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多協(xié)議標(biāo)簽交換技術(shù)在全光互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

作者: 時間:2012-03-01 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要:本文首先介紹了MPLS向光網(wǎng)絡(luò)的擴展,其次闡述了傳統(tǒng)電域在光域中的,最后分析了基于解決方案:多波長MPLmS、基于光突發(fā)交換LOBS、標(biāo)簽分組交換OLPS。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/155223.htm

關(guān)鍵詞:多波長標(biāo)簽交換MPLmS、基于標(biāo)簽光突發(fā)交換LOBS、標(biāo)簽分組交換OLPS

1、MPLS向光網(wǎng)絡(luò)的擴展

傳統(tǒng)的ip網(wǎng)絡(luò)是“盡力而為”的,在流量和網(wǎng)絡(luò)帶寬管理上功能很弱,往往導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞,很難滿足對時延、抖動和傳輸質(zhì)量有特別要求的(如語音和視頻業(yè)務(wù)等),此時MPLS(多標(biāo)簽交換)應(yīng)運而生,實現(xiàn)了將第三層的包交換轉(zhuǎn)換成第二層基于標(biāo)簽的包交換的“多層交換”,可使用各種第二層的協(xié)議,如幀中繼、ATM、PPP、以太網(wǎng)等。MPLS具有基于標(biāo)簽的快速轉(zhuǎn)發(fā)和很強的流量工程管理功能,能夠提供較好的QoS方面的服務(wù)保障,IP/MPLS over ATM這種成熟的結(jié)合方式已經(jīng)被廣泛的到能滿足電信級QOS要求的骨干網(wǎng)絡(luò)中。

隨著光通信技術(shù)的發(fā)展,通信距離已經(jīng)“死亡”,網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬瓶頸已經(jīng)成為過去,WDM技術(shù)在光纖中的應(yīng)用給出了IP/MPLS over ATM模式的一種替代方案,即IP/MPLS over WDM,高速的ATM交換路由器從骨干網(wǎng)走到了網(wǎng)絡(luò)的邊緣。為了將MPLS應(yīng)用到光網(wǎng)絡(luò)上,必須將MPLS的路由協(xié)議和信令協(xié)議與光交換機相適配構(gòu)造智能型波長路由器/光交換機,同時將對傳統(tǒng)MPLS協(xié)議作相應(yīng)的擴展和修改。與此同時IETF提出了GMPLS的全新概念,它是MPLS向光網(wǎng)絡(luò)擴展的必然產(chǎn)物,具有對智能光網(wǎng)絡(luò)進行快速實施光連接,在光層實現(xiàn)動態(tài)業(yè)務(wù)分配和動態(tài)的提供網(wǎng)絡(luò)資源,以及實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)端到端監(jiān)控保護和恢復(fù)功能。GMPLS能支持多種交換類型,如分組交換PSC,時分復(fù)用TDMp波長交換LSC和光纖交換FSC,由此出現(xiàn)了通用標(biāo)簽和LSP分級嵌套概念,即允許系統(tǒng)以一個轉(zhuǎn)發(fā)層來進行縮放,那么位于頂層的標(biāo)簽將是FSC接口,接下來的是LSC、TDM,最后是PSC。GMPLS 還擴展了MPLS在邏輯上把控制平面從數(shù)據(jù)平面中分離出來的概念,允許與數(shù)據(jù)平面相關(guān)的多種物理上的控制平面存在。

2、傳統(tǒng)電域交換技術(shù)在光域中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)中我們已經(jīng)分別采用了電路交換和分組交換這些成熟的技術(shù),相比之下突發(fā)交換技術(shù)就鮮為人知了,當(dāng)然從交換粒度,交換模式(直通還是存儲轉(zhuǎn)發(fā)),網(wǎng)絡(luò)帶寬資源的預(yù)留方式等方面來分類的話還有許多交換技術(shù),應(yīng)用最多的就是以上三種交換技術(shù)。根據(jù)它們的各自特點,在光域中出現(xiàn)了相應(yīng)的三種光交換技術(shù):

1)波長路由交換(WRS):在WDM網(wǎng)絡(luò)中使用電路交換技術(shù)時,是以波長交換的形式來實現(xiàn),在相鄰節(jié)點間的每條鏈路上,一個波長就對應(yīng)一個用于交換的光通道,提供端到端的“虛波長路由”,在網(wǎng)絡(luò)的邊緣建立起光路徑。光路徑通過沿路徑的每條鏈路上預(yù)留專門的波長通道而創(chuàng)建。在點到點的光通路中傳輸數(shù)據(jù)流時,中間節(jié)點不需要任何處理,不需要任何E/O和O/E轉(zhuǎn)換,也不需要緩沖數(shù)據(jù)。波長路由交換網(wǎng)絡(luò)就是傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)絡(luò)的一種形式,不能統(tǒng)計復(fù)用共享帶寬資源,所以帶寬利用率比較低;

2)光分組交換(OPS):電域的包/分組交換在光域上表現(xiàn)為光分組交換OPS,是基于虛電路和光時分復(fù)用方式的,采用固定長度短數(shù)據(jù)包格式,一般基于TDM來使用光纖中的所有帶寬,數(shù)據(jù)凈荷以光信號方式存在,信頭開銷可以是光形式,也可以是電形式,通過帶外波長或副載波復(fù)用傳送控制開銷使之與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分開,控制開銷和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)之間的時延用光纖遲延線(光存儲器)來實現(xiàn),而可變長度的光分組,可使用串聯(lián)的光纖延遲線來實現(xiàn),OPS主要優(yōu)點是能通過統(tǒng)計復(fù)用網(wǎng)絡(luò)帶寬資源提高帶寬利用率,而由于通過光/電轉(zhuǎn)換處理控制信息帶來的時延問題比較嚴(yán)重;

3)光突發(fā)交換(OBS):結(jié)合了波長路由交換和光分組交換的優(yōu)點,OBS技術(shù)通過在有限的時間段預(yù)留帶寬來提高網(wǎng)絡(luò)利用率?;窘粨Q實體就是突發(fā)幀,它是在入口節(jié)點、中間節(jié)點、出口節(jié)點之間移動的一串?dāng)?shù)據(jù)包。突發(fā)幀主要由頭部控制突發(fā)幀(Control Burst)和數(shù)據(jù)突發(fā)幀(Data Burst)組成,它們之間各自獨立傳送。控制突發(fā)幀被先于數(shù)據(jù)突發(fā)幀傳送用來沿路徑預(yù)留帶寬,接著數(shù)據(jù)突發(fā)幀隨著控制突發(fā)幀預(yù)留帶寬的相同路徑傳送,同時有三種突發(fā)交換協(xié)議TAG(Tell-And-Go)、IBT(In-Band-Terminator)、RFD(Reserve-a-Fixed-Duration)來協(xié)調(diào)控制突發(fā)幀和數(shù)據(jù)突發(fā)幀之間的協(xié)同工作(即它們之間的發(fā)送偏置時間);

3、基于標(biāo)簽交換的全光解決方案

將傳統(tǒng)的MPLS技術(shù)和波長路由交換,光分組交換,光突發(fā)交換相結(jié)合形成了基于標(biāo)簽交換的全光技術(shù),相應(yīng)的全光互聯(lián)網(wǎng)解決方案有:多協(xié)議波長標(biāo)簽交換MPLmS、基于標(biāo)簽光突發(fā)交換LOBS、全光標(biāo)簽分組交換OLPS。

3.1 多協(xié)議波長標(biāo)簽交換(MPLmS)光互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

MPLmS是傳統(tǒng)電MPLS在光域上的擴展,使用OXC作為LSR,波長作為標(biāo)簽(如圖1所示),沿用了原有的MPLS框架,不需要定義新的內(nèi)容。它直接采用第一層(光波長級)的交換來處理第三層的IP路由轉(zhuǎn)發(fā),將標(biāo)簽與WDM波長信道關(guān)聯(lián)起來,其分立波長或光纖信道類似于標(biāo)簽,并通過MPLmS信令來指配光信道。從而大大簡化了網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu),并具有更強大的業(yè)務(wù)管理、流量工程、QoS保證的功能。MPLmS 也可以看作是一種沒有標(biāo)簽棧或按包轉(zhuǎn)發(fā)的簡化MPLS,利用IP選路協(xié)議來發(fā)現(xiàn)拓?fù)?,利用MPLS信令協(xié)議來實現(xiàn)波長通路的自動指配,為實時配置光波長通路提供了基本框架,選路與信令分離有利于靈活引入新特性新算法。這種方法可以使業(yè)務(wù)層上的路由器、ATM交換機或ADM動態(tài)地要求傳送網(wǎng)提供所需的波長,實現(xiàn)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)控制和快速業(yè)務(wù)供給,簡化了IP層與光層的融合以及跨層的網(wǎng)絡(luò)管理,降低了網(wǎng)絡(luò)運行和業(yè)務(wù)拓展成本,有利于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)敷設(shè)。IP層與光層的融合正展現(xiàn)了前所未有的前景。MPLmS是構(gòu)建新型網(wǎng)絡(luò)的管理控制平臺,通過它可將IP等各種業(yè)務(wù)無縫的接入到具有巨大帶寬的光纖網(wǎng)絡(luò)上來,是構(gòu)建未來新型網(wǎng)絡(luò)的有效方法。

摘要:本文首先介紹了MPLS向光網(wǎng)絡(luò)的擴展,其次闡述了傳統(tǒng)電域交換技術(shù)在光域中的應(yīng)用,最后分析了基于標(biāo)簽交換的全光互聯(lián)網(wǎng)解決方案:多協(xié)議波長標(biāo)簽交換MPLmS、基于標(biāo)簽光突發(fā)交換LOBS、全光標(biāo)簽分組交換OLPS。


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