通信工程師交換技術(shù)ATM交換網(wǎng)絡(luò)的分類

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1.ATM交換網(wǎng)絡(luò)的分類
ATM交換網(wǎng)絡(luò)可以從不同的方面進行分類，這里主要從時分與空分、單路徑與多路徑、單級與多級、阻塞與無阻塞等方面作概念性說明，進一步的原理和示例將在以后各節(jié)中闡述。
ATM交換網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)可分為時分與空分兩大類，如閣6-12所示。需要強調(diào)指出，就交換體制而言，ATM交換屬于異步時分交換；但就ATM交換機的設(shè)備而言，其交換W絡(luò)的結(jié)構(gòu)可以是時分的，也可以是空分的?？辗值慕Y(jié)構(gòu)實現(xiàn)的交換仍然是時分交換。
時分交換網(wǎng)絡(luò)的基本特征是所有輸入和輸出端口共享單一的高速通路（Highway),可以是共享存儲器（Shared Memory)的結(jié)構(gòu)，也可以是共享媒質(zhì)（SharedMedium)的結(jié)構(gòu),包括總線（Bus)型或環(huán)（Ring)型。

空分交換網(wǎng)絡(luò)的基本特征是可以在多對輸人端口和輸出端口間同時并行地轉(zhuǎn)移信元?？辗志W(wǎng)絡(luò)可以采用單路徑（singlepath)結(jié)構(gòu)與多路徑（multiplepath)結(jié)構(gòu)，以及單級(singlestage)結(jié)構(gòu)與多級（multistage)結(jié)構(gòu)。
單路徑是指任一對人出端口之間只有一條路徑，多路徑則在任一對人出端口之間有多條路徑可以選用。單路徑的兩種典型結(jié)構(gòu)分別是基于Crossbar的結(jié)構(gòu)和基于Banyan的結(jié)構(gòu)。Crossbar源于縱橫制電路交換機中的縱橫接線器（Crossbar Switch),是一種開關(guān)接點矩陣(參見第1章圖1-11),其特點是交換結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度（開關(guān)接點數(shù)）隨N2而增長，N為人出端口數(shù)。Corssbar結(jié)構(gòu)又分為矩陣型和全互連型，Banyan結(jié)構(gòu)又分為內(nèi)部緩沖型和內(nèi)部無緩沖型。多路徑具有多種結(jié)構(gòu)，如Clos和Benes結(jié)構(gòu)，詳見后述。
與用于電路交換的數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)相似，ATM交換網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)也可分為單級結(jié)構(gòu)和多級結(jié)構(gòu)?？辗值腃rossbar結(jié)構(gòu)是典型的單級結(jié)構(gòu)，單一的共享總線或共享存儲器的時分交換模塊也屬于單級結(jié)構(gòu)。單級結(jié)構(gòu)的容景不可能太大，采用多級結(jié)構(gòu)可以比較經(jīng)濟地擴大容量。多級結(jié)構(gòu)通常稱為多級互連網(wǎng)絡(luò)（Multistage Interconnection Network，MIN),由分為若干級的多個交換單元（Switching Element,SE)以一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)互連而成。MIN在ATM交換中得到廣泛的應(yīng)用?？辗值腂anyan單路徑結(jié)構(gòu)和各種多路徑結(jié)構(gòu)都屬于多級結(jié)構(gòu)。MIN中的SE可以采用基于Cnsbar的結(jié)構(gòu)，但也可以采用時分結(jié)構(gòu)，例如，共享存儲器的結(jié)構(gòu)。這就是說，容量不大的單級時分結(jié)構(gòu)可以作為多級結(jié)構(gòu)的SE。
ATM交換網(wǎng)絡(luò)的阻塞分為內(nèi)部阻塞和輸出沖突兩種情況。兩個或兩個以上的信元在傳送過程中要同時占用某一公用資源稱為競爭或沖突。內(nèi)部競爭是指兩個或多個信元同時爭搶交換網(wǎng)絡(luò)的同一內(nèi)部鏈路或緩沖器，輸出沖突是指兩個或多個信元同時爭搶同一輸出端口。輸出沖突是不可避免的，而且通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)置信元緩沖器是不難解決的。如果內(nèi)部競爭的結(jié)果引起了信元丟失，則稱為存在內(nèi)部阻塞。這與交換網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作速度、是否設(shè)置緩沖器等因素有關(guān)。如果不存在內(nèi)部競爭或雖有競爭但不引起信元丟失，則這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就屬于無阻塞結(jié)構(gòu)，否則就是有阻塞結(jié)構(gòu)。Crossbar是典型的無阻塞結(jié)構(gòu)，內(nèi)部不設(shè)緩沖器的Banyan網(wǎng)則是典型的有阻塞結(jié)構(gòu)。這里的阻塞都是指內(nèi)部阻塞。

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