バンヤンスイッチ

電子工学において、バンヤンスイッチは電気スイッチや光スイッチで使用される複雑なクロスオーバースイッチです。

複雑なパターンで交差する バンヤン ツリーの根に似ていることからこの名前が付けられました。論理バンヤン スイッチは、ロジックまたは信号経路で使用され、信号を新しい経路にクロスオーバー切り替えします。

これらは、機械的なマイクロエレクトロメカニカル システム、電気または非線形光学のいずれかです。その複雑さは、スイッチ マトリックス内の個々のスイッチのトポロジ (必要なスイッチの「プライ」または層の数による幅) によって決まり、必要なクロスオーバー ロジックを実装します。

一般的なクロスオーバー マトリックスは次の式に従います。N×N のバンヤン スイッチは (N/2) log ₂ N 個の要素を使用します。クロスオーバー レイヤーの数に応じて他の式が使用され、スケーリングは可能ですが、大規模な N×N アレイでは非常に大きく複雑になります。CADを使用すると、これらの設計の作成に伴う面倒な作業が軽減されます。バンヤン ネットワークは、2×2 スイッチング ネットワークを複数の再帰ステージで相互接続することによって実装されます。

スイッチは、ステージの数、アップ/ダウン ソーターとクロスポイントの数によって評価されます。スイッチには、スイッチングを高速化するためにバッファが組み込まれていることがよくあります。一般的なスイッチには次のものがあります。

1. 2×2 および 4×4 ダウンソーター^{[定義が必要]}
2. 8×8 アップソーター^{[定義が必要]が続きます}
3. 2×2クロスポイントバンヤンスイッチネットワークが続く

これにより、3 段階のバンヤン ネットワーク スイッチの 3 レベルのソートが実現します。^{[詳細な説明が必要]}

2×2 バンヤン スイッチを考えてみましょう。これには (2/2) log ₂ 2 = 1 のスイッチング エレメントが必要です。このスイッチは、0 と 1 の番号が付けられた 2 つの入力と、0 と 1 の番号が付けられた 2 つの出力を受け取ります。入ってくるすべてのパケットには、宛先 (0 または 1) を示す 1 ビットを含むヘッダーがあります。スイッチがビットを読み取り、その値が 0 の場合、パケットは上位の出力 (この場合は 0) に送信され、ルーティング ビットが 1 の場合は下位の出力に送信されます。これらのスイッチング エレメントを直列および並列に接続することで、確立する目的のルートに応じて、より複雑な方法でパケットをルーティングできます。

将来は、非常に小さなスペースで必要とされる、より大きな入力と出力の配列へと移行します。ウェーハ製造とVLA を参照してください。

• クロスオーバースイッチ
• クロスバースイッチ
• Closネットワークは、 N²スイッチよりも少ない数の非ブロッキングクロスオーバースイッチを必要とします。
• ノンブロッキング最小スパニングスイッチと信号スイッチング
• 光コンピュータ

• パタビナ、アキレ（1998）、スイッチング理論：ブロードバンドATMネットワークのアーキテクチャとパフォーマンス、Wiley、ISBN 0-471-96338-0