Arquitectura de conmutadores

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Germán Maestre Luna
hace 6 años
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1 Arquitectura de comutadores Area de Igeiería Telemática Arquitectura de Redes, Sistemas y Servicios 3º Igeiería de Telecomuicació

2 Temario Itroducció Arquitecturas, protocolos y estádares Comutació de paquetes Comutació de circuitos Pricipios básicos Comutadores, redes de Clos, T, S, TST! Prestacioes Tecologías Cotrol de acceso al medio e redes de área local Servicios de Iteret

3 Comutador co etapas (stages) Diferetes etapas Seleccioamos líeas y las madamos a comutadores itermedios Los comutadores itermedios evía las líeas al bloque de salida deseado Comutadores más secillos Más de u camio itero posible (Multiple-Path Switch) 24 x 24 8 x 4 3 x 3 4 x 8 3 x 3 8 x 4 4 x 8 3 x 3 Total 576 putos de cruce 8 x 4 3 x 3 4 x 8 Total 228 putos de cruce

4 C 1 =N 2 crosspoits N x N Etrada r comutadores Crosspoits C 2 = rm + mr 2 + rm = 2rm + mr 2 = 2 N m + m " N % $ ' # & r = N C 2 = 2Nm + m N 2 " % $ ' # & Itermedia Salida m comutadores r comutadores r salidas. Ua a cada bloque de salida 2 m salidas Ua a cada bloque itermedio r! x r

5 Comutador 3 etapas (3 stage space divisio switch SSS) Qué problema tiee este comutador? Al 2 Al 1

6 Redes de Clos Cuátos comutadores itermedios m ecesito para que o haya posibilidad de bloqueo itero? Se etiede que al meos m! (evitar bloqueo de la etrada) Etrada r comutadores Itermedia m comutadores r salidas. Ua a cada bloque de salida Salida r comutadores m salidas Ua a cada bloque itermedio r! x r

7 Redes de Clos Codició e el caso peor De la etrada A a la salida B tiee que haber u camio posible Tiee que haber al meos u comutador itermedio que tega ua líea libre al bloque de B E el caso peor habrá -1 ocupados, es decir, todas las otras salidas del bloque de salida ocupadas -1 itermedios ya está ocupados Líea A, coectar a la salida B A r! x r B

8 Redes de Clos Codició e el caso peor Tiee que ser u comutador itermedio al que esté libre la líea desde el bloque de etrada E el peor caso los comutadores itermedios que o puedo usar por las dos razoes o será los mismos Tiee que haber comutadores itermedios suficietes para los dos casos y uo más para teer camio para la llamada ueva Líea A, coectar a la salida B A r! x r -1 itermedios a los que o puedo llegar B

9 Codició de Clos E u comutador (r ) x (r ) formado co m comutadores itermedios el úmero m de comutadores itermedios ecesarios para que o exista probabilidad de bloqueo tiee que ser al meos m! 2 x (-1) + 1 m! 2-1 U comutador costruido así o tiee bloqueo itero y tedrá ormalmete meos putos de cruce que u crossbar etero Líea A, coectar a la salida B A r! x r libre B

10 Número de putos de cruce Como ya se ha visto: " N C = 2Nm + m Etrada r comutadores Itermedia m comutadores $ # % ' & 2 r salidas. Ua a cada bloque de salida Salida r comutadores m salidas Ua a cada bloque itermedio r! x r

11 Crosspoits Comutador 3 etapas que cumple la codició de Clos míima C = úmero de crosspoits " C = 2Nm + m N % $ ' # & m = 2 (1 2 ) + *, + # C b = 2N(2 "1) + (2 "1) N & % ( $ ' 2 Míimo úmero de crosspoits? N >>1" ópt # N /2 C b,ópt " 4 2N 3 / 2 Ejemplo: si N= C crossbar =10 10 C b,ópt =1.789 "10 8 Sigue siedo elevado!

12 Comutadores espaciales multietapa Los comutadores que cumple la codició de Clos o tiee bloqueo itero Los comutadores que cumple la codició m! Se puede hacer que o tega bloqueo itero Hace falta que el sistema de cotrol sea capaz de recolocar llamadas ya establecidas Rearrageably oblockig Clos etworks Escala mejor que u crossbar al aumetar el umero de etradas Seguimos ecesitado muchos putos de cruce para comutar ceteares de miles de caales telefóicos Optimizado aú más (!)

13 Reducir más el º de crosspoits a) Permitir cierto grado de bloqueo (pequeña probabilidad) b) Exteder el úmero de etapas (!) rxq txt qxr rxq txt qxr txt rxq txt! txt qxr r! x r

14 Esceario digital

15 Voz digital muestras por segudo T S = 125 µs 8 bits/muestra t 8 bits 125 µs " 64Kbps

16 Multiplexació TDM Las líeas trocales multiplexa los caales de voz e u mismo caal espacial 8 bits 125 µs MUX

17 Multiplexació TDM Las líeas trocales multiplexa los caales de voz e u mismo caal espacial E cada "t el MUX Recibe ua muestra de voz de cada ua de las líeas Evía N muestras de voz (del itervalo aterior) por la salida 8 bits Memoria MUX 125 µs 125 µs

18 Multiplexació TDM Ejemplo 32 caales de voz Cada caal 8bits cada 125 µs Total 32x8 = 256 bits cada 125 µs Kbps (E1) 8 bits Memoria MUX 125 µs 125 µs

19 Demultiplexació TDM Proceso iverso Ua etrada N salidas de velocidad N veces meor 8 bits DEMUX 125 µs 125 µs

20 Space Digital Switch (SDS) 1 2 M U X D E M U X SDS PBX A PBX B 1 2 SDS A DE MUX DE MUX SDS B MUX MUX 32

21 Comutació temporal (Time-divisio Switchig) = Time Slot Iterchager Ua etrada y ua salida Ambas lleva N caales de voz multiplexados Guarda las muestras de etrada e u buffer de N bytes (ua por circuito) Las reescribe e diferete orde Combiado co MUX/DEMUX el resultado es comutació

22 Time Slot Iterchager Ejemplo 1 M 1 1 D E 2 U X M U X PBX A PBX B 1 2 DE MUX A B DE MUX MUX MUX 32

23 Problemas costruyedo u El límite es el tiempo ecesario para leer y escribir a memoria Para circuitos Leer y escribir ua muestra de cada uo ua vez cada 125 microsegudos Cada operació ecesitaría hacerse e meos de 0.5 s Otras técicas!

Time-Space (TS) Switch Etradas multiplexadas Crossbar co u previo a cada etrada Retrasar las muestras para que llegue e el mometo adecuado para la

24 Time-Space (TS) Switch Etradas multiplexadas Crossbar co u previo a cada etrada Retrasar las muestras para que llegue e el mometo adecuado para la comutació espacial Ejemplo: Si s 1 y 13 va a la primera salida Ejemplo: Co s

25 Time-Space-Time (TST) Switch Similar a u comutador espacial de 3 etapas Las etapas de etrada y de salida so s Reordear e etrada para evitar bloqueo e crossbar Reordear e salida para asigar a slot correcto Ejemplo: (!)

26 Time-Space-Time (TST) Switch Slots 1 y 2 de etrada 1 y slots 1 y 2 (valores 13 y 14) de etrada 4 va a la salida 1 (!) (!)

27 Time-Space-Time (TST) Switch Slots 1 y 2 de etrada 1 y slots 1 y 2 (valores 13 y 14) de etrada 4 va a la salida 1 (!) E la salida slot 1 de etrada 1 va a slot 4, slot 2 a slot 3 E la salida slot 1 de etrada 4 va a slot 2 y slot 2 a slot 1 (!)

28 Time-Space-Time (TST) Switch s e la etrada reordea para que o haya bloqueo Puede colocar los slots e la posició que quiera que o produzca bloqueo Mayor flexibilidad para usar el comutador espacial y evitar bloqueo (!)

29 Time-Space-Time (TST) Switch s e la etrada reordea para que o haya bloqueo Puede colocar los slots e la posició que quiera que o produzca bloqueo Mayor flexibilidad para usar el comutador espacial y evitar bloqueo e la salida reordea

30 Time-Space-Time (TST) Switch La etapa espacial puede sustituirse por u comutador de 3 etapas " TSSST.!.!.!!

31 Resume Comutació de circuitos Comutadores Crossbar y comutadores multietapa Redes si bloqueo: codició de Clos Comutadores espaciales y temporales S, T, TST Próxima clase: Prestacioes

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