Uzam bölüşümlü anahtarlamada (space division switching) aynı anda birden fazla girişçıkış
çifti için anahtarlama yapılabilir. Bu anahtarlarda kapasite, teorik olarak,
(herhangi bir giriş hattının kapasitesi) x (giriş sayısı)
kadar arttırılabilir.
Ancak bu pratikte her zaman mümkün değildir. Anahtarlama sırasında birden fazla paket
anahtar içindeki aynı iç yolu kullanmak veya çıkış portuna ulaşmak isteyebilir. Bu
durumda çekişme (contention) olur ve paketlerden biri yoluna devam ederken diğeri yok
edilir ya da arabelleklerde bekletilir. Çekişmeler anahtar içi çekişmeler ve çıkış portu
çekişmeleri olmak üzere ikiye ayrılır. Anahtarın yapısına bağlı olarak çekişmeler farklı
teknikler kullanılarak çözülebilir. Yapısı gereği iç çekişmelerin oluşmasına imkan veren
anahtarlara tıkanabilen (blocking) anahtarlar denir. Diğerlerine ise tıkanmaz
(nonblocking) anahtarlar denir.
Uzam bölüşümlü anahtarları iki grupta inceleyebiliriz : tek seviyeli anahtarlar, çok
seviyeli anahtarlar.
Tek Seviyeli Anahtarlar
Tek seviyeli (single stage) anahtarlarda gelen paket tek bir sekme sonucunda çıkışa (çıkış
portuna) erişebilecek hale gelir. Bu anahtarlarda her bir giriş-çıkış port çifti arasında o
bağlantıya özel bir hat bulunur ya da yaratılabilir. Tek seviyeli anahtarların en basit
örneği çaprazlayıcı anahtardır (crossbar). Bu anahtarlar Şekil 5.3’te gösterildiği gibi
gerçeklenebilir. Uzam bölüşümü özelliği şekilde açıkça görülür. Birinci girişten beşinci
çıkışa bir paket aktarılırken, aynı anda ikinci girişten üçüncü çıkışa başka bir paket de
aktarılabilir. Çaprazlayıcılarda anahtar içi çekişmeler yaşanmaz. Bu da herhangi bir anda
giriş portlarına gelen paketlerin farklı çıkış portlarını istemesi durumunda her birinin
yerine ulaşacağını gösterir. Bu nedenle tıkanmasız anahtarların en iyi örneklerindendir.
Farklı girişlere gelen paketlerin aynı çıkış portunu istemesi durumunda çıkış portu
çekişmeleri yaşanır.
Çaprazlayıcılarda her bir çaprazlama noktası (crosspoint) bir anahtarlama elemanı
(switching element) olarak adlandırılır ve paketin bir girişten diğerine aktarılmasını
sağlar. Çaprazlayıcıların karmaşıklığı anahtarlama elemanlarının ve bağlantıların miktarı
düşünüldüğünde N2’dir. N’nin değeri arttıkça çaprazlayıcıların gerçeklenmesi güçleşir
çünkü tüm giriş ve çıkış portlarına giden bağlantıların aynı yonga üzerinde olması
gerekir. Buna karşın tıkanmasız bir yapıya sahip olması bu anahtarları pek çok uygulama
için çekici hale getirir.
Çok Seviyeli Anahtarlar
Çok seviyeli (multi-stage) anahtarlar, çok seviyeli arabağlantı ağları olarak da
adlandırılır. Adından da anlaşılanileceği gibi bir paketin çıkış portuna ulaşabilmesi için
bir kaç sekme yapması gerekir. Her sekme geçilen anahtarlama elemanı sayısını gösterir.
Çaprazlayıcılarda bir olan sekme sayısı çok seviyeli anahtarlarda anahtarın yapısına bağlı
olarak değişim gösterir.
Çok seviyeli anahtarlardan Banyan anahtarlar üzerindeki paketler merkezi bir birimin
kontrolü olmadan kendiliğinden yönlenebilir (self-routing). Yolun kendiliğinden
bulunması sırasında her seviyedeki anahtarlama elemanı ilgili adres bitinin değerine
bakarak paketin gönderileceği çıkışa karar verir. Örneğin Şekil 5.5’teki 2×2 boyutundaki
anahtarlama elemanlarından oluşmuş Banyan anahtarına gelen ve 110 adresli çıkışa
gitmek isteyen paket için
- seviyede, 1 çıkışı (alttaki çıkış),
- seviyede, 1 çıkışı (alttaki çıkış),
- seviyede, 0 çıkışı (üstteki çıkış) seçilir.
Sonuçta, paket 110 adresine sahip çıkışa iletilmiş olur.