Wymiana szczelin czasowych

Przełącznik wymiany szczelin czasowych (TSI) to przełącznik sieciowy , który przechowuje dane w pamięci RAM w jednej kolejności i odczytuje je w innej kolejności. Wykorzystuje pamięć RAM , małą pamięć routingu i licznik . Jak każdy przełącznik, ma porty wejściowe i wyjściowe. Pamięć RAM przechowuje pakiety lub inne dane, które docierają przez jej terminal wejściowy.

Mechanizm

W czystym przełączniku wymiany szczelin czasowych jest tylko jedno fizyczne wejście i jedno fizyczne wyjście. Każde fizyczne połączenie jest szansą na awarię przełączanej sieci szkieletowej. Ograniczona liczba połączeń tego przełącznika jest zatem cenna w dużej sieci przełączającej, ponieważ sprawia, że ten typ przełączania jest bardzo niezawodny. Wadą tego typu przełącznika jest to, że wprowadza on opóźnienie do sygnałów.

Gdy pakiet (lub bajt w centralach telefonicznych ) dociera do wejścia, centrala zapisuje dane w pamięci RAM w jednej kolejności i odczytuje je w innej kolejności. Konstrukcje przełączników są różne, ale zazwyczaj powtarzający się licznik jest zwiększany za pomocą wewnętrznego zegara . Zwykle zawija się do zera. Lokalizacja pamięci RAM wybrana dla przychodzących danych jest pobierana z małej pamięci indeksowanej przez licznik. Zwykle jest to lokalizacja żądanego wyjściowego przedziału czasowego. Bieżąca wartość licznika wybiera również dane RAM do przekazania w bieżącym wyjściowym przedziale czasowym. Następnie licznik jest inkrementowany do następnej wartości. Przełącznik powtarza algorytm , ostatecznie wysyłając dane z dowolnego wejściowego przedziału czasowego do dowolnego wyjściowego przedziału czasowego.

Aby zminimalizować połączenia, a tym samym poprawić niezawodność, dane do przeprogramowania przełącznika są zwykle programowane za pomocą pojedynczego przewodu, który przechodzi przez całą grupę układów scalonych na płytce drukowanej. Oprogramowanie zwykle porównuje dane przesunięte do przodu z danymi przesuniętymi na zewnątrz, aby sprawdzić, czy układy scalone pozostają prawidłowo połączone. Dane przełączania wprowadzane do układów scalonych są podwójnie buforowane. Oznacza to, że nowa konfiguracja przełącznika jest przesuwana, a następnie pojedynczy impuls natychmiast stosuje nową konfigurację do wszystkich podłączonych układów scalonych.

Ograniczenie

W przełączniku wymiany szczelin czasowych (TSI) dla każdego połączenia wymagane są dwa dostępy do pamięci (jeden do odczytu i jeden do przechowywania). Niech T będzie czasem dostępu do pamięci. Dlatego w przypadku połączenia dostęp do pamięci zajmie 2T czasu. Jeżeli jest n połączeń i t to czas działania dla n linii, to t=2nT co daje n=t/2T

t i n zwykle pochodzą z projektu systemu wyższego poziomu sieci przełączającej. Stąd technologia dająca T określa n dla danego t. T ogranicza również t dla danego n. Prawdziwe przełączniki mają rzeczywiste wymagania dotyczące n i t, a zatem ponieważ T musi być rzeczywistą liczbą ustaloną przez możliwą technologię, rzeczywiste przełączniki nie mogą być dowolnie duże n lub małe t.

W przełącznikach o większej szybkości limit T można zmniejszyć o połowę, stosując droższą, mniej niezawodną dwuportową pamięć RAM. W tych projektach odczyt i zapis zwykle odbywają się w tym samym czasie. Przełącznik musi nadal rozstrzygać w przypadku próby jednoczesnego odczytu i zapisu w gnieździe pamięci RAM. Zwykle odbywa się to poprzez unikanie wielkości liter w oprogramowaniu sterującym, poprzez zmianę kolejności połączeń w przełączającej sieci szkieletowej. (Np. patrz Nieblokujący przełącznik minimalnego rozpiętości )

Aplikacje zwyczajowe

W sieciach z przełączaniem pakietów przełącznik wymiany szczelin czasowych jest często łączony z dwoma przełącznikami z podziałem przestrzeni w celu wdrożenia małych przełączników sieciowych.

W przełącznikach telefonicznych przełączniki wymiany szczelin czasowych zwykle tworzą zewnętrzną warstwę struktury przełączającej w przełączniku centrali. Pobierają dane ze zmultipleksowanych w czasie linii T-1 lub E-1, które obsługują sąsiedztwa. Linie T-1 lub E-1 obsługują karty interfejsu linii abonenckiej (SLIC) w lokalnych dzielnicach. SLIC służą jako przełączniki podziału przestrzeni kosmicznej nowoczesnego przewodowego systemu telefonicznego.

Zobacz też