BATCHER-BANYAN网络详解：交换原理与应用

"BATCHER-BANYAN网络-第2章_交换单元与网络" 在本章中，我们将深入探讨BATCHER-BANYAN网络，这是一种由BATCHER排序网和BANYAN网络组合而成的交换网络。这种网络结构在ATM交换机中广泛应用，因其独特的拓扑设计能有效避免内部阻塞问题。 BATCHER-BANYAN网络的基本工作原理是利用BATCHER排序网络来预处理输入的数据包，以确保它们在进入BANYAN网络时已经按照目的地进行了初步排序。这样可以减少内部冲突，提高网络效率。在描述的例子中，假设在入线0、1、4、6上同时接收到了四个信元，每个信元都有特定的路由标记，分别为3、7、2、4。这四条连接分别是：0→3、1→7、4→2、6→4。在不使用排序网络的情况下，可能会导致内部冲突，而通过BATCHER排序网络，可以优化这些连接，确保它们在BANYAN网络中的顺利传输。 交换网络的核心是交换单元，它们负责数据包的接收、存储和转发。在BATCHER-BANYAN网络中，交换单元可能包括基于半导体存储器的高速缓冲区，用于暂存数据包，直到它们能够被正确地转发到目标出线。这些交换单元的设计必须能够快速、高效地处理大量并发的数据流。 此外，本章还提到了模拟信号的数字化和时分复用基础。在数字电话通信中，脉冲编码调制（PCM）是最常见的模拟信号数字化方法。PCM包括抽样、量化和编码三个步骤。抽样保证了信号的时序离散，量化则将抽样值转化为离散的等级，编码则是将量化后的值转换为二进制码。为了满足信噪比要求，通常采用非均匀量化，例如A律和μ律编码，这两种编码方式在不同地区有不同的应用。 编码后的数字信号可以通过各种码型进行传输，如NRZ码和HDB3码。NRZ码适合短距离传输，而HDB3码则更适合长距离传输。在信号的传输过程中，还需要在发送端进行滤波，以去除不必要的信号成分，而在接收端进行反滤波，以恢复原始信号波形。 数字化的优势在于可以实现时分多路复用（TDM），即将多个信号在同一信道上按时间片轮换传输。这种方式使得一个物理信道可以同时承载多个独立的数字信号，提高了信道的利用率，是现代通信系统中广泛采用的技术。 总结来说，本章内容涵盖了BATCHER-BANYAN网络的结构和工作原理，以及数字信号处理的基础，包括模拟信号的数字化、PCM过程、码型选择以及时分多路复用的概念，这些都是构建高效通信网络和交换系统的关键技术。