主要内容： 1. 交换网络的构成 2. 交换单元 ◆ 交换单元的基本概念 ◆ 开关阵列与空间交换单元 ◆ 共享存储器型的交换单元——时间交换单元 3. 交换网络 ◆ TST网络 ◆ CLOS网络,,交换的基本功能是在任意的入线和出线之间 建立连接,,交换单元是构成交换网络的最基本的部件,,交换网络的构成 在交换系统中完成交换这一基本功能的部件就是交换网络（或交换结构 Switching Fabric）,它是交换系统的核心 交换网络是由若干个交换单元按照一定的拓扑结构和控制方式构成的 交换单元是构成交换网络的最基本的部件交换单元的基本概念 1. 交换单元（SE：Switch Element）,按信息流向分为：,有向交换单元：当信息经过交换单元时只能从入线进 出线出，具有唯一确定的方向 无向交换单元：交换单元的每条线既可入也可出， 其入线数必等于出线数2. 交换单元分类,按使用需要的不同可分为：,集中型(集中器)：入线数大于出线数的交换单元 连接型(置换器)：入线数等于出线数的交换单元 扩散型(扩展器)：入线数小于出线数的交换单元按入线和出线之间是否共享单一通路可分为：,时分交换单元：所有的输入端口与输出端口之间共享 唯一的一条通路。
空分交换单元：入线与出线之间存在多条通路容量： 交换单元所有入线可以同时送入的总的信息量 接口： 交换单元需要规定自己的信号接口标准，即信号形式、速率及信息流方向 功能： 点到点、同发、广播 质量： 完成交换动作的速度、任何情况下是否能完成指定连接、信息经过交换单元是否有损伤（时间、语义）,3. 交换单元性能,开关阵列与空间交换单元——开关阵列,在交换单元内部，要建立任意入线和任意出线之间的连接，就在每条入线和每条出线之间都各自接上一个开关，所有开关就构成了交换单元内部的开关阵列开关阵列与空间交换单元——开关阵列,在交换单元内部，要建立任意入线和任意出线之间的连接，就在每条入线和每条出线之间都各自接上一个开关，所有开关就构成了交换单元内部的开关阵列 开关的位置：入、出线交叉点 开关的表示：kij (i为入线，j为出线) 开关的状态：通、断 开关的种类：单向、双向,M X N有向交换单元,,,,0,1,N-1,0,1,M-1,入线,出线,M X N有向矩形开关阵列,开关阵列的工作原理,,,,,,,,,,,,,,,,,出线,0,N-1,入线,0,M-1,…,…,,,,,N无向方形开关阵列,,,,入线,0,N-1,N无向交换单元,0,1,N-1,0,1,N-1,入线,出线,,,,,,,,,,,,,,,,开关阵列的工作原理,,,,入线/出线,0,N-1,N无向交换单元,无向交换单元开关阵列的实现（补充）,若在一个N X N的交换单元中的连接总是对称的，即如果入端i连接到出端j，则入端j一定连接到出端i，那么相同编号的入端和出端可以看作一个同时具有发送和接收信息能力的信息端，既具有N个双向通信的信息端，并且每个信息端都可以和任何其它的信息端相连，这样的交换单元称作N个信息端的无向交换单元，简称N无向交换单元。
N无向交换单元的开关阵列 （用双向开关）,,,,入线/出线,0,N-1,N无向交换单元,0,1,N-2,1,N-1,,,,,,,,,,,,,无向交换单元开关阵列的实现（补充）,2,,,,N-2,2,,,,,,0,1,0,1,N-1,,,,,,,,,,,,,,N-1,无向交换单元开关阵列的实现（补充）,,,,入线/出线,0,N-1,N无向交换单元,,,,,,,,,N无向交换单元的开关阵列 （用单向开关）,,,无向交换单元开关阵列的实现（补充）,若N无向交换单元的N个信息端可以分为两组，分别为K和L个信息端属于其中一组的信息端都可以和另一组的任何信息端相连接，但是不能和本组中的其它信息端相连，则称其为一个K x L的无向交换单元K X L无向矩形开关阵列,0,1,L-1,0,1,K-1,,,,,,,,,,,,,,,,K(K=L)无向方形开关阵列,0,1,K-1,0,1,K-1,,,,,,,,,,,,,,,,,,无向交换单元开关阵列的实现（补充）,K X L无向矩形开关阵列 （用双向开关）,0,1,L-1,0,1,K-1,,,,,,,,,,,,,,,,无向交换单元开关阵列的实现（补充）,(K+L) X (K+L)有向开关阵列 （用单向开关）,0,1,0,1,K-1,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,K+0,K+L-1,,,,,K+0,K+1,K+L-1,K-1,,,,,K+1,,,K 无向方形开关阵列 （用双向开关）,0,1,K-1,0,1,K-1,,,,,,,,,,,,,,,,无向交换单元开关阵列的实现（补充）,2K X 2K有向开关阵列 （用单向开关）,0,1,0,1,K-1,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,K+0,K+K-1,,,,,K+0,K+1,K+K-1,K-1,,,,,K+1,,,全连接交换单元和部分连接交换单元,0,1,N-1,0,1,N-1,入线,出线,,,,,,,,,,,,,,,,0,1,N-1,0,1,N-1,入线,出线,,,,,,,,,,,,,,,开关数：N×N 2(N-1),0,1,M-1,入线,出线,,,,,,,,,,,入线,0,M-1,,出线,,,,,,入线,0,N-1,,出线,,,0,1,N-1,入线,出线,,,,,,,,多路选择器,开关阵列的特性,开关控制简单，从入线到出线具有均匀的单位延迟时间。
开关阵列适合于构成较小的交换单元（开关数反映了实现的复杂度和成本的高低） 交换单元的性能依赖于所使用的开关 控制信号简单 容易实现同发和广播功能,时间接线器(Time Switch)，简称为T接线器，用来实现时隙交换功能，完成一条时分复用线上时隙的交换 所谓时隙交换是指入线上各个时隙的内容要按照交换连接的需要，分别在出线上的不同时隙位置输出2.2.1 时间交换单元,,,W,R,W,R,SM,CM,1,0,,,,定时脉冲,,,处理机,,,时钟,n,0,1,基本结构： 由话音存储器(SM)、控制存储器(CM)组成SM用来暂存话音的数字编码信息 SM的单元数等于输入复用线上每帧的时隙数 每个单元至少应为8比特CM用来存放控制SM的读出/写入话音信息的地址 CM单元数等于SM的单元数； CM单元的比特数为k，SM的单元数为n，则有2k≥n s),…,n,…,控制方式 按照CM对SM的控制关系，T接线器的工作方式可分为： 输出控制方式：顺序写入、控制读出 输入控制方式：控制写入、顺序读出,,,W,R,W,R,SM,CM,8,1,0,,,,定时脉冲,,,处理机,,,时钟,511,0,511,1,8,TS1,输出控制方式：顺序写入、控制读出,在CLK1时刻，a写入到SM的第1号单元,在CLK8时刻，CM读出第8号单元的内容1，1选中SM的第1号单元，a被读出。
实现A用户(占用TS1)和B用户(占用TS8)通话,中央处理机根据用户要求，向CM发出“写”命令，令其在第8号单元中写入1,a,TS8,b,TS1,b,TS8,a,1,8,a,b,A→B (TS1 → TS8),B→A (TS8 → TS1),中央处理机根据用户要求，向CM发出“写”命令，令其在第1号单元中写入8,在CLK8时刻，b写入到SM的第8号单元,在CLK1时刻，CM读出第1号单元的内容8，8选中SM的第8号单元，b被读出W,R,W,R,SM,CM,1,0,,,,定时脉冲,,,处理机,,,时钟,511,0,511,1,TS0,a,TS2,c,2,3,TS1,b,TS3,d,2,3,TS0,d,TS2,b,TS1,c,TS3,a,…,TS0 → TS3 TS1 → TS2 TS2 → TS1 TS3 → TS0,a,b,c,d,a,b,c,d,输出控制方式：顺序写入、控制读出,输入控制方式：控制写入、顺序读出,,,W,R,W,R,SM,CM,8,1,0,,,,定时脉冲,,,处理机,,,时钟,511,0,511,1,8,TS1,a,TS8,b,TS1,b,TS8,a,,,W,R,W,R,SM,CM,1,0,,,,定时脉冲,,,处理机,,,时钟,511,0,511,1,TS0,a,TS2,c,2,3,TS1,b,TS3,d,2,3,TS0,d,TS2,TS1,c,TS3,…,TS0 → TS3 TS1 → TS2 TS2 → TS1 TS3 → TS0,d,c,b,a,,,,,输入控制方式：控制写入、顺序读出,说明： 在整个通话期间，中央处理机向CM只下达一次“写”命令，CM的内容在整个通话期间不变，通话结束才清除该内容。
SM的读写是在同一时隙完成，但读和写不能同时进行，需要将时隙一分为二或一分为三，分别进行读和写，前半时隙进行写操作，后半时隙读操作 存在时间延迟最坏情况，延迟将近一帧 时分交换具有空分性质不论是输出控制还是输入控制，每个输入时隙对应着SM的一个存储单元，即由空间位置的划分来实现时隙交换开关阵列 在交换单元内部，要建立任意入线和任意出线之间的连接，就在每条入线和每条出线之间都各自接上一个开关，所有开关就构成了交换单元内部的开关阵列2.2.2 空间交换单元,空间接线器 空间接线器（Space Switch），简称为S接线器，用来实现多个输入复用线与多个输出复用线之间的空间交换，而不改变其时隙位置1) 基本结构 由交叉点矩阵、一组控制存储器(CM)组成开关阵列，一般具有相同数量的入线和出线 CM的个数等于入(出)线数 每个CM所含的存储单元个数等于入(出)线上的复用时隙数 每个存储单元占k位比特，且满足N≤2k，其中N为入(出)线数n,n,(2) 控制方式 S接线器的控制存储器控制交叉点矩阵的工作方式：输入控制方式、输出控制方式 输入控制方式：控制存储器按照输入复用线配置，即控制每条输入复用线上应该打开的交叉点开关。
输出控制方式：控制存储器按照输出复用线配置，即控制每条输出复用线上应该打开的交叉点开关0 1 2,0 1 2,,,,,,,2 1 0,TS15,TS15,0,,,,,8,15,2,2,0,0,,,,,,,,,,,,,,31,输出控制方式,,,,,TS8,TS8,★ CM的数量取决于输出复用线数 ★ CM所含的单元数等于输出复用线所复用的时隙数 ★ CM单元的内容表示哪一个交叉点在所对应的时隙内接通★输出控制方式可实现多播，即某一条入线的某个时隙的信息可以同时在多条出线上输出0 1 2,0 1 2,,,,2 1 0,0,,,,,8,0,0,,,,,,,,,,,,,,31,TS8,0,,,,TS8,,,,,,,,,,,,,,,,,0 1 2,0 1 2,,,,,,,,,,,0 1 2,TS15 TS8,TS15 TS8,0,,,,,8,15,31,2,TS8,TS8,1,TS15,TS15,2,0,,,,,,,,,,,,,,,,,,输入控制方式,,,,,说明： S型接线器的入线数与出线数可以不等 CM的内容只在通路建立或拆除时才写入或清除 只完成空间交换，不进行时隙交换，即完成输入复用线与输出复用线相同时隙内信息的空间交换。
S接线器按时分方式工作，S接线器的入(出)线都是时分复用线，每个交叉点的开关按照复用时隙接通和闭合的共享总线型交换单元,,,,,输入部件,输入部件,输入部件,,,,输出部件,输出部件,输出部件,,,,,,,总线,0,1,N-1,0,1,N-1,…,…,2.2.3 时/空结合交换单元,输入部件的功能： 接收入线信号，进行相应的格式变换，放在缓冲存储器中，并在分配给该部件的时隙上把收到的信息送到总线上 出线控制部件的功能： 检测总线上的信号，并把属于自己的信息读入一个缓冲存储器中，进行格式变。