Для построения системы быстрой коммутации пакетов используют различные коммутационные среды:

- шины с временным разделением;

- матрицы из шин с временным разделением;

- общая память (звездно-структурированная сеть);

- коммутаторы типа кольцо;

- тор Орвелла;

- многозвенные коммутационные системы.

Рассмотрим особенности построения коммутационных сред, следуя в основном [10.11].

Шина с временном разделением, называемая также иногда высокоскоростной шиной, подробно рассмотрена в [10.1-10.3]. Дадим лишь ее краткое описание. На рис. 10.1 показан коммутационный элемент (КЭ), представляющий собой шину с временным разделением. Данный КЭ имеет N входов, так называемые приемные порты, и N выходов - передающие порты, соединенные друг с другом шиной с временным разделением. Шина с временном разделением, с топологической точки зрения, эквивалентна структуре «звезда». Скорость передачи информации по шине выбирается выше, чем скорость передачи ее по входам. Каждому входному порту приписывается временной канал с такими же характеристиками, как канал в шине. Если шина имеет N временных каналов, то максимальное время ожидания передачи информации, передаваемой к некоторому порту, будет равно N временнь'гх интервалов.

Рис. 10.1. Шина с временньім разделением и ее функциональные блоки В приемном порту осуществляется фазовая и пакетная синхронизация, а в некоторых случаях проверка на ошибки заголовка ячейки и маршрутизации. Следует отметить, что приемный порт обрабатывает информацию большее время, чем порт передачи. Приемный порт обрабатывает одну ячейку за один цикл, в то время, когда порт передачи должен иметь возможность обрабатывать максимум N ячеек за один цикл (кадр). Кроме того, в порте передачи должны быть предусмотрены места ожидания (очередь) для хранения ячеек, а также блок управления нагрузкой. Необходимость в наличии мест ожидания обусловлена тем обстоятельством, что передача ячеек из приемных портов может осуществляться в один и тот же порт передачи. Прием или отказ требования на логический канал с некоторой пропускной способностью определяется работой блока управления нагрузкой порта передачи. Для создания КЭ, построенного на принципе шины с временнь'їм разделением, можно использовать технологию существующих синхронных систем передачи. Эксперименты, проведенные при построении Ш-ЦСИС в Бельгии, показали, что с использованием современной технологии возможно построить шину емкостью N=8.

Для разработки КС типа шина необходимо иметь соответствующую базовую технологию и технологию производства больших интегральных схем (БИС). Кроме того, необходимо также развивать технологию высокоскоростных (свыше 600 Мбит/с) БИС для реализации КЭ.

Задержки, вносимые КЭ шинного типа. Исследования, проведенные в [10.1, 10.3] с размером очереди в 40 мест ожидания и емкостью системы N=8, показали: при скорости передачи 565 Мбит/с и пакете размером 128 бит максимальная задержка в очереди составляет примерно 9 мкс. В УК с несколькими каскадами задержка в пересчете на одну очередь уменьшится в результате сглаживания пиков нагрузки. УК, содержащий 7 каскадов, будет вносить задержку 40 мкс. Таким образом, сеть, в которой ячейка будет проходить 15 УК, в худшем случае внесет задержку 600 мкс. Это значение задержки значительно меньше значения задержки, рекомендуемой МККТТ.

Восприимчивость КЭ шинного типа к ошибкам. Рассматриваемый тип КЭ мало чувствителен к аппаратным ошибкам, если надежность самой шины достаточно высока. Естественно, в случае нарушения синхронизации приемных портов будет иметь место неправильное присвоение временных каналов, что в результате приведет к полному нарушению работы коммутатора.

Перегрузка самого коммутатора невозможна, однако возможна перегрузка исходящего звена, что обнаруживается по перегрузке исходящего буфера.

Большим достоинством КЭ является его пригодность для широковещательного, многоточечного и распределенного видов обслуживания. Такой коммутатор, исходя из принципа его работы, достаточно просто поддерживает эти виды сервиса.

⇐Подключение терминального оборудования к станции ш-цсис | Мультисервисные телекоммуникационные сети | Матрица из шин с временным разделением⇒