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GMPLS與自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)

云知道


周田華 ， 張德琨
桂林電子工業(yè)學(xué)院 通信與信息工程系
摘 要 GMPLS（通用多協(xié)議標(biāo)簽交換）是MPLS技術(shù)向光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的產(chǎn)物 。它有效地實(shí)現(xiàn)了IP和WDM光網(wǎng)絡(luò)的無縫融合 ， 很好的滿足了自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)控制面的需要 。本文主要研究了GMPLS的接口類型、通用標(biāo)簽的特點(diǎn)以及GMPLS在ASON中的應(yīng)用 。
一、 什么是GMPLS？
GMPLS（通用多協(xié)議標(biāo)簽交換）是IETF提出的可用于光層的一種通用多協(xié)議標(biāo)簽交換技術(shù) ， 為了實(shí)現(xiàn)IP與WDM的無縫結(jié)合 ， GMPLS對(duì)MPLS標(biāo)簽進(jìn)行了擴(kuò)展 ， 使得標(biāo)簽不但可以用來標(biāo)記傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)包 ， 還可以標(biāo)記TDM時(shí)隙、波長(zhǎng)、波長(zhǎng)組、光纖等；為了充分利用WDM光網(wǎng)絡(luò)的資源 ， 滿足未來一些新業(yè)務(wù)的開展（如VPN、光波長(zhǎng)租用等） ， 實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)的智能化 ， GMPLS還對(duì)信令和路由協(xié)議進(jìn)行了修改和補(bǔ)充；為了解決光網(wǎng)絡(luò)中各種鏈路的治理問題 ， GMPLS設(shè)計(jì)了一個(gè)全新的鏈路治理協(xié)議LMP；為了保障光網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的可靠 ， GMPLS還對(duì)光網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)和恢復(fù)機(jī)制進(jìn)行了改進(jìn) 。
二、 GMPLS技術(shù)
1、接口類型
MPLS通過在IP包頭添加32bit的"shim"標(biāo)簽 ， 可使原來面向無連接的IP傳輸具有了面向連接的特性 ， 極大加快了IP包的轉(zhuǎn)發(fā)速度 。GMPLS則對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行了更大的擴(kuò)展 ， 將TDM時(shí)隙、光波長(zhǎng)、光纖等也用標(biāo)簽進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)記 ， 使得GMPLS不但可以支持IP數(shù)據(jù)包和ATM信元 ， 而且可以支持面向話音的TDM網(wǎng)絡(luò)和提供大容量傳輸帶寬的WDM光網(wǎng)絡(luò) ， 從而實(shí)現(xiàn)了IP數(shù)據(jù)交換、TDM電路交換（主要是SDH）和WDM光交換的歸一化標(biāo)記 。
GMPLS定義了五種接口類型來實(shí)現(xiàn)以上的歸一化標(biāo)記 ， 分別是：
(1)分組交換接口PSC（Packet Switch Capable）：進(jìn)行分組交換 。通過識(shí)別分組邊界 ， 根據(jù)分組頭部的信息轉(zhuǎn)發(fā)分組 。例如MPLS的標(biāo)簽交換路由器LSR基于"shim"標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；
(2)第二層交換接口L2SC（Layer2 Switch Capable）：進(jìn)行信元交換 。通過識(shí)別信元的邊界 ， 根據(jù)信元頭部的信息轉(zhuǎn)發(fā)信元 。例如ATM LSR則基于ATM的VPI/VCI轉(zhuǎn)發(fā)信元；
(3)時(shí)隙交換接口TDMC（Time Division Multiplexing Capable）：根據(jù)TDM時(shí)隙進(jìn)行業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā) 。典型如SDH的DXC設(shè)備的電接口 ， 可根據(jù)時(shí)隙交換SDH幀；
(4)波長(zhǎng)交換接口LSC（Lambda Switch Capable）：根據(jù)承載業(yè)務(wù)的光波長(zhǎng)或光波段轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù) 。例如OXC設(shè)備是一種基于光波長(zhǎng)級(jí)別的設(shè)備 ， 可以基于光波長(zhǎng)作出轉(zhuǎn)發(fā)決定 。更進(jìn)一步還可以基于光波段作出轉(zhuǎn)發(fā)決定 。光波段交換是光波長(zhǎng)交換的進(jìn)一步擴(kuò)展 ， 它將一系列連續(xù)的光波長(zhǎng)當(dāng)作一個(gè)交換單元 。使用光波段交換可以有效減少單波長(zhǎng)交換所帶來的波形失真 ， 減少設(shè)備的光開關(guān)數(shù)量 ， 還可以使光波長(zhǎng)之間的間隔減小；
(5)光纖交換接口FSC（Fiber Switch Capable）：根據(jù)業(yè)務(wù)（光纖）在物理空間中的實(shí)際位置對(duì)其轉(zhuǎn)發(fā) 。例如OXC設(shè)備可對(duì)一根或多根光纖進(jìn)行連接操作 。
以上GMPLS五種接口類型的關(guān)系如圖1所示 。
圖1 GMPLS接口關(guān)系
2、GMPLS標(biāo)簽
與以上接口相對(duì)應(yīng) ， GMPLS定義了分組交換標(biāo)簽（對(duì)應(yīng)PSC和L2SC）、電路交換標(biāo)簽（對(duì)應(yīng)TDMC）和光交換標(biāo)簽（對(duì)應(yīng)LSC和FSC） 。其中 ， 分組交換標(biāo)簽與傳統(tǒng)MPLS標(biāo)簽相同 ， 本文不再描述 。而電路交換標(biāo)簽和光交換標(biāo)簽為GMPLS新定義 ， 包括請(qǐng)求標(biāo)簽、通用標(biāo)簽、建議標(biāo)簽以及設(shè)定標(biāo)簽 。
(1)請(qǐng)求標(biāo)簽
請(qǐng)求標(biāo)簽用于LSP路徑的建立 ， 由LSP上游節(jié)點(diǎn)發(fā)出 ， 向下游節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)建立LSP的資源 。與MPLS相同 ， GMPLS的LSP建立過程也是由上游節(jié)點(diǎn)向目的端發(fā)出"標(biāo)記請(qǐng)求消息"、目的端返回"標(biāo)簽影射消息" 。所不同的是 ， "標(biāo)簽請(qǐng)求消息"中需要增加對(duì)所要建立的LSP的說明 ， 包括LSP類型（PSC、TDMC等）、載荷類型等 。其格式如圖2所示 。

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