中国科普博览＿电信博物馆

ATM生意经

　　基本交换模块是一个统计复用器，在基本交换模块内部会出现竞争，多个信元需要使用相同资源（内部线路、出线等），在出现竞争时，需要对冲突的信元进行缓冲（排队），若交换模块的设计是内部完全无阻塞的，不需要内部缓冲，为了解决对相同出线的竞争，必须在基本模块内提供排队功能。根据交换单元的结构和所需的信息速率，需要在交换单元的入线、出线或单元内部设计信元的缓冲队列。

　　交换单元中可采用三种排队策略（根据缓冲器在交换单元中的物理位置划分）：
　　　　输入排队
　　　　输出排队
　　　　中央排队

	基本思想	实现方法
输入排队	在交换单元的输入端解决可能的竞争问题。	＊为每一条入线配置一个缓冲队列，信元队列中排队＊在一个信元周期内，由一个仲裁逻辑来决定哪些队列中的信元是允许通行的，哪些队列中的信元需要等待＊经过仲裁后的信元不会再出现竞争
输出排队	来自入线的信元可以自由通过交换传输媒体传送（交换）到所需的出线上，在出线上设置缓冲队列解决多信元对出线的竞争。	＊在一个信元周期内，所有信元都可无需仲裁地从入线到达所需的出线＊每条出线配置一个队列，以缓冲同时到达的竞争该出线的多个信元＊一个信元周期内，一条出线只能为一个信元服务，未服务的信元将暂存在该出线的输出队列中
中央排队	为了减少整个交换单元所需的总缓冲容量，在基本交换单元中设置一个共享的队列缓冲器，被所有的入线和出线所公用。	＊在基本交换单元的中央设置一个队列缓冲器，被所有的入线和出线所共享＊来自所有入线上的全部信元都直接存入中央队列＊各出线从中央队列中找出目的地为该出线的信元，依照先进先出的原则取出并发送

　　邮局中的输入排队模型：

一个邮局中有两个服务窗口
邮局大门相当于一条入线
两个服务窗口相当于两条出线
到达邮局的顾客都排在邮局门口一个队列中，相当于输入队列
队列按照先进先出原则服务
队头的顾客被阻塞（等待）会导致队中的其他顾客也得不到服务

　　邮局中的输出排队模型：

到达的顾客都直接进入邮局，并根据自己的目的选择排在一个服务窗口的队列中
顾客的选择相当于交换过程
窗口队列相当于输出队列
服务窗口的利用率得到提高
顾客排队的等待时间减少了
各服务窗口的队列相互独立，在一个队列中等待的顾客不会影响其他服务队列中的顾客

　　邮局中的中央排队模型：

输出排队要求每个服务窗口队列有足够的队列座位
相当于最坏情况下的队列长度
为减少邮局中的座位总数, 所有服务窗口共享一个队列
相当于在中央排队
可以减少总的队列缓冲容量
智能服务员在服务窗口空闲时，从队列中找出下一个需要被服务的顾客
服务员的功能对应于一个复杂的控制逻辑

　　性能比较：

平均等待时间
＊对相同的外部业务负荷，输入排队的平均等待时间比其他两种排队策略更长
队列缓冲器需求
＊输入排队需要最大
＊中央排队需要最少
信元丢失率
＊在队列缓冲容量相同的情况下，输入排队信元丢失率明显高于输出排队和中央排队