交换原理第3篇.pdf

第3 章电路交换网络结构 及工作原理 本章大纲要求： 1.基本要求 （1）熟练掌握电路交换网络结构与阻塞率计算。 （2 ）熟练掌握数字交换器和数字交换网络的接续原理。 （3 ）掌握多级数字交换网络的结构、性能。 2.重点、难点 重点：网络结构与阻塞率，T交换器和S交换器，TST 网络。 难点：最佳网络结构，时分交换原理，多级网络接续原理。 3.说明 重点讲授原理，并结合实际应用介绍典型网络结构。 关于电路交换 电路交换的基本任务是根据用户的呼叫请求提供端到端 的连接通路，这是依靠一系列交换机协同动作来实现的。就 某一台交换机而言，它的任务只是按照要求将指定的输入端 口与输出端口接通。为了使每一个输入端口都能与任何一个 输出端口连接，在交换机的内部需要有一个交换网络，又称 为“接续网络”。本章将讨论用于电路交换的交换网络的结构 及工作原理。交换网络可以分为空分交换网络和时分交换网 络 。在现代的程控交换机中普遍采用的是数字时分交换网 络。但数字时分交换网络的结构与模拟空分交换网络是等效 的，所以我们将首先讨论模拟空分交换网络的结构。然后深 入讨论数字时分交换网络的结构及接续原理。 3.1 空分交换网络 空分交换网络通常由多个空分交换器组成，空 分交换器又由许多交叉接点和连线构成。 3. 1. 1 交叉接点与空分交换器 交叉接点是构成交换通路的重要器件，它的性能 和造价直接影响到交换机的性能和价格。在早期的机 电式交换机中，交叉接点采用电磁器件(如继电器) 。 电子交换机的交叉接点用电子开关器件实现。交叉接 点从功能上看，是一个连接开关，它有两种连接状 态：通和断。 交 换 器 以交叉接点为基础，可以构成多输入多输出的交换矩阵， 称为空分交换器，交换器的两种常见表示方法如下图所示。这 种交换器属于单级交换网络，并且是无阻塞的。 一个n×m交换器，具有n条入线和m条出线，第i 条入线要 和第j 条出线连接，对应的交叉接点的开关必须被接通。交换 器的出线为所有入线共享，可以看成是输入负载的共用服务设 备。一个n×m交换器共有n×m个交叉接点，交换器的成本和交 叉接点数成正比。因此这种单级交换网络的规模(即入线数和 出线数)不能太大。 例 设话源数为1000，所产生的话务量为112e，要求服务等级 (呼损率)为0.01，试设计满足要求的交换器。 解：方法一 采用一个大型交换器。 根据题意，Em(112)=0.01 ，查表2.1得m=130 ，如图(a) 。 方法二 采用两个小型交换器。 把话源分为两组，每组500个话源，话务量56e，服务等 级仍为0.01，即Em(56)=0.01 ，再查表得m=70 ，如图(b) 。 两种方法的比较 • 首先比较所需的交叉接点数： 方法一： 1000×130＝130000 (个) 方法二： 2 ×500 ×70 ＝70000 (个) 显然，在同等服务质量条件下，方法二减少了 60000个交叉接点。 • 但方法二带来了两个问题： 1) 服务器的总数由130增加到了140，在话务量 不变的情况下，服务器的效率降低了。 2) 两组负载源无法相互享用对方的服务器。 解决以上两个问题的方法是采用多级交换网络。 3.1.2 多级交换网络 多级网络可以扩大选择范围，大型交换机均采用多级网络 结构。网络的结构形式多种多样，除了级数不同外，级间的连 线方式也可能不同。 下图所示的两级网络，其第一级由m 个n×n 交换器组成， 第二级由n 个m×m 交换器组成。可以看出，该网络是一个容 量为nm×nm 的全利用度网络。 网络结构分析 仔细观察两级交换器之间的连线，第一级每个 交换器和第二级每