GMPLS--IP與WDM無縫結合的關鍵

2019-11-04 11:01:31

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　　摘要: GMPLS（通用多協議標簽交換)是MPLS技術向光網絡發展的產物。它有效地實現了ip和WDM光網絡的無縫結合。本文主要討論了GMPLS接口及通用標簽的特點及實現形式，LSP（標簽交換路徑）技術，以及鏈路治理協議LMP的特點及實現方法。

　　 GMPLS--IP與WDM無縫結合的要害

　　近年來，隨著互聯網技術的迅速發展，以IP為代表的數據業務的流量得到了迅猛增加，已逐漸成為網絡業務的主流。然而，現有的傳輸網絡是面向話音優化的，要讓其高效地承載數據業務，勢必需要開發新的技術。

　　為了傳輸數據業務，現有的傳輸網絡采用四層結構的方式，如圖1（a）所示：IP over ATM over SDH over WDM。其中IP層用于承載業務；ATM層用于集成多種業務，并為每種業務提供相應的服務質量保證；SDH層用于細粒度的帶寬分配，并為業務的傳輸提供可靠的保護機制；WDM層用于提供大容量的傳輸帶寬。這種四層結構的傳輸方式雖然可保證數據業務的傳輸，但在使用中卻存在諸多問題。

　　首先，四層結構方式存在"瓶頸"效應。在這種結構中，帶寬的指配非常麻煩。不僅需要很長的人工配置時間，而且帶寬的指配受限于每一層設備的可用帶寬。即使絕大多數設備有空閑帶寬可用，但任意一層的任意一個設備的帶寬瓶頸，都可能限制整個網絡的帶寬或容量的擴充。同時，任何一層設備出現故障都會影響整個網絡的穩定性；其次是傳輸效率低下。由于ATM和SDH都有大量的幀頭開銷，直接影響到數據業務的傳輸效率。例如，對于一個10Gb/s的STM-16（凈負荷容量為9.6Gb/s），采用四層結構承載IP業務時，大約有2.4 Gb/s的帶寬要用于傳輸各種開銷字節，實際傳輸的業務只有7.2Gb/s，傳輸效率只有75%，可見效率之低；第三，四層結構帶寬顆粒度過多，功能重疊。四層結構的帶寬分配采用四種完全不同的方式，即IP包、ATM信元、SDH幀、WDM波長，而實際使用時，完全不需要如此多的帶寬顆粒。而在功能上，每一層都帶有相鄰層的功能，非凡是保護和恢復功能，每一層都有，造成十分復雜甚至相互沖突的局面。總之，現有四層網絡的結構已無法適應數據業務發展的需要，必須開發新的技術手段。

GMPLS--IP與WDM無縫結合的要害（圖一）

　　　　　　　圖1 IP over WDM網絡發展趨勢

　　我們知道，近幾年迅速發展的MPLS（多協議標記交換）已被證實是一種非常適合于在電網絡中傳輸數據業務的技術。MPLS采用基于約束的路由技術可以實現流量工程和快速重新選路，可以滿足業務對服務質量的要求。所以，采用MPLS的基于約束的路由技術完全可以在流量工程中取代ATM。同樣，快速重新選路作為一種保護/恢復技術也完全可以取代SDH。由此可見，使用IP/MPLS控制平臺提供的流量工程和快速重新選路，將使未來的傳輸網絡完全可以跨過ATM和SDH兩層（見圖1（b）），直接實現IP over WDM。無疑，這種IP via MPLS over WDM的網絡將是一個操作更簡單、花費最低、最適合數據業務傳輸的網絡。

　　然而，MPLS究竟是一種位于OSI七層模型中的第三層網絡層和第二層之間的2.5層技術，而WDM屬于光層，是第一層物理層的技術。因此，要讓MPLS跨過數據鏈路層直接作用于物理層，則必須對其進行修改和擴展。在此情況下，國際標準化組織IETF適時地推出了可用于光層的通用多協議標簽交換技術--GMPLS。

　　為了實現IP與WDM的無縫結合，GMPLS對MPLS標簽進行了擴展，使得標簽不但可以用來標記傳統的數據包，還可以標記TDM時隙、光波長、光波長組、光纖等；為了充分利用WDM光網絡的資源，滿足未來一些新業務的開展（如VPN、光波長租用等），實現光網絡的智能化，GMPLS還對信令和路由協議進行了修改和補充；為了解決光網絡中各種鏈路的治理問題，GMPLS設計了一個全新的鏈路治理協議LMP（Link Management PRotocol）；為了保障光網絡運營的可靠，GMPLS又對光網絡的保護和恢復機制進行了改進。下面將對GMPLS的這些特點加以說明。

一、通用多協議標簽

1.1 GMPLS接口

　　我們知道，MPLS通過在IP包頭添加32bit的"shim"標簽，可使原來面向無連接的IP傳輸具有了面向連接的特性，可極大加快IP包的轉發速度。GMPLS則對標簽進行了更大的擴展，將TDM時隙、光波長、光纖等也用標簽進行統一標記，使得GMPLS不但可以支持IP數據包和ATM信元，而且可以支持面向話音的TDM網絡和提供大容量傳輸帶寬的WDM光網絡，從而實現了IP數據交換、TDM電路交換（主要是SDH）和WDM光交換的歸一化標記。

GMPLS定義了五種接口類型來實現以上的歸一化標記，分別是：

　　 (1)、分組交換接口PSC（Packet Switch Capable）：進行分組交換。通過識別分組邊界，根據分組頭部的信息轉發分組。例如MPLS的標簽交換路由器LSR基于"shim"標簽轉發數據；

　　 (2)、第二層交換接口L2SC（Layer2 Switch Capable）：進行信元交換。通過識別信元的邊界，根據信元頭部的信息轉發信元。例如ATM LSR則基于ATM的VPI/VCI轉發信元；

　　 (3)、時隙交換接口TDMC（Time Division Multiplexing Capable）：根據TDM時隙進行業務轉發。典型如SDH的DXC設備的電接口，可根據時隙交換SDH幀；

　　 (4)、波長交換接口LSC（Lambda Switch Capable）：根據承載業務的光波長或光波段轉發業務。例如OXC設備是一種基于光波長級別的設備，可以基于光波長作出轉發決定。更進一步還可以基于光波段作出轉發決定。光波段交換是光波長交換的進一步擴展，它將一系列連續的光波長當作一個交換單元。使用光波段交換可以有效減少單波長交換所帶來的波形失真，減少設備的光開關數量，還可以使光波長之間的間隔減小。；

　　 (5)、光纖交換接口FSC（Fiber Switch Capable）：根據業務（光纖）在物理空間中的實際位置對其轉發。例如OXC設備可對一根或多根光纖進行連接操作；

以上GMPLS五種接口類型的關系如圖2所示。

GMPLS--IP與WDM無縫結合的要害（圖二）

圖2 GMPLS五種接口類型

1.2 通用標簽

　　與以上接口相對應，GMPLS定義了分組交換標簽（對應PSC和L2SC）、電路交換標簽（對應TDMC）和光交換標簽（對應LSC和FSC）。其中，分組交換標簽與傳統MPLS標簽相同，本文不再復述。而電路交換標簽和光交換標簽為GMPLS新定義，包括請求標簽、通用標簽、建議標簽以及設定標簽。

(1)、請求標簽

請求標簽用于LSP路徑的建立，由LSP上游節點發出，向下游節點申請建立LSP的資源。與MPLS相同，GMPLS的LSP建立過程也是由上游節點向目的端發出"標記請求消息"、目的端返回"標簽影射消息"。所不同的是，"標簽請求消息"中需要增加對所要建立的LSP的說明，包括LSP類型（PSC、TDMC等）、載荷類型等。其格式如圖3所示。

GMPLS--IP與WDM無縫結合的要害（圖三）

圖3 GMPLS請求標簽

　　 LSP Enc. Type：其數值用來指示LSP類型。例如，當LSP=1時，表示LSP是分組傳輸，而LSP=5時，表示是SDH，而LSP=9，則對應光纖；

Reserved：保留。必須設為全"0"，接收時忽略其數值；

G-PID：16 bits，用于指示LSP承載的載荷類型。例如，G-PID＝14，表示是字節同步映射的SDH E1載荷；G-PID＝17，表示比特同步映射的SDH DS1/T1載荷；G-PID＝32，表示數字包封幀。

(2)、通用標簽

通用標簽是在LSP建立完成后，用于指示沿LSP傳輸的業務的情況。通用標簽的格式與傳輸所用的具體技術有關，電路交換和光交換所用的標簽不同。SDH電路交換標簽格式如圖4所示。

GMPLS--IP與WDM無縫結合的要害（圖四）

圖4 SDH電路交換標簽

　　其中：S用于指示SDH/SONET的信號速率等級。S＝N即表示STM-N/STS-N信號；U用于指示在一個STM-1中的某個特定虛容器VC。U只對SDH有效，對于SONET，U的數值應忽略。U＝1指示一個VC-4，U=2~4都表示VC-3；K參數與U一樣，也僅對SDH有效。K參數用于表示一個VC-4的特定分支，K=1表示VC-4中只有一個C-4容器，K=2~4表示VC-4包含TUG-3；L用于指示TUG-3、VC-3或STS-1 SPE的是否還有分支。L=1表示TUG-3/VC-3/STS-1 SPE無法再分。L=2~8表示在相應高階信號中的某個特定的TUG-2/VT組。M用于指示TUG-2/VT的分支。M=1表示TUG-2/VT不能再分，只包含一個VC-2/VT-6。M=2~3表示相應高階VT組中的某個特定的VT-3。M=4~6表示相應高階TUG-2/VT組中的某個特定的VC-12/VT-2，而M=7~10表示相應高階TUG-2/VT組中的某個特定的VC-11/VT-1.5。M=0則表示VC-4, VC-3 or STS-1 SPE。

例如，S>0，U=1，K=1，L=0，M=0表示STM-1的VC-4；S>0，U=0，K=0，L>1，M=9表示STS-1中Lth-1 VT組中的第三個VT-1.5。對于OXC設備來說，一次交換一組連續的光波長可以有效地減少單個光波長的波形失真，提高業務的傳輸質量。這種光波長組的交換可用光波段交換標簽來表示，其標簽格式如圖5所示。

GMPLS--IP與WDM無縫結合的要害（圖五）

圖5 光波段交換標簽

Waveband Id：用于識別某個光波段，其數值由發送端OXC設備設定；

Start Label：用于表示組成光波段的最短光波長的數值；

End Label：用于表示組成光波段的最長光波長的數值；

(3)、建議標簽

　　傳統MPLS配置LSP是沿反方向進行的，上游節點必須等待下游節點的反饋標簽來確定LSP的具體路徑。這種反向配置LSP的方式不適于光鏈路，因為OXC設備需要通過光開關的切換來改變光連接，反向配置會造成很大時延。因此，GMPLS引入建議標簽來快速建立光連接。

　　建議標簽由預備建立LSP通道的上游節點發出，告知下游節點建立這個LSP通道所希望的標簽類型。這就可以讓上游節點無需獲得下游節點的反饋映射標簽確認，而先對硬件設備進行配置，從而大大減少建立LSP通道所需的時間，同時也減少了LSP建立的控制開銷。例如，OXC設備中使用光開關進行光波長交換，由于光開關的切換需要一定時間，可通過建議標簽讓光開關提前動作而不必等待反饋信息。這種提前配置LSP的方式對那些需要快速建立LSP的設備尤其重要，例如在光網絡保護時，假如一條保護LSP通道不能及時建立，就會導致光網絡出現嚴重故障。

當然，既然是一種建議標簽，LSP通道的能否最終建立還需由下游節點反饋的"標簽影射消息"確定。假如下游節點發現本節點的可用資源可以滿足建議標簽的請求，則LSP可按上游節點的要求建立起來。反之，只要下游節點反饋回不同于建議標簽信息的"標簽影射消息"，則上游節點必須根據該"標簽影射消息"的內容重新配置LSP通道，這樣反而造成需要更多的時間建立LSP。不過，由于GMPLS可以采用在節點之間定時分發標簽的方式，讓網絡上的每個節點都能實時地知道全網拓撲資源的使用情況，從而讓每個欲建立LSP通道的上游節點對下游節點的資源使用情況了然于胸，從而在分發建議標簽時做到有的放矢。因此，利用建議標簽提前建立LSP通道的方式是完全可行的。建議標簽可采用與請求標簽類似的格式，本文不再復述。

(4)、設定標簽

　　設定標簽用于限制下游節點選擇標簽的范圍，這在光網絡中非常重要。首先，某種類型的光設備只能傳輸和接收某一波段范圍內的光波長，例如某個光端機只能接收C波段光波長，而另一個則能在C+L波段中接收光波長；其次，有些接口沒有波長轉換能力，要求在幾段鏈路上甚至整條LSP上只能使用相同的波長；第三，為了減少波長轉換時對信號波形的影響，設備一次只能處理有限個光波長；第四，一條鏈路兩端的設備支持的光波長的數目和范圍都不盡相同。

　　設定標簽可以和請求標簽同時發出，它可以將建立某個LSP所需的標簽類型限制一定范圍內，下游節點根據設定標簽中的信息有選擇地接收標簽，否則下游節點就必須接收所有符合要求的標簽，從而造成LSP建立時間大大增加。設定標簽的格式如圖6所示。

GMPLS--IP與WDM無縫結合的要害（圖六）

圖6 GMPLS設定標簽

Reserved：保留字節；

Label Type：希望下游節點接收的通用標簽的類別；

Action："0"表示希望接收以下子通道定義的標簽；"1"不希望接收以下子通道定義的標簽；

Subchannel：子通道標簽的類型。子通道標簽的格式與通用標簽的格式相同，本處不再復述。

二、通用標簽交換路徑LSP

2.1 LSP分級

　　對于MPLS來說，其LSP與分組相對應，可以進行連續顆粒度的帶寬分配。但對光網絡來說，卻存在帶寬資源分配的顆粒度問題。一個OXC只能支持很少量的光波長，每個光波長具有粗糙和離散的帶寬顆粒（例如STM-1、STM-4、STM-16等等）。顯然，這種固定帶寬建立的光通道的方式必然導致資源浪費。因此有必要在一個相對高容量的光通道中映射進多個低帶寬LSP，這就是GMPLS中的LSP分級技術。

LSP分級是指低等級的LSP可以嵌套在高等級的LSP中，從而將較小粒度的業務整合成較大粒度的業務。使用LSP分級技術就可答應大量具有相同入口節點的LSP在GMPLS域的節點處匯集，再透明地穿過更高一級的LSP隧道，最后再在遠端節點分離。這種匯集減少了GMPLS域中用到的光波長的數量，有助于處理離散性質的光帶寬，提高資源利用率。例如，一條2.488Gbit/s的光LSP可以聚合24條1000Mbit/s的EtherNet LSP。

LSP分級可以存在于相同或不同接口之間。所謂相同接口是指某種類型的接口可以使用相同的技術復用多個LSP。典型應用如SDH的虛容器映射，一個低等級的SDH LSP（VC-12）可嵌入到一個高等級的SDH LSP（VC-4）中；而不同接口是指LSP的嵌套可存在于不同接口之間，例如PSC接口可嵌入到TDMC接口中，而TDMC又可嵌入到LSC中。在LSP的不同接口中，等級從高到低依次為FSC、LSC、TDMC、PSC。LSP的分級嵌套關系如圖7所示。

GMPLS--IP與WDM無縫結合的要害（圖七）

圖7 LSP的分級嵌套關系

　　使用LSP分級技術時，要求每條LSP的起始和結束都必須在相同接口類型的設備上，且在每一個方向上都必須共享一些公用的屬性，例如都具有相同的類型、相同的資源類別集合等等。

　　典型的LSP分級技術應用如圖8所示。一條起始和結束都在PSC接口上的LSP可以嵌入到一條TDMC類型的LSP中，而TDMC LSP則起始和結束在TDM接口上；與此同時，TDMC LSP也可以嵌入一條起始和結束在FSC類型的LSC LSP中；而LSC LSP又可嵌入到起始和結束都在FSC接口上的LSP上。

GMPLS--IP與WDM無縫結合的要害（圖八）

圖8 LSP分級技術應用

　　 LSP分級技術是通過GMPLS標記棧技術來實現的，如圖9所示。從入口LSR 1來的分組達到入口LSR 2后，就進入了下一級LSP。入口LSR 2先將原來的MPLS標簽1壓棧，然后再由入口LSR 2分配一個新的標簽2到標記棧的棧頂，這個新的標簽2在這個嵌套的LSP里用于交換。這里與傳統MPLS有一個非常顯著的不同點--標簽壓棧。傳統MPLS在中間LSR轉發時，是用新的MPLS標簽替代舊的標簽，而標簽壓棧指在一個低級LSP嵌入到高級LSP時，先保留原GMPLS標簽，再在原標簽的頭部添加新的標簽。使用標簽棧時，由于接口形成的分級，新的標簽與被壓棧的標簽可能在形式上不一樣，比如從TDMC LSP來的分組進入到LSC LSP時，被壓入標簽棧的標簽是時隙形式的，而新分配的標簽應該是光波長形式的。

GMPLS--IP與WDM無縫結合的要害（圖九）

圖9 利用GMPLS標記棧實現LSP

2.2 雙向LSP

　　在傳統MPLS中，要建立雙向LSP就必須分別建立兩個單向的LSP，這種方式存在LSP建立的時延過長、開銷過多、可靠性差、治理復雜等缺點。這是因為，①、無論LSP建立是否成功，建立雙向LSP所需時間較長；②、分別建立兩個LSP需要的控制開銷是建立單條LSP的兩倍；③、LSP的保護和恢復也是分開的兩段，導致路由選擇異常復雜，并潛在地增加了資源配置的競爭，降低了保護LSP建立成功的概率。

　　為了解決以上問題，GMPLS非凡定義了建立雙向LSP的方法。雙向LSP規定兩個方向的LSP都應具有相同的流量工程參數，包括LSP生存期、保護和恢復等級、資源要求（如時延、抖動等）。由于在GMPLS的雙向LSP中，上行和下行的數據通路均采用同一條信令消息，兩個LSP同時建立，可以有效地降低LSP的建立時延，同時也可減少建立LSP所需的控制開銷。

　　既然是采用同一條信令消息建立雙向LSP，網絡中就不存在上游和下游的區別，一個雙向LSP的上游和下游都必須分配有標簽。由于LSP的兩個端點都有權發起建立LSP，而在LSP建立請求的發送過程中，假如雙方同時被分配同一資源（端口），就會發生標簽競爭，產生沖突。為了解決這一問題，GMPLS采用比較雙方"NODE ID"大小的方式，以ID較高的節點作為LSP建立的發起方。當然，GMPLS同時也建議采取其它一些機制來減小這種競爭發生的概率。

三、鏈路治理

3.1 鏈路綁定

　　傳統的MPLS技術針對分組，網絡中一對節點之間很少有10條以上的平行鏈路，而在光網絡中，兩個節點之間可能要部署上百條平行的光纖，且每根光纖還要承載上百個波長。因此，光網絡中的平行鏈路數量就要比MPLS網絡中的大好幾個數量級，而要為每個PSC、L2SC、TDMS、LSC和FSC都分配一個獨立的IP地址根本是不可能的，所以必須采用新的控制機制來標識每條鏈路，以減少大量的、需要分發的鏈路狀態信息。。

GMPLS引入了鏈路綁定的概念來解決以上問題。所謂鏈路綁定是指將那些屬性相同或相似的平行鏈路綁定為一個特定的鏈路束，而在鏈路狀態數據庫中則用這個綁定的鏈路束來代表所有這些平行的鏈路。采用這種方法后，整個鏈路狀態信息數據庫的大小就會減小很多，相應的鏈路狀態控制協議所需做的工作也會得到縮減。鏈路綁定示意圖如圖10所示。

GMPLS--IP與WDM無縫結合的要害（圖十）

圖10 鏈路綁定　　由于是將幾條鏈路的屬性都歸并到一條鏈路束中，此時肯定會丟失一些信息，例如綁定SDH鏈路，假如要求綁定后的鏈路束接口具有相同的交換能力屬性，則網絡就只能傳播交換能力屬性，而接口的數量及所用的準確時隙就被丟失了。因此，為了減少綁定帶來的信息丟失，就必須對綁定進行一定的限制，例如規定綁定鏈路束中所有的組成鏈路的起點和終點都位于相同接口類型的LSR上，而且必須具有一些共同屬性：相同的類型、相同的資源類別集合、相同的流量工程參數、相同的復用級別（分組、TDM業務、光波長、端口）等等。

3.2 無編號鏈路

　　在MPLS網絡中，所有的鏈路都必需分配惟一的IP地址以進行識別。而對GMPLS來說，為每條光纖、波長、時隙和分組都分配一個IP地址，是不太可能實現的。為此，GMPLS采用無編號鏈路的方法來解決這個問題。所謂無編號，是指不用IP地址標識鏈路而采用其替代方法，即在每個網絡節點對鏈路進行本地編號，以鏈路經過設備的ID號或接口號作為鏈路的識別標志。這將大大縮小路由信息庫的內容，減少鏈路配置的數量。

3.2 鏈路治理

　　未來的光網絡中，在相鄰的節點之間可能會有成百上千條光纖互聯。進一步地，采用鏈路綁定技術后，多條光纖或者多個波長又可能被匯集為一束鏈路。因此，就需要有一個協議來對這些鏈路進行有效的治理，這就是鏈路治理協議LMP所要完成的任務。

　　 LMP（Link Management Protocol）協議用于在相鄰兩節點之間提供控制信道治理、鏈路所有權關聯、鏈路連接性驗證、鏈路故障治理等規程。其中，控制信道治理和鏈路所有權關聯是必須實現的，其他幾項可選。

(1)、控制信道治理（Control Channel Management）

　　控制信道用于在兩個鄰接節點間承載信令、路由和網絡治理信息。在一對節點間，可能同時存在很多的控制信道。在這些控制信道中，應保證至少有一個信道是始終可用的，當一個控制信道失敗時，可以不加協商的切換到另外一個控制信道。

　　控制信道可以是帶內或帶外的，帶內信道是指信令與數據共享同一信道，例如在IP分組頭部添加"shim"標簽，數據由IP分組承載，"shim"標簽放信令。帶外信道是指將控制信息的傳輸通道和數據的傳輸通道分開，即信令與業務分開傳輸。帶外信道方式是GMPLS非常重要的控制信息傳輸方式。因為GMPLS對光波長、光纖等操作時，這些物理介質本身沒有IP分組那樣的幀格式，無法直接在物理介質上添標簽，必須使用另外的信道傳標簽。帶外信道可使用兩個節點之間單獨的波長、光纖或者一條單獨的以太網鏈路等。采用帶外信道方式可以大大提高網絡的可靠性和可治理性。但與此同時，也會使得控制信道的連通性與數據通道的連通性無關，導致不能再用傳統方法來監測和治理鏈路，例如傳統IP網絡是通過信令來判定數據通路的狀態，在出現故障后通過路由的重新計算為數據尋找新的路由。因此，在數據信道和控制信道分離后，GMPLS必須為數據信道設計新的協議（如鏈路連通性驗證）以完成數據信道的檢測。

　　 LMP為了建立一個控制信道，必須知道遠端節點的IP地址，可以采用手工配置的方法，也可以采用自動發現的方法。每一個控制信道單獨使用一個快速的hello協議用于控制信道參數的協商和連通性的維護。hello協議提供了一個輕量級的保持--存活（keep-alive）機制，用于對控制信道的失敗作出快速的反應。Hello協議包括兩個狀態，一個是協商狀態，一個是保持存活狀態。協商狀態用來協商一些基本的hello參數，例如hello的頻度。保持--存活狀態由一系列的快速的輕量級的hello消息進行交換。

(2)、鏈路所有權關聯（Link Property Correlation）

　　 LMP協議定義了一個璉路所有權交換（link property correlation exchange）。璉路所有權交換可進行鏈路綁定，可以修改、關聯和交換璉路的流量工程參數。例如，它可以把一個璉路加入到一個璉路束中，可以改變一個璉路的保護機制，改變一個端口的ID，改變璉路束中的各組成鏈路的ID號。

(3)、鏈路連通性驗證（Link Verification）

　　鏈路連通性驗證主要用于驗證數據鏈路的連通性，它通過發送Ping類的測試消息逐一驗證所有的數據鏈路（包括鏈路束中的每一個組成鏈路）。

(4)、鏈路故障治理（Fault Management）

　　從全網治理角度看，鏈路故障治理是非常重要的環節。故障治理通常包括故障檢測、故障通告和故障定位。

故障檢測應在接近失敗的業務層上進行，但由于全光設備對速率和格式都是透明的，傳統的O-E-O故障檢測方法就適用了。因此，必須開發光層的故障檢測機制。例如可通過監測LOL（Loss of Light）確定光信號的丟失，通過監測光信噪比、串擾等確定光信號質量的劣化。為了把故障定位到兩個相鄰節點間的璉路上，檢測到數據璉路失敗的下游節點給其上游鄰居發送一條LMP協議中ChannelStatus消息通告檢測到了一個故障。收到消息的上游節點必須發送一條ChannelStatusAck消息來表明收到了ChannelStatus消息。上游節點應該關聯這個故障并應確定本地是否能檢測到這個故障。假如在上游節點的輸入端或其內部可以檢測到故障，則故障就被定位了。一旦故障關聯以后，上游節點必須向下游節點發出一條ChannelStatus消息來表明兩者間的璉路是故障還是正常。當故障定位以后，就可以采用合適的信令協議進行鏈路的保護了。

四、鏈路保護/恢復

　　 GMPLS的鏈路保護/恢復類型支持1+1、1:1、N:M方式。節點發現故障后，需要發送Notify消息通知上、下游節點釋放資源。為了提高整個過程的速度，需要同時向上游和下游節點傳送消息，兩個方向并行刪除資源。當沿途節點收到此消息后，繼續往下傳送，同時刪除本地資源。為加快消息傳播的速度，節點必須先傳送消息，再處理本地資源。

GMPLS--IP與WDM無縫結合的要害（圖十）

圖11 鏈路保護/恢復

　　資源釋放完后，則由源節點重新發起建立所有的鏈路。重建時應先查找本地路徑保護/恢復信息（手動配置或由相應路由算法產生），得出一條新的備份鏈路，再發出LSP建立請求，重建新的鏈路。為縮短保護時間，保護/恢復鏈路應通過相關算法預先算好或提前備份，這樣可以快速獲得保護/恢復的鏈路，然后使用顯式路由重建新的鏈路。同時，路徑建立的消息散布和資源預留也應同時進行。以上鏈路保護/恢復過程如圖11所示。

四、結束語

　　隨著全網業務的迅速數據化，非凡是寬帶IP業務的快速發展，極大地推動了光網絡的進步。GMPLS技術的出現，使得IP與WDM之間傳統的多層網絡結構趨于扁平化，為傳輸網絡從電路交換向分組交換的轉變，為光網絡層傳輸與交換功能的結合邁出了非常要害的一步，實現了IP與WDM的無縫結合。在WDM光網絡中引入GMPLS技術，將使得光網絡不僅可以提供巨大的傳輸帶寬，而且可以實現網絡資源的最佳利用，從而保證光網絡以最佳的性能和最廉價的費用來支持當前和未來的各種業務。可以預見，隨著GMPLS技術的大規模應用，未來的骨干網絡必將逐步發展成為更有效、更強大的最終的全光網絡。

參考文獻

[1]陳劍等. GMPLS對選路能力和鏈路治理的增強[J]. 軍事通信技術. 2002，(3):69-71.

[2]胡琳等. 新一代網絡技術--GMPLS. 電信技術[J]. 2002，(2):12-15.

[3]錢敬等. 通用多協議標簽交換GMPLS協議電信技術[J]. 2002，(6):59-61.

[4]曾建. 智能OXC在ASON中的應用. 江蘇通信技術[J]. 2002，(3):7-12.

[5]陳淑儀. 多協議波長標記交換與通用多協議標記交換. 數據通信[J]. 2002，(2):57-62.

[6]隋志成等. 未來光網絡中的MPλS技術. 光通信研究[J]. 2002，(2):57-62.

[7]RajagopalanB. IP over optical network: architectural aspests[J]. IEEE Comm. Mag., 2000, 38(9): 94-102. [8]Ghani, et. al. On IP-over-WD Mintegration[J]. IEEE Comm. Mag., 2000,38(3): 72-84.

[9]AwdUChe, et. al. Multiprotocol lambda switching: combining MPLS traffic engineering control with optical crossconnects[J]. IEEE Comm.Mag., 2001,39(3): 111-116.

[10]Banerjee, et. al. Generalized multiprotocol labels witching: An over view of routing and management enhancements[J]. IEEE Comm.Mag.,2001,39(1):144-150.

[11] BanerjeeA, et. al. Generalized MPLS Signaling functional description[EB/OL]. draft-ietf-mpls-generslized-signaling-08.txt，April 2001.

[12] Yangguang Xu, et. al. Generalized MPLS Control Plane Architecture for Automatic Switched Transport Network [EB/OL]. draft-xu-mpls-ipo-gmpls-arch-00.txt. April 2001.

[13] Peter Ashwood-Smith, et. al. Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) Architecture [EB/OL]. draft-many-gmpls-architecture-00.txt. February 2001.

[14] Peter Ashwood-Smith, et. al. Generalized MPLS - Signaling Functional Description [EB/OL]. draft-ietf-mpls-generalized-signaling-02.txt. March 2001.

[15] Kireeti Kompella, et. al. Signalling Unnumbered Links in RSVP-TE[EB/OL]. draft-ietf-mpls-rsvp-unnum-02.txt. February 2002

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