第二章交换单元与网络

交换第2章(交换网络)概述

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（2）函数描述方式 • 用函数方式来描述一个M×N的交换单元的连接特性，可以将其连接方式用函数f(t)表示： f(t) = Rt（Rt包含于R） • 该函数的自变量为t，它的定义域为交换单元的入线集合T，值域为交换单元的出线集合 R的各个子集组成的集合。一个连接函数对应一种连接，连接函数表示相互连接的入线编号和出线编号之间的一一对应关系，即存在连接函数 f ，入线 t 与出线集合 f(t) 中每条出线相连接。如果该入线空闲，那么与它连接的出线的集合为一个空集。对于一个点到点连接，连接函数还可以表示为：f(t) = r (r∈R) 它的值域变成了出线集合R。
称此连接具有广播功能。
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• 一个交换单元的连接方式表示了该交换单元在某个时刻建立的所有从入线到出线之间的连接，连接方式可以表示为一个集合，我们用C来表示，那么： • C = {c1，c2，c3，……} • 该集合是由若干个连接组成的一个集合（表示各个连接的集合c的下标不代表任何实际意义，只是区分不同的连接）。特别要说明的是一个交换单元的连接方式总是对应于某个具体时刻的，在这个时刻的连接方式是这样的，在另一个时刻，它的连接方式又会变为那样。在某一时刻，一个交换单元总是处在一定的连接方式C下，也就是说该交换单元的各个入线与各个出线按照该连接方式连接着。一个交换单元的连接方式可以通过该交换单元的控制端口改变，同时也可以通过该交换单元的状态端口反映出来。
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• 在点到点的连接情况下，并且不存在出线竞争的情况下，排列表达式中的t1，t2，……tn之间没有重复的元素，同时r1，r2，……rn之间也没有重复的元素，那么点到点连接方式的排列表达式可以改写为： t0，t1，……tN-1 0，1， ……N-1 • 我们把这种排列表达式称为入线排列表达式，它实际上是使出线的编号按照自然数顺序排列，表示入线t0连接到出线0，入线tN-1连接到出线N-1，由于可能存在空闲的出端，所以t0，t1，……tN-1中可能有空的元素存在，可用φ表示。上式也可以进一步简化表示为： (t0，t1，……tN-1)

交换第2章(交换网络)

t1，t2，……tn
r1，r2，……rn
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• 其中 ti 为入线编号，ri 为出线编号，上述的排列表达式表示了入线t1连接到出线r1，入线t2连接到出线r2……入线tn连接到出线rn，其中n≤N（注意入线t1并不表示入线1，出线rn也不表示为出线n）。考虑到存在点到多点的连接，因此 t1 ， t2 ， ……tn 中可能有重复的元素存在，因此也可以把排列表达式称为重排表达式。
如果是数字交换单元，只能交换数字信号，当然有
的交换单元既能交换模拟信号，又能交换数字信号。
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（3）功能
• 交换单元的基本功能是能在入线与出线之间建
立连接并传送信息。从外部看交换单元，主要
有3个功能，一个是点到点连接功能，一个是同发功能，还有一个是广播功能，要根据实际情况选择合适的功能。
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（4）质量
c = {t，Rt}
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• 该集合表示了该M×N交换单元的入线t与一组
出线Rt之间的连接，可以把t称为连接的起点，
把r∈Rt称为连接的终点。如果Rt中只含有唯一
的一个元素，那么把该连接称为点到点连接；如果Rt中包含多个元素，那么把该连接称为点
到多点连接。特别的对于点到多点连接，如果
Rt≠R，称此连接具有同发功能，如果Rt=R，
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TS6 PCM 0 PCM 3
TS1
TS6 TS1
PCM 0 PCM 3
TS1
TS1
输入控制
30
03 00
ห้องสมุดไป่ตู้
0
1 6
31
CM3 CM2
CM1
CM0
PCM 0 PCM 3
TS6 TS1
TS1

第2部分数字交换网络

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第2章交换单元与交换网络
交换的基本功能是在任意入线和出线之间建立连接。
完成这一基本功能的部件就是交换网络。
交换网络是由基本的交换单元组成。
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2.1 语音信号数字化（背景知识）
2.2 具体交换单元介绍（T、S）
2.3 交换网络（TST）
2.4交换网络（BANYAN网络）
2.5举例3Fra bibliotek2.1 语音信号数字化（背景知识）
B
HW2 23 B
31 7
HW2
输入控制
输入控制
输出控制
2.4 BANYAN网络
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BANYAN网络是一种空分交换网络，由若干个2*2交换单元组成的多级交换网络。多用于 ATM和光交换系统。结构
8 x 8的3级banyan网络
0 1 0 1 2 3 4 5
2 3
4 5 6 7
6 7
Banyan 网络的基本特性
时分复用码分复用空分复用
5
2、同步时分复用（TDM）
一个帧的若干时隙，按顺序编号，标号相同的成为一个子信道，传递同一路话路信息，速率恒定。（话路和时隙是“对号入座”的）同步时分复用技术，也成为“位置化信道”
TS0 TS1 ＡＢ
TSn-1 TS0 TS1
ＸＡＢ
TSn-1
ＸＡＢ
时间
125us
125us
每个用户的采样周期都是125us，都能在接收端正确还原
6
用户 A B C D
a b b a t t t d t
时分复用
① ② ③
a b
#1
b c
#2
c
#3
a
#4
d t

第2章数字交换和数字交换网络

第2章数字交换和数字交换网络§2.1 数字交换网络一、数字交换电话交换系统的任务就是在各条用户线之间、用户线和中继线之间或中继线与中继线之间建立起语音信号临时通道（接续）。

这一工作是由交换网络最后完成的。

交换网络可以说是交换系统中占用设备最多也是最为复杂的设备。

交换网络是能实现各个用户间话路接续的四通八达的信息通路,它应该能够根据用户的要求，通过控制部分的接续命令，建立主叫与被叫用户间的连接通路。

在程控交换机中,目前主要采用由电子开关阵列构成的空分接线器（S 接线器）和由存储器等电路构成的时分接线器（T 接线器）。

二、时隙交换网络多路复用：是指在同一个信道上同时传输多路信号而互不干扰的一种技术。

最常用的多路复用方式：频分复用（FDM ）时分复用（TDM ）码分复用（CDM ）传输系统旋转开关112233低通x 2(t )低通x 1(t )x 3(t )低通低通x 2(t )低通x 1(t )x 3(t )低通三、PCM30/32路系统的帧结构对于多路数字电话系统，国际上有两种标准化制式，即PCM 30/32路制式（E体系）和PCM 24路制式（T体系）。

我国规定采用的是PCM 30/32路制式，一帧共有32个时隙，可以传送30路电话，即复用的路数n=32路，其中话路数为30。

抽样频率为8 kHz，则抽样周期125μs。

每个时隙占125us/32=3.9μs。

32个时隙构成一个“帧”，16帧合成一个“复帧”，一个复帧占125μs*16=2ms。

(1) 时隙分配。

在PCM30/32路的制式中，抽样周期为1/8 000=125μs，它被称为一个帧周期，即125μs为一帧。

一帧内要时分复用32路，每路占用的时隙为125/32=3.9μs，称为一个时隙。

因此一帧有32个时隙，按顺序编号为TS0、TS1、……、TS31。

时隙的使用分配为①TS1~TS15, TS17~TS31为30个话路时隙。

现代交换技术复习题

现代交换技术复习题第一章概述一．简答1. 通信网由那些部分组成？交换设备、终端设备、传输设备。

2．电话网提供的电路交换方式的特点是什么？通信前,必须在欲通信的双方建立一条电路,然后进行通信。

完成通信后，释放该电路。

只有当本次通信过程所占用的相关电路释放后，其它通信过程才可占用这些资源。

3．数据通信与话音通信的主要区别?通信对象不同：前者是计算机之间或人与计算机之间的通信，需要严格定义通信协议和标准；后者是人和人之间的通信。

传输可靠性要求不同：前者的比特差错率在以下，后者可高达。

通信的平均持续时间和通信建立请求响应不同：99.5%的数据通信持续时间短于电话平均通信时间，其信道建立时间也短于电话通信。

通信过程中信息业务量特性不同：电话量级在32kb/s,而数据从30b/s到1Mb/s。

4．为什么分组交换是数据通信的较好方式？可向用户提供不同速率、不同代码、不同同步方式、不同通信控制协议的数据终端间的灵活通信。

线路利用率高，动态统计复用。

可靠性一般在10-10以下较经济. 5．宽带交换技术主要有哪些？快速电路交换、快速分组交换--帧中继、异步传送模式(ATM、IP交换和标记交换。

6．为什么光交换技术是未来发展的方向？（1）长途信息传输中，光纤占了绝对优势（2）用户环路光纤化（3）省去了光电变换，减少了光电变换损伤，可提高信号交换的速度。

二．填空1. 通信网由交换设备、( 和传输设备组成。

A. 电话机B. 终端设备C. 传真机D. 对讲机2. 电话交换是人和人之间的通信，数据交换是( 之间或人与计算机之间的通信。

A. 计算机与计算机B. 人与人C. 人与计算机D. 交换机3. 窄带交换指传输比特速率低于( 的交换。

A. 2Mb/sB. 8Mb/sC. 128Mb/sD. 56Kb/s4. 宽带交换是指传输比特速率高于( 的交换。

A. 128Mb/sB. 64Mb/sC. 2Mb/sD. 10Mb/s5. 帧中继技术是传统的( 的一种改进方案，适合LAN（局域网）之间数据互联，目前传输速率已达到34Mb/s。

现代交换网络交换网络

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多路选择器
出线 0 入线 1 M-1 0 入线 0 出线 0 出线 1 N-1
入线
N-1
出线
入线 M-1
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2.2 开关阵列与空间交换单元——空间交换单元
空间交换单元也称为空间接线器（Space Switch），简称为S单元或S接线器，用来实现多个输入复用线与多个输出复用线之间的空间交换，而不改变其时隙位置。
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7
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N=8
交换单元的连接特性
4、均匀洗牌连接：
δ (xn-1xn-2…xk … x1x0)= xn-2 …xk … x1x0 xn-1
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7
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N=8
交换单元的连接特性
5、间隔交叉连接：
4
2.1 交换单元的基本概念
0 1 …… … … 入线
0 1 出线 N-1
M-1
控制端状态端 M X N的交换单元
5
交换单元按信息流向分为：
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。无向交换单元：交换单元的每条线即可入也可出。又分为：
N无向交换单元， K X L无向交换单元

空分交换单元时分交换单元数字交换单元模拟交换单元
交换单元按传输信息类型分为：

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交换单元的连接特性
连接特性是交换单元的基本特性，它反映了交换单元入线到出线的连接能力，通常我们用连接集合和连接函数来描述交换单元的连接特性

连接集合：
入线集合：T={0,1,2,…,M-1} 出线集合：R={0,1,2,…,N-1} 定义：t∈T，即t是T的一个元素 r∈Rt，Rt是R的一个子集，r是Rt的一个元素

第二章交换网络

（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?
(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；
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Hale Waihona Puke 换单元（DＳE）的工作原理是怎样的？
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：

第二章 交换单元与网络

交换第2章(交换网络)概述

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