2 3
发
d
c
TS3 TS2 a b
DSN的入口级和选组级
第一级（入口级）
计算DSE数（AS）数
0 1 8
DSE AS （AS）
7
15
左侧12条接终端模块，另4条接网络
DSE DSE
DSN选组级的构成
作业分章整理(习题)2、3、4
习题--------------------------------------------------------------------------------------------第二章交换网络1、在通信网的基本结构形式中，稳定性最好的结构是（）A 网型网B 环形网C 星型网D 树型网2、基本交换单元有、和。
3、是交换系统最基本的功能。
4、一个电信系统至少应当由和组成。
5、当N个终端采用全互连方式连接的时候，需要（）连接对A N2B N(N-1)C (N-1)2D(N-1)(N-2)6、S接线器主要由一个连接和以及一些相关的接口逻辑电路组成。
7、T接线器主要由、，以及必要的接口电路（如串/并，并/串转换等）组成。
8、S接线器能将S接线器的输入复用线HW2的时隙56的内容B交换到输出复用线HW2的时隙34。
（）------------------------------------------------------------------------------------------------第三章信令系统1、无论何种交换机，在通信网中均应完成功能包括、、和其它控制功能。
2、按信令信道与用户信息传送信道的关系分，信令分为和；3、（）的主要功能是在相邻节点之间无差错地传输以帧为单位的数据。
A、物理层B、网络层C、传输层D、数据链路层4、设从A局（发端长话局）至E局（终端长话局）需经三级转接（B、C、D 局），主叫为普通用户，被叫号码为0132345678，当信令采用逐段转发的传送方式时，A局向C局发的号码是（）A、0132345678 B 、013234 C、0132 D、0135、信息在通信网中由发端至终端逐节点传递时，网络有和无连接两种工作方式。
6、信令系统在通信网中的作用包括、和。
7、信令单元为链路状态信令单元LSSU，此时信令单元中的长度表示语LI=( )A、0B、1--2C、3--63D、63以上8、在ISUP消息中，（）消息是交换局是在任一方向发送的消息，表明由于某种原因要求释放电路。
程控交换技术2-PCM和交换网络
2M
8M
1M
CM
1M
8M
2M
结合书
22
T接线器的容量：32×8 bit （2M）
一级T接线器所能交换的容量(时隙数), 决定于SM允许的 读写速度。如: SM RAM的存取速度为50ns, 则在一帧周 期时间(125us)内, 理论上可以交换的时隙数为: 125us÷50ns ÷2 =1250个时隙。（并行数据时） （串行数据时，1250 ÷ 8=156 TS） 但由于实际多方面的原因, 单级T接线器的交换容量 很少超过1024TS（64M）。所以, 较大的网络一般采取 级联的方式。
工作速度：输入总线的速度/并行线数 实质：通过空间分割的手段来完成时隙交换。
23
§3.6 单T型数字交换网络 3.6
单T型数字交换网络由时分接线器、复用器、分路器 三大部分组成。是一种最经济的交换网，广泛用于数字 交换机中。
复用器、分路器与T接线器组成单T交换网络 128*128
24
HW1 TS8 甲M
5
PCM 30/32路帧结构
1复帧=16帧，2ms
！
F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15
1帧=32时隙，125us （8K） 帧 时隙， 时隙 ）
TS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122232425262728293031 0
SM 话音存储器 TS6 0 A 时钟6到，SM将数 6 A 据A写入6空间 31 时钟 R W 地址计数器 0 17 6
TS6
TS17
TS17
A
CM的地址 的地址 与输出TS 与输出 对应
第二。通信网与交换技术 杨教授
主要优点： • 灵活的通信控制方式 • 信息的传输时延较小，变化范围不大 • 线路动态统计复用，通信线路（包括中继线路 和用户环路）的利用率很高 • 可靠性高 主要缺点： • 由网络附加的传输信息较多，对长报文通信的 传输效率比较低 • 技术实现复杂
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2.2 交换单元与交换网络
2.2.1信号形式 1.同步时分复用信号 • 划分基本时间单位帧，每帧分成若干时隙，顺 序编号，编号相同的时隙成为一个子信道，传 递一个话路的信息。称为位置化信道。 2.统计时分复用信号 • 每个分组前附加标志码，即路由标记。各分组 在输入时使用不同时隙，标志码相同的分组属 于一次接续。看作一个子信道，可以是任何时 隙。这样划分成若干子信道，称，线路可以以它的最高输能力 工作，大大提高了线路的利用率。 • 不需要叫通对方就可发送报文，无呼损 主要缺点： • 信息通过交换机时产生的时延大，而且 时延的变化也大，不利于实时通信 • 交换机要有能力存储用户发送的报文， 应具有高速处理能力和大的存储容量 • 不适用于即时交互式数据通信
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交换方式
同步时分复用信号 统计复用信号
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交换单元分类 按使用需要的不同 • 集中型：入线数大于出线数，可称集中器。 • 分配型：入线数与出线数相等，可称连接器。 • 扩散型：入线数小于出线数，可称扩展器。 按信息流向分 • 有向交换单元：信息经过交换单元只能入线进， 出线出，具有唯一确定的方向 • 无向交换单元：每一个条既可入也可出，具有 发送和接收功能。入线数与出线数必相等，也 可称为单连交换单元
• 数据报方式 类似于报文传输方式，将每个分 组作为一份报文来对待，每个数据分组中都包 含终点地址信息，分组交换机为每一个数据分 组独立地寻找路径，因此一份报文包含的不同 分组可能沿着不同的路径到达终点，在网络终 点需要重新排序。 • 虚电路方式 两个用户终端设备在开始互相传 输数据之前必须通过网络建立逻辑上的连接， 一旦这种连接建立以后，用户发送的数据（以 分组为单位）将通过该路径顺序经网络传送到 达终点。当通信完成之后用户发出拆链请求， 网络清除连接。
交换技术基础第二章同步时分交换网络知识
➢ 交叉点矩阵：控制话音信息是否通过。 ➢ 控制存储器：存储器的数量等于出／入线数，每个控制存储所含有
的单元数等于出入线的复用时隙数。
控制方式：
➢ 输出控制：按每条入线设置控制存储器。CM控制写入、顺序读 出。
➢ 输入控制：按每条出线设置控制存储器。CM控制写入、顺序读出。 可以广播。
内部时隙的选择 ➢ 反相法 ➢ 奇偶法
11/21/2020
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SM-A1
2a
CM-A1
72
SM-B1
CM-B1
b
2
263
2
SM-A32 0
511
b
CM-A32 263 32
17
CM-B32
263
511
CM-C1
CM-C32
7
511
SM-B32 0
a
511
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1. T-S组合型—T-S-T网络
a
511
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4thhomework（2006/9/20）
P62: 2.5 补充:接上题: 1.采用控制存储器合用方式。 2.如果输入侧和输出侧的T单元都使用输出控 制,会有什么缺点？
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2. T/S 结合型
T/S结合型的多级交换网络
1
1
1
1
8 8
1
1
16
8
16
1
1
16
16
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1. 时间交换单元
功能：实现一对复用线上的时隙交换 基本结构 ➢ 话音存储器（SM）：存放8比特的语音编码，容量取决于复用线
上的时隙数。 ➢ 控制存储器（CM）：存放时隙号，容量等于话音存储器的容量。 控制方式 ➢ 输出控制：SM顺序写入、控制读出；CM控制写入、顺序读出。 ➢ 输入控制：SM控制写入、顺序读出；CM控制写入、顺序读出。
交换单元与交换网络
2019年1月26日2时4分
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PCM30/32帧结构
一帧周期为125us，分成32个时隙TS0～ TS31。每个时
隙传输8位二进制码，一个时隙3.91us。 32个时隙中，TS0为帧同步时隙， TS16为标志信号时隙， 其余时隙传送30路的话音信号。 每个话路的传输码率：8000Hz×8bit = 64kbit/s 复用后线路基群的传输码率: 32× 64 kbit/s = 2048 kbit/s = 2Mb/s 16 帧为一复帧，复帧周期为2ms 对复帧： TS0为收发同步时隙； TS16:F0复帧定位；F1-F15标志信号时隙
※ 分组交换的统计复用时分信号使用的分组长度不相等， 因此分组传输速率不固定，不适于采用硬件交换单元。 ATM交换的统计时分复用信号使用的分组长度相等（信 元），适于采用硬件交换单元，故ATM交换速度快。
2019年1月26日2时4分
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话音信号的同步时分复用—— PCM30/32帧结构
话音信号需要数字化后才能在数字交换网络中传输、 交换，话音信号数字化后的信号为PCM信号。 话音信号的采样周期为125μs —— 1）欧洲体制： PCM 30/32帧结构——125μs分成 32个时隙（E1，我国） 2）北美和日本体制：PCM 24帧结构——125μs分 成24个时隙（T1）
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同步时分复用
同步时分复用：话音信号频率0.3～3.4 kHz，采样频率8 kHz ，对应采样周期为125μs。为了提高传输线的利用率，将 125μs分成若干（32个）时隙（TS），每个用户被固定地分配了 一个时隙，即用户与时隙“对号入座”，故称为“同步时分”。 同步时分复用子信道的速率是恒定的（64kpbs）。
时分复用
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1、描述交换单元外部特征的指标是什么？举例说明。
（1) 容量:交换单元所有入线可以同时送入的总的信息量。
（2) 接口:即交换单元自己的信号接口标准。
（3) 功能:点到点功能、同发功能、广播功能。
（4) 质量: 包括交换单元完成交换功能的情况和信息经过交换单元的损伤。
2、用函数、图形、排列三种表示方法，分别表示出N=8具有均匀洗牌连接、蝶式连接特性的交换单元的连接关系。
均匀洗牌连接：
蝶式连接：
3、试计算构造16*16有向交换单元, 采用基本开关阵列时需要多少个开关?若构造16*16无向交换单元, 同样采用基本开关阵列时分别需要多少单向开关和双向开关?
有向交换单元，基本开关阵列：N*N=256。
无向交换单元，基本开关阵列：N*（N-1）=240。
无向交换单元，双向开关阵列：N*（N-1）/2=120。
5、试计算要构造16X16的交换单元，采用K=4的绳路开关阵列时需要多少个开关？
16*4*2=128个开关。
6、一个S接线器的交叉点矩阵为8*8，设有TS10要从母线1交换到母线7，试分别按输出控制方式和输入控制方式画出此时控制存储器相应单元的内容，以及控制存储器的容量和单元的大小（bit数）。
设每条母线上有N个时隙控制存储器的单元大小为3bit，1个控制存储器的容量3Nbit，8个控制存储器的容量为24Nbit。
7、时分交换单元主要有共享存储器型和共享总线型两种，比较他们之间的异同。
相同点：两者都可以对三种时分复用信号进行交换,只不过具体实现方式不同。
不同点：
(l)结构不同。
共享存储器型交换单元以存储器作为核心部件，而总线型交换単元的一般结构包括入线控制部件、出线控制部件和总线三部分。
(2)工作方式不同。
共享存储器型交换単元的工作方式有两种：A、入线缓冲；B、出线缓冲。
总线型交换单元的各部件功能特点如下：a、入线控制部件接收入线新号，进行相应的格式变换，放在缓冲存贮器中，并在分配给该部件的时隙上把收到的信息送到总线上。
b、出线控制部件检测总线上的信号，并把属于自己的信息读人一个缓冲存储器中，进行格式变换，然后由出线送出，形成出线信号。
c、总线一般包括多条数据线和控制线。
d、总线时隙分配要按一定的规则。
8、一个T接线器可完成一条PCM上的128个时隙之间的交换，现有TS28要交换到TS18，试分别按输出控制方式和输入控制方式画出此时话音存储器和控制存储器相应单元的内容，以及话音存储器和控制存储器的容量和每个单元的大小（bit数）。
话音存储器：128个存储单元，每个単元大小8bit，容量为
128*8=1024bit；
控制存储器：128个存储单元，每个单元大小7bit，容量为
128*7=896bit。
9、根据T接线器的工作原理，试分析影响T接线器的容量因素有哪些？
入复用线的时隙数、每个时隙上传输的编码位。
10、数字交换单元（DSE ）的工作原理是怎样的？
数
据
总
端口总信道总
入线5上时隙5的信息a 要交换到出线8上的时隙19输出，则交换的过程：
（1）当RX5的TS5处于空闲状态的时候，从PCM 链路TS5上收到选择信道字，其中包括了该信道上的信息要交换到的目的地址：端口8的TS19；
（2）RX5将接收到的选择信道字中的端口号8送到端口总线上，当TX8的端口比较器从端口总线上得到数据与自己的端口号8比较成功后，通过证实线向RX5回送一个证实消息；
（3）当RX5收到TX8的证实后，把选择信道字中的端口号8存入端口存储器中的第5个单元，同时把信道号19存入信道存储器中的第5单元。
这样在DSE 内部，RX5的第5个信道（TS5）就与TX8的第19个信道（TS19）之间建立了一条内部通道；
（4）当RX5在TS5上接收到数据信道字后，从端口存储器第5个单元读出里面的内容8送到端口总线上去，从信道存储器第5个单元
读出里面的内容19送到信道总线上去，同时将数据信道字中的信息a 送到数据总线上去；
（5）当TX8把端口总线上的数据8与自己的端口号相比较，发现一致后，先从信道总线上读出信道号19，把数据总线上的信息a存放到话音存储器的第19个单元中；当TX8上TS19到来的时候，就将话音存储器中的第19个单元的信息a放到PCM线上输出，从而完成交换。
在这里话音存储器的工作方式是：控制写入、顺序读出。
（6）当信息交换完毕后，RX5的TS5上接收到置闲信道字后，就把该信道置为空闲，直到下次再收到选择信道字重新建立内部通道。
12、什么是多级交换网络？
需要交换的信息从交换网络输入端到交换网络输出端需要经过多个交换单元。
13、举例说明什么是严格无阻塞网络、可重排无阻塞网络、广义无阻塞网络？
严格无阻塞网络：不管网络处于何种状态，任何时刻都可以在交换网络中建立一个连接。
可重排无阻塞网络：不管网络处于何种状态，任何时刻都可以在一个交换网络中直接或对已有的连接重选路由建立一个连接，只要这个连接的起点和终点是空闲的。
广义无阻塞网络：指给定的网络存在固有阻塞可能，但有可能存在着一种精巧的选路方法，使得所有阻塞均可避免。
真正实用的广义无阻塞网络是非常少见的。
14、若入口级选择8入线的交换单元，出口级选择8出线的交换单元，试构造128*128的三级严格无阻塞CLOS网络。
并画图说明。
n=8,m=2n-1=15,r=16。
15、已知一个T-S-T数字交换网络，每个T接线器完成一条PCM上的512个时隙之间的交换，初级T接线器为输出控制方式，次级T接线器为输入控制方式，S接线器为输入控制方式，其交叉点矩阵为8X8型。
试画图说明PCM1的TS8和PCM7的TS31的交换（内部时隙为TS15并采用对偶原理）。
第一级第二级第三级
16、试画图说明用2*2的交换单元，构造16X16的banyan网络。
并举例说明其内部阻塞的情况。
存在内部阻塞：比如同意时刻入线0->出线0，入线1->出线3时就会发生阻塞。
17、对于8*8的banyan网络，举例说明其自选路由特性。
18、试用两种方法构造一个4*4的无阻塞的banyan网络。
扩展型：
膨胀型：。