[科普中国]-虚信道交换单元

虚信道交换单元是指用于连接虚信道链路、终结虚通道连接并转换虚信道标识符值，并受控制平面功能控制的网络单元。

虚信道虚信道是用于描述单向运送ATM信元的一种概念，这些信元属于由称为虚通路标识符(VPI)的共用标识符值联系在一起的虚信道。

在ATM术语中，虚信道(VC)是描述信元单向传送路径的术语之一，它用来在两个端点用户间建立一个单向的逻辑连接，以便单向传送用户信元。为了区分不同的虚信道，每一个信元的信头中有一个16比特的虚信道标记(VCI)，该标记用来识别信元属于哪一个虚信道，不同数值的VCI可以表示不同的虚信道。

由于ATM采用面向连接的工作方式，故在建立连接的过程中，主被叫之间所需经由的各个ATM交换机将分别为主被叫的信道分配一个特定的VCI值。在各个交换机之间不同的链路上，同一个用户所分配的VCI值可能不同，但在同一段链路上，同一个用户的信元所占用的虚信道将具有相同数值的VCI。

因此，不同数值的VCI不仅可以表示不同虚信道，而且也可用来标记不同用户的信元，或者同一用户、不同业务的信元。此外，VCI的数值只在局部范围内有意义，也就是说，它只在分配这个VCI数值的交换机所控制的范围内有效，并不在全网传送，对其他交换机而言，这个数值是没有意义的。

用于识别通过ATM网络的每条虚信道的数字标签，每当虚信道在网内被交换时，就分配一个特定的VCI值。它在ATM信元的信头中用一个16bit的域来规定。

虚信道路由虚信道路由器通过引入虚信道技术，将一个物理信道分成逻辑上的多个虚信道。多个虚信道对物理信道分时复用，通过对虚信道的合理调度，当网络中发生数据分组阻塞时，阻塞的分组被缓存在某一条虚信道的缓存中，其它分组能够使用其它的虚信道继续进行传输。

虚信道路由器是对基本虫孔路由器的改进，它解决了虫孔路由器的阻塞问题，能够提高物理信道的利用率，显著增加片上网络的性能。虚信道路由器需要为每条虚信道提供一个独立的缓存空间，虚信道数目增加一条，路由器的缓存空间需要相应增加一倍。

相关研究随着卫星通信越来越多样化的应用，对于星上交换系统的交换容量和灵活性提出了更高的要求。结合实验室所承接项目“柔性转发高效交换技术研究”，重点介绍了柔性交换系统的设计与实现，所设计系统的交换容量达到64Gbps，可以在设计架构不变的前提下，兼容不同的信道化处理带宽1。

介绍了柔性转发领域的研究背景和发展现状；其次，根据柔性转发高效交换的具体需求，项目硬件平台，提出了柔性交换系统的总体设计方案，定义了柔性交换系统与数字信道化器的数据接口和控制接口；第三，介绍了柔性交换单元的设计思路和实现方案，柔性交换单元可以支持16个端口，每端口384个子信道，共6144个子信道之间的路由交换，支持广播和组播业务的交换，支持交换策略无缝切换；第四，提出了子带交换控制单元的设计与实现方案，详细介绍了数字信道化器配置管理软件与FPGA之间通信协议和交换配置管理模块的实现，交换配置管理模块支持对交换表项的配置、删除和查询；

最后，在柔性交换系统主要模块功能仿真的基础上，将柔性交换系统与数字信道化器进行了联合测试，并总结了联合测试过程中所遇到的问题和解决方法2。

本词条内容贡献者为:

王伟 - 副教授 - 上海交通大学