Тема 6. Звеньевые коммутационные системы.

6.1 Общие сведения.

Особенностью звеньевых КС является то, что входы с выходами у них соединяются через две и более точки коммутации.

Наряду с точками коммутации (ТК) в соединении принимают участие промежуточные линии (ПЛ) между отдельными звеньями схемы.

На рис. 6.1 приведена двухзвенная КС в режиме группового искания (режим Г).

Рис. 6.1 – Двухзвенная схема.

Следует различать первичные и вторичные параметры звеньевых КС.

Первичные параметры:

n_А – число входов в каждый коммутатор звена А;

m_А – число выходов из каждого коммутатора звена А;

k_А – число коммутаторов звена А;

n_В – число входов в каждый коммутатор звена В;

m_В – число выходов из каждого коммутатора звена В;

f – число ПЛ, соединяющих два коммутатора на соседних звеньях (связность).

Вторичные параметры:

N – общее число входов схемы, N = n_A k_A;

М – общее число выходов схемы, M = m_B k_B;

_А – коэффициент сжатия (расширения) схемы на звене А: ;

С – общее число точек коммутации схемы: ;

q – число выходов одного коммутатора последнего звена, которые объединяются в одном направлении;

D – доступность в направлении: .

Часть параметров схемы связана друг с другом, например, ;.

Основным достоинством звеньевых КС является меньшее число ТК для их построения, по сравнению с однозвенными схемами. Экономия оборудования составляет (5-10) раз, чем и объясняется широкое применение многозвенных структур.

Недостатком реально используемых звеньевых КС является т.н. явление внутренних блокировок.

Явлением внутренних блокировок называется временная недоступность свободного выхода по отношению к заданному входу из-за занятости доступных ПЛ.

Для уменьшения потерь из-за внутренних блокировок можно:

• увеличивать коэффициент _А;

• увеличивать связность схемы, т.е.f>1;

• увеличивать число звеньев.

Анализ работы звеньевых КС показывает, что число состояний в них значительно превышает число состояний в однозвенных НД схемах.

Следовательно, на данный момент точных методов расчета пропускной способности таких схем не существует. Все методы, разработанные до настоящего времени, приближенные.

Некоторые из этих методов будут рассмотрены в последующих разделах данной темы.

6.2 Расчет потерь в двухзвенных коммутационных системах. Метод эффективной доступности.

Рассматривая работу 2-хзвеньевой КС, можно заметить, что ее доступность не остается постоянной. Она изменяется от минимального значения:

d_мин=(m-(n-1)q=(m-n+1)q,

до максимального значения:

d_макс=mq.

Следовательно, доступность схемы есть величина переменная:

d_i=(m-i)q, а d_минd_id_макс.

Определим математическое ожидание (МО) доступности (среднюю доступность) - :

,

где: y_m – нагрузка, обслуживаемая m выходами одного коммутатора звена А.

Эту величину приближенно можно определить как

.

Идея метода эффективной доступности (автор – советский ученый А.Д.Харкевич) заключается в замене 2-хзвенной КС на однозвенную неполнодоступную с такой же пропускной способностью. Доступность однозвенной НД схемы автор назвал эффективной – d_эфф:

,

где:  - коэффициент, зависящий от зависимости потерь от доступности и распределения доступности.

Для режима группового искания значение коэффициента  можно принять равным 0,75.

Далее уже однозвенная НД схема рассчитывается с помощью любого из рассмотренных выше априорных методов. Например, с помощью инженерного метода (см. раздел 5.5):

v=y+,

где: у – нагрузка, поступающая в рассматриваемом направлении.

В заключение отметим, что рассмотренный метод простой в использовании, дает достаточную для практики точность получаемых результатов.