2.5 Пространсвенно-временная коммутация цифровых каналов
В простанственно-временной коммутации осуществляется перенос кодовых слов из любых КИ входящих цифровых линий в любое КИ любой исходящих ЦЛ. Например, рис. 2.11.
В общем случае до БПВК подключено N входящих линий и M исходящих линий, поэтому в каждом из n КИ информация из ВЛ должна передаваться во все М ИЛ. В таком случае коммутация должна производиться быстрее чем запись кодовых слов из ВЛ в ИЗУ. Для
Рассмотрим рисунок БПВК, рис. 2.13.
Число секций ИЗУ соответствует числу N входящих линий. Каждая ВЛ имеет свой регистр записи для последовательно-параллельного преобразования кодовых слов.
Каждая ИЛ имеет собственный буферный регистр БР чтения Рчт.
Блок АЗУ имеет nM ячеек памяти, каждая из которых закреплена за определенным КИ определенной ИЛ. В АЗУ из УУ адресная информация записывается в режиме произвольного доступа, а чтение в режиме последовательного доступа, т.е. циклически.
Кодовые слов КИ ВЛ последовательно записываются в соответствующие регистры записи РЗ, откуда в интервалы tнач следующего КИ параллельно передаются в ячейки ИЗУ в режиме последовательного доступа к памяти.
В каждой ячейке ИЗУ записано кодовое слово сохраняется на протяжении цикла передачи Тц, а затем меняется следующим словом этого же КИ. Момент чтения с ячейки ИЗУ определяется двумя часовыми интервалами:
1 необходимым канальным интервалом τКИ
2 с тем из вторых t1…tM, который соответствует необходимой ИЛ.
Кодовые слова из ячейки ИЗУ в БР передаются параллельно и ациклично в режиме произвольного доступа к ним.
Из буферных регистров эти слова параллельно передаются в регистры Рчт во вторичном интервале tконца , а потом последовательно, бит за битом из Рчт считываются в КИ исходящих линий.
Поскольку передача кодовых слов из ячейки ИЗУ в Рсч происходит на протяжении КИ, то получается сдвиг канальной информации в ИЛ относительно ИЛ на один КИ. Для компенсации этого сдвига чтение кодовых слов из ИЗУ необходимо производить раньше на один КИ путем соответствующего закрепления ячеек АЗУ за канальными интервалами.
Например: необходимо скоммутировать КИ 1 ВЛ 3 с КИ2 ИЛ М . Для этого в ячейку 2М АЗУ заносится номер секции ИЗУ (секция 3) и номер КИ 1. Учитывая задержку на один КИ, ячейка 2М АЗУ опрашивается сигналами τКИ-1 = τ1 и tM и из нее считывается адрес «3» секции и адрес «1» ячейки, в которой хранится кодовое слово КИ 1 ВЛ 3.
Прочитанные адреса открывают выход ЯЧ1 3 секции ИЗУ и оттуда это кодовое слово параллельно считывается в БР М. Тактовым импульсом tконца кодовое слово в конце КИ 1 параллельно передаются в Рсч и дальше последовательно считываются в ИЛ М.
2.6 Принципы пакетной коммутации
Использование быстрой коммутации пакетов позволяет не только осуществлять передачу сообщений, но и телефонную интерактивную связь, а также передачу программ телевидения. При этом скорость передачи должна быть более 100 Мбит/с, что обеспечит незначительную задержку пакетов.
Каждый пакет требует маршрутизацию с использованием адресной информации, которая размещается в заголовке пакета. Отсюда и название маршрутизатор.
Маршрутизатор – блок пакетной коммутации строится из отдельных коммутационных элементов (КЭ) с n входами и n выходами ( n х n). Наиболее простой КЭ 2х2, рис. 2.14.
Задача КЭ отправить пакет, поступающий на любой вход в одно из двух направлений. Для 2х2 адрес имеет 1 бит 0 или 1 и, в соответствии с этим, пакет отправляется в 0 и 1 выходы. В зависимости от места КЭ в схеме, анализируются (используются) разные разряды адреса в пакете. Если КЭ имеет большие параметры, например 4х4, то используется большее число разрядов.
Реализовать КЭ можно на разных элементах, например на МХ рис. 2 15.
Из КЭ строятся многовходовые блоки. Наиболее простым с минимальным числом КЭ есть так называемый коммутатор 8х8 для 8 необходимо использовать 3 разряда и поэтому нужно 3 каскада КЭ 2х2 рис. 2.16.
В такой схеме используется принцип самомаршрутизации. Например: необходимо пакет переместить из входа 010 на выход 101. На первом каскаде КЭ анализируется старший разряд и через КЭ 1,2 пакет направляется к КЭ 2,2, на КЭ 2,2 анализируется следующий разряд адреса «0» и пакет направляется на выход 101.
С любого входа пакеты всегда направляются на соответствующие выходы.
Число каскадов из элементов 2х2 = k, n = 2k , где n – число входов и выходов. Недостаток таких схем – возможность конфликтов пакетов из разных входов внутри схемы.
Для устранения этого используют: повышение скорости коммутации; сортировка пакетов так чтобы пути пакетов не пересекались.
Второй недостаток – блокировка выходов при одновременном поступлении пакетов на 1 выход устраняют путем задержки пакетов в схеме задержки. Пакеты фильтруются так называемой схемой ловушки. Схему можно представить в виде, рис. 2.16.
Пакеты с одинаковыми адресами сортируются и лишние схемой ловушки направляются в схему задержки, откуда они снова поступают на фильтрацию
устранить и другим способом. Одним из них – использование обратной связи.
Входящие пакеты анализируются и в случае совпадения адресов пакеты выстаиваются в очередь в буфере и, после передачи одного пакета с выхода поступает требование о передаче следующего.
Вторым есть использование нескольких портов для одного выхода.
Если КЭ большей емкости чем 2х2, то в пакетном коммутаторе есть несколько путей, поэтому отпадает необходимость в сортировке. К примеру, КЭ 4х4. Строятся многокаскадные коммутаторы рис. 2.18.
В этой схеме есть много путей от входа к выходу, т.е. используются обходные направления.
Блокировки
можно
Общую структуру БПкК покажем на рис. 2.19.
ВК – входной контроллер, ИК – исходящий комплект.
ВК и ИК обеспечивают буферное хранение пакетов и трансляцию пакетов совместно с их адресами.
