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GMPLS与自动交换光网络

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周田华 ， 张德琨
桂林电子工业学院 通信与信息工程系
摘 要 GMPLS（通用多协议标签交换）是MPLS技术向光网络发展的产物 。它有效地实现了IP和WDM光网络的无缝融合 ， 很好的满足了自动交换光网络控制面的需要 。本文主要研究了GMPLS的接口类型、通用标签的特点以及GMPLS在ASON中的应用 。
一、 什么是GMPLS？
GMPLS（通用多协议标签交换）是IETF提出的可用于光层的一种通用多协议标签交换技术 ， 为了实现IP与WDM的无缝结合 ， GMPLS对MPLS标签进行了扩展 ， 使得标签不但可以用来标记传统的数据包 ， 还可以标记TDM时隙、波长、波长组、光纤等；为了充分利用WDM光网络的资源 ， 满足未来一些新业务的开展（如VPN、光波长租用等） ， 实现光网络的智能化 ， GMPLS还对信令和路由协议进行了修改和补充；为了解决光网络中各种链路的治理问题 ， GMPLS设计了一个全新的链路治理协议LMP；为了保障光网络运营的可靠 ， GMPLS还对光网络的保护和恢复机制进行了改进 。
二、 GMPLS技术
1、接口类型
MPLS通过在IP包头添加32bit的"shim"标签 ， 可使原来面向无连接的IP传输具有了面向连接的特性 ， 极大加快了IP包的转发速度 。GMPLS则对标签进行了更大的扩展 ， 将TDM时隙、光波长、光纤等也用标签进行统一标记 ， 使得GMPLS不但可以支持IP数据包和ATM信元 ， 而且可以支持面向话音的TDM网络和提供大容量传输带宽的WDM光网络 ， 从而实现了IP数据交换、TDM电路交换（主要是SDH）和WDM光交换的归一化标记 。
GMPLS定义了五种接口类型来实现以上的归一化标记 ， 分别是：
(1)分组交换接口PSC（Packet Switch Capable）：进行分组交换 。通过识别分组边界 ， 根据分组头部的信息转发分组 。例如MPLS的标签交换路由器LSR基于"shim"标签转发数据；
(2)第二层交换接口L2SC（Layer2 Switch Capable）：进行信元交换 。通过识别信元的边界 ， 根据信元头部的信息转发信元 。例如ATM LSR则基于ATM的VPI/VCI转发信元；
(3)时隙交换接口TDMC（Time Division Multiplexing Capable）：根据TDM时隙进行业务转发 。典型如SDH的DXC设备的电接口 ， 可根据时隙交换SDH帧；
(4)波长交换接口LSC（Lambda Switch Capable）：根据承载业务的光波长或光波段转发业务 。例如OXC设备是一种基于光波长级别的设备 ， 可以基于光波长作出转发决定 。更进一步还可以基于光波段作出转发决定 。光波段交换是光波长交换的进一步扩展 ， 它将一系列连续的光波长当作一个交换单元 。使用光波段交换可以有效减少单波长交换所带来的波形失真 ， 减少设备的光开关数量 ， 还可以使光波长之间的间隔减小；
(5)光纤交换接口FSC（Fiber Switch Capable）：根据业务（光纤）在物理空间中的实际位置对其转发 。例如OXC设备可对一根或多根光纤进行连接操作 。
以上GMPLS五种接口类型的关系如图1所示 。
图1 GMPLS接口关系
2、GMPLS标签
与以上接口相对应 ， GMPLS定义了分组交换标签（对应PSC和L2SC）、电路交换标签（对应TDMC）和光交换标签（对应LSC和FSC） 。其中 ， 分组交换标签与传统MPLS标签相同 ， 本文不再描述 。而电路交换标签和光交换标签为GMPLS新定义 ， 包括请求标签、通用标签、建议标签以及设定标签 。
(1)请求标签
请求标签用于LSP路径的建立 ， 由LSP上游节点发出 ， 向下游节点申请建立LSP的资源 。与MPLS相同 ， GMPLS的LSP建立过程也是由上游节点向目的端发出"标记请求消息"、目的端返回"标签影射消息" 。所不同的是 ， "标签请求消息"中需要增加对所要建立的LSP的说明 ， 包括LSP类型（PSC、TDMC等）、载荷类型等 。其格式如图2所示 。

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