Chuyển mạch nhiều đờng là những cấu trúc chuyển mạch khơng gian mà trong đó tồn tại ít nhất hai đờng nối có thể có giữa một đầu vào bất kỳ với mỗi đầu ra. Trong cấu trúc chuyển mạch này, các đờng truyền giữa cổng vào và cổng ra làm việc song song để sao cho nhiều tế bào có thể đợc gửi cùng một thời điểm. Do có nhiều tuyến nối có thể có giữa mỗi đầu vào với đầu ra nên trong cấu trúc chuyển mạch này cần phải có chức năng định
tuyến để lựa chọn tuyến nối thích hợp.
Cấu trúc của mạng chuyển mạch Benes gồm hai mạng Banyan cơ bản đối xứng nhau dùng chung tầng giữa. Trong 00 000 1 01 001 1 10 010 1 11 011 1 00 0 00 1 01 001 1 10 010 1 11 011 1
Hình 2.10. Chuyển mạch khơng gian nhiều đ ờng
mạng Benes có 4 đờng nối có thể có giữa mỗi đầu vào với một đầu ra bất kỳ. Trong mạng NxN, vấn đề tắc nghẽn và chịu lỗi của các phần tử chuyển mạch đợc giải quyết trong log2N-1 tầng đầu tiên. Tuy nhiên, những tầng cịn lại vẫn có nghẽn và nếu có sự cố này trong bất kỳ phần tử chuyển mạch nào ở đó thì các tế bào vẫn bị mất. Thủ tục định tuyến qua mạng đợc chia làm hai phần, trong log2N-1 tầng đầu tiên sử dụng thuật tốn định tuyến cơ sở cịn trong các tầng cịn lại sử dụng thuật tốn định tuyến trao đổi - xáo trộn.
Mạng chuyển mạch Banyan cơ bản là mạng Banyan đơn giản nhất trong đó chỉ tồn tại một tuyến duy nhất giữa mỗi đầu vào đến một đầu ra bất kì. Một mạng Banyan cơ bản dung lợng 8x8 gồm ba tầng, mỗi tầng có 4 phần tử chuyển mạch (SE) 2x2. Để xác định các tế bào trong mỗi phần tử chuyển mạch sử dụng kỹ thuật tự định tuyến. Phần tử chuyển mạch sẽ kiểm tra bit trong địa chỉ đích tơng ứng với số tầng. Nếu bít này bằng 1 thì phần tử chuyển mạch sẽ định tuyến tế bào đó ra cổng ra tơng ứng với giá trị bit đó. Nừu khơng thì cổng ra cịn lại sẽ đợc lựa chọn. Chuyển mạch Banyan, các tế bào có thể đồng thời xuất hiện ở tại các cổng đầu vào và đợc xử lý song song để định tuyến chuyển mạch đến các đầu ra tơng ứng.
2.5.2. Phân loại theo trạng thái chặn trong.
Khi các tế bào đi đến tổng đài từ các đầu vào khác nhau đợc truyền thẳng trực tiếp cùng một lúc đến cổng
đầu ra, thì sự xung đột cổng đầu ra sẽ diễn ra, và do đó sự tổn thất tế bào hoặc sự trễ tế bào nảy sinh. Hiện tợng này đợc gọi là hiện tợng chặn đầu ra.
Tiếp theo, khi các tế bào đi đến với địa chỉ cổng đầu ra khác nhau, thì sự định hình đờng đi giữa đầu vào/đầu ra là không thể đợc bởi thiếu kênh truy nhập của các yếu tố chuyển mạch hoặc thiếu dung lợng vùng đệm. Hiện tợng này đợc gọi là hiện tợng chặn trong.
Việc phân loại chuyển mạch có thể đợc thực hiện dựa trên hiện tợng chặn trong. Khi đó, tính năng chặn của một tổng đài ATM có thể đợc mơ tả nh khả năng khơng có đủ tài nguyên để thiết lập một kết nối từ một cổng đầu vào đến một cổng đầu ra, xác suất chặn đợc xác định theo l- ợng tài nguyên khả dụng và tải đợc vận chuyển. Quá trình chuyển mạch bao gồm hiện tợng tự chặn trong đợc gọi là chuyển mạch chặn và chuyển mạch Banyan là một ví dụ điển hình.
Mặt khác, q trình chuyển mạch khơng có hiện tợng chặn trong thì đợc gọi là chuyển mạch khơng chặn và các hệt hống chuyển mạch Knockout, chuyển mạch thanh chéo, chuyển mạch Batcher Banyan, chuyển mạch Starlite, ATOM ....
2.5.3. Phân loại chuyển mạch theo vị trí vùngđệm. đệm.
Trong các cấu trúc chuyển mạch ATM, chuyển mạch chặn và chuyển mạch khơng chặn đầu nhất thiết phải có
chức năng của vùng đệm ở bên ngoài phần chuyển mạch để tránh xảy ra hiện tợng xung đột đầu ra. Các vùng đệm có chức năng nh các bộ nhớ dùng chung để lu tạm các tế bào trớc khi nó đến đầu ra. Tuỳ theo vị trí của vùng đệm này mà chuyển mạch ATM có thể đợc phân loại chi tiết hơn, đợc minh hoạ trên hình II.11, thành chuyển mạch kiểu vùng đệm đầu vào, kiểu vùng đệm đầu ra, kiểu vùng đệm đầu vào/đầu ra và kiểu vùng đệm dùng chung bên trong...
2.5.3.1. Chuyển mạch kiểu vùng đệm đầu vào.
Ph ơng pháp đệm (Hàng đợi) Vùng đệm đầu vào Vùng đệm đầu vào và đầu ra Vùng đệm đầu ra Vùng đệm dùng chung Chỉ phân
chia bên trong Chỉ phân chia đầu ra Phân chia trong Phân chia đầu ra Hình2I.11. Phân loại chuyển mạch theo vị trí
vùng đệm Tr ờng chuyển mạch Cổng ra 1 Cổng ra N Bộ điều khiển Cổng vào 1 Bộ điều khiển Cổng vào N Bộ điều khiển chung Hình 2.12. Chuyển mạch kiểu vùng đệm đầu vào.
Chuyển mạch kiểu vùng đệm đầu vào là chuyển mạch với vùng đệm đợc đặt ở cuối đầu vào của nó, và vấn đề tranh chấp đợc giải quyết tại đầu vào. Tại mỗi đầu vào có trang bị bộ đệm riêng để nhớ đệm các tế bào ATM đến cho tới khi bộ logic quyết định lựa chọn giữa các tế bào khác nhau đợc dẫn đến cùng một đầu ra. Phơng tiện chuyển mạch sẽ chuyển các tế bào từ các đầu vào đến các đầu ra yêu cầu mà khơng cịn xảy ra hiện tợng tranh chấp hay chặn trong nữa. Mạch logic quyết định đợc xây dựng theo nhiều cách khác nhau tuỳ thuộc vào thuật tốn vịng hoặc bất kì thuật tốn phức tạp nào khác mà nó sử dụng chức năng thông tin nh QoS để lựa chọn hàng đợi và xử lý.
Ma trận chuyển mạch sẽ truyền tải các tế bào đã đợc lu đệm trong hàng đợi từ N đầu vào tới N đầu ra đã đợc lựa chọn trong thời gian của một tế bào. Trong cơ chế này, kích thớc hàng đợi phụ thuộc vào thuật tốn chuyển mạch. Nếu số lợng các tế bào đến hàng đợi vợt quá dung lợng cho phép của hàng đợi thì hệ thống chuyển mạch sẽ thực hiện huỷ bỏ bớt các tế bào.
Nhợc điểm chính mà phơng pháp đệm đầu vào cịn tồn tại là việc chặn mất đầu dòng (HOL-Header Of Line). Vấn đề này nảy sinh khi một tế bào đến bị chặn bởi một tế bào đến trớc mà có đính đang bận thì tế bào đến đó sẽ bị dừng ngay cả khi đích đến của nó đang rỗi. Hiện t- ợng này có thể đợc giải quyết bằng cách sử dụng các kỹ
thuật khác nhau nhng với một cơ chế điều khiển đệm rất phức tạp. So với các phơng pháp sử dụng bộ đệm khác thì phơng pháp này có hiệu năng kém nhất về mặt độ dài hàng đợi và thời gian đợi cần thiết.