通信工程师交换技术ATM交换网络的分类

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1.ATM交换网络的分类
ATM交换网络可以从不同的方面进行分类，这里主要从时分与空分、单路径与多路径、单级与多级、阻塞与无阻塞等方面作概念性说明，进一步的原理和示例将在以后各节中阐述。
ATM交换网络的结构可分为时分与空分两大类，如阁6-12所示。需要强调指出，就交换体制而言，ATM交换属于异步时分交换；但就ATM交换机的设备而言，其交换W络的结构可以是时分的，也可以是空分的。空分的结构实现的交换仍然是时分交换。
时分交换网络的基本特征是所有输入和输出端口共享单一的高速通路（Highway),可以是共享存储器（Shared Memory)的结构，也可以是共享媒质（SharedMedium)的结构,包括总线（Bus)型或环（Ring)型。

空分交换网络的基本特征是可以在多对输人端口和输出端口间同时并行地转移信元。空分网络可以采用单路径（singlepath)结构与多路径（multiplepath)结构，以及单级(singlestage)结构与多级（multistage)结构。
单路径是指任一对人出端口之间只有一条路径，多路径则在任一对人出端口之间有多条路径可以选用。单路径的两种典型结构分别是基于Crossbar的结构和基于Banyan的结构。Crossbar源于纵横制电路交换机中的纵横接线器（Crossbar Switch),是一种开关接点矩阵(参见第1章图1-11),其特点是交换结构的复杂度（开关接点数）随N2而增长，N为人出端口数。Corssbar结构又分为矩阵型和全互连型，Banyan结构又分为内部缓冲型和内部无缓冲型。多路径具有多种结构，如Clos和Benes结构，详见后述。
与用于电路交换的数字交换网络相似，ATM交换网络的结构也可分为单级结构和多级结构。空分的Crossbar结构是典型的单级结构，单一的共享总线或共享存储器的时分交换模块也属于单级结构。单级结构的容景不可能太大，采用多级结构可以比较经济地扩大容量。多级结构通常称为多级互连网络（Multistage Interconnection Network，MIN),由分为若干级的多个交换单元（Switching Element,SE)以一定的拓扑结构互连而成。MIN在ATM交换中得到广泛的应用。空分的Banyan单路径结构和各种多路径结构都属于多级结构。MIN中的SE可以采用基于Cnsbar的结构，但也可以采用时分结构，例如，共享存储器的结构。这就是说，容量不大的单级时分结构可以作为多级结构的SE。
ATM交换网络的阻塞分为内部阻塞和输出冲突两种情况。两个或两个以上的信元在传送过程中要同时占用某一公用资源称为竞争或冲突。内部竞争是指两个或多个信元同时争抢交换网络的同一内部链路或缓冲器，输出冲突是指两个或多个信元同时争抢同一输出端口。输出冲突是不可避免的，而且通过适当地设置信元缓冲器是不难解决的。如果内部竞争的结果引起了信元丢失，则称为存在内部阻塞。这与交换网络的内部拓扑结构、工作速度、是否设置缓冲器等因素有关。如果不存在内部竞争或虽有竞争但不引起信元丢失，则这种网络结构就属于无阻塞结构，否则就是有阻塞结构。Crossbar是典型的无阻塞结构，内部不设缓冲器的Banyan网则是典型的有阻塞结构。这里的阻塞都是指内部阻塞。

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