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       交換系統(tǒng)的基本功能可概括為連接(Interconnection)功能、接口(Interface)功能、信令/協(xié)議(Signaling/protocol)功能、控制(Control)功能，如圖11所示，這也反映了交換節(jié)點(diǎn)高度抽象的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

圖11   通信交換系統(tǒng)的基本功能

一、連接功能的教學(xué)描述

       交換的基本功能是在任意的入線(xiàn)和出線(xiàn)之間建立連接，或者說(shuō)是將入線(xiàn)上的信息分發(fā)到出線(xiàn)上去，當(dāng)然，按照不同交換方式的要求，可以是物理連接，也可以是虛連接。在交換系統(tǒng)中完成這一基本功能的部件就是交換網(wǎng)絡(luò)(SwitchiNGNetwork)，或稱(chēng)為互連網(wǎng)絡(luò)(Inter connectionNetwork),也可稱(chēng)為交換機(jī)構(gòu)(Switching Fabric)o因此交換網(wǎng)絡(luò)是任何交換系統(tǒng)的核心，連接功能是通信交換系統(tǒng)最基本的功能之一。

       不管交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如何，總可以把它看做一個(gè)黑箱，對(duì)外的特性只有一組入線(xiàn)和一組出線(xiàn)，入線(xiàn)為信息輸入端，出線(xiàn)為信息輸出端，如圖12所示。其中入線(xiàn)可用0~M—1或1?M的編號(hào)來(lái)表示，出線(xiàn)可用0?N—1或1?N的編號(hào)來(lái)表示。若入線(xiàn)數(shù)與出線(xiàn)數(shù)相等且均為N,則為NXN的對(duì)稱(chēng)交換網(wǎng)絡(luò)。 

圖12   MXN的交換網(wǎng)絡(luò)

       當(dāng)有信號(hào)到達(dá)交換網(wǎng)絡(luò)的某條入線(xiàn)進(jìn)行交換時(shí)，可以根據(jù)出線(xiàn)地址在交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部建立通道，使需交換的信息流從入線(xiàn)沿著已建立的通道流向出線(xiàn)完成交換。通常交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的通道被稱(chēng)為“連接”，建立內(nèi)部通道就是建立連接，拆除內(nèi)部通道就是拆除連接。因此，連接特性是交換網(wǎng)絡(luò)的基本特性，反映交換網(wǎng)絡(luò)提供入線(xiàn)到出線(xiàn)的通道的能力。那么，如何描述交換網(wǎng)絡(luò)的連接特性呢？下面分別從連接集合和連接函數(shù)出發(fā)來(lái)討論。

1.用連接集合描述交換網(wǎng)絡(luò)的連接特性

       首先，可以把一個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)的一組入線(xiàn)和一組出線(xiàn)各看做一個(gè)集合，稱(chēng)為入線(xiàn)集合和出線(xiàn)集合，并記為

       入線(xiàn)集合：T={0,1,2,…,M—l)

       出線(xiàn)集合：R={0,1,2,…,N—1}

       定義t€T,即t是T的一個(gè)元;r€R即Rt,Rt€R,即Rt是R的一個(gè)子集；r是Rt的一個(gè)元，則集合

        c={t,Rt)                              (4-1)

為一個(gè)連接，其中，t為連接的起點(diǎn),r€R,為連接的終點(diǎn)，即交換網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)連接就是入線(xiàn)集合T中的一個(gè)元t與出線(xiàn)集合R中的一個(gè)子集Rt,組成的集合。

       • 若r€Rt,Rt,中只含有一個(gè)元，則稱(chēng)該連接為一點(diǎn)到另一點(diǎn)(簡(jiǎn)稱(chēng)點(diǎn)到點(diǎn))連接；

       • 若r€Rt,Rt,中含有多個(gè)元，則稱(chēng)連接為一點(diǎn)到多點(diǎn)連接。

       若一個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)可以提供點(diǎn)到多點(diǎn)連接，但Rt≠R,則稱(chēng)其具有同發(fā)功能，也可稱(chēng)為多播(Multicast)或組播功能，即從交換網(wǎng)絡(luò)的一條入線(xiàn)輸入的信息可以交換到多條出線(xiàn)上輸出；若此時(shí)Rt=R,則稱(chēng)該交換網(wǎng)絡(luò)具有廣播(Broadcast)功能.即從交換網(wǎng)絡(luò)的一條入線(xiàn)輸入的信息可以在全部出線(xiàn)上輸出。例如，普通的電話(huà)通信只需要點(diǎn)到點(diǎn)連接，而像會(huì)議電視、有線(xiàn)電視等則需要同發(fā)和廣播功能。在A(yíng)TM交換中，由于點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)寬帶通信業(yè)務(wù)的需要，多播是一項(xiàng)重要而復(fù)雜的功能，不同的ATM交換系統(tǒng)可釆用不同的多播方法。

        一個(gè)具有一組入線(xiàn)和一組出線(xiàn)的交換網(wǎng)絡(luò)，上述定義的連接可以同時(shí)有多個(gè)，這就構(gòu)成了交換網(wǎng)絡(luò)的連接集合

         C={c0,c1,c2,•••,}(4-2)

其中，起點(diǎn)集為

                

終點(diǎn)集為