标签交换技术在全光互联网中的应用

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1、标签交换技术在全光互联网中的应用～教育资源库　　摘要：本文首先介绍了MPLS向光网络的扩展，其次阐述了传统电域交换技术在光域中的应用，最后分析了基于标签交换的全光互联网解决方案：多协议波长标签交换MPLmS、基于标签光突发交换LOBS、全光标签分组交换OLPS。　　关键词：多协议波长标签交换MPLmS、基于标签光突发交换LOBS、全光标签分组交换OLPS　　1、MPLS向光网络的扩展　　传统的IP网络是尽力而为的，在流量和网络带宽管理上功能很弱，往往导致网络发生拥塞，很难满足对时延、抖动和传输质量有特别要

2、求的应用(如语音和视频业务等)，此时MPLS（多协议标签交换）应运而生，实现了将第三层的包交换转换成第二层基于标签的包交换的多层交换技术，可使用各种第二层的协议，如帧中继、ATM、PPP、以太网等。MPLS具有基于标签的快速转发和很强的流量工程管理功能，能够提供较好的QoS方面的服务保障，IP/MPLSoverATM这种成熟的技术结合方式已经被广泛的应用到能满足电信级QOS要求的骨干网络中。　　随着光通信技术的发展，通信距离已经死亡，网络传输带宽瓶颈已经成为过去，技术在光纤中的应用给出了IP/MPLSov

3、erATM模式的一种替代方案，即IP/MPLSover，高速的ATM交换路由器从骨干网走到了网络的边缘。为了将MPLS应用到光网络上，必须将MPLS的路由协议和信令协议与光交换机相适配构造智能型波长路由器/光交换机，同时将对传统MPLS协议作相应的扩展和修改。与此同时IETF提出了GMPLS的全新概念，它是MPLS向光网络扩展的必然产物，具有对智能光网络进行快速实施光连接，在光层实现动态业务分配和动态的提供网络资源，以及实现网络端到端监控保护和恢复功能。GMPLS能支持多种交换类型，如分组交换PSC，时分

4、复用TDM﹑波长交换LSC和光纤交换FSC,由此出现了通用标签和LSP分级嵌套概念，即允许系统以一个转发层来进行缩放，那么位于顶层的标签将是FSC接口，接下来的是LSC、TDM，最后是PSC。GMPLS还扩展了MPLS在逻辑上把控制平面从数据平面中分离出来的概念，允许与数据平面相关的多种物理上的控制平面存在。　　2、传统电域交换技术在光域中的应用　　在传统的话音和数据业务网中我们已经分别采用了电路交换和分组交换这些成熟的技术，相比之下突发交换技术就鲜为人知了，当然从交换粒度，交换模式（直通还是存储转发），

5、网络带宽资源的预留方式等方面来分类的话还有许多交换技术，应用最多的就是以上三种交换技术。根据它们的各自特点，在光域中出现了相应的三种光交换技术：　　1）波长路由交换(网络中使用电路交换技术时，是以波长交换的形式来实现，在相邻节点间的每条链路上，一个波长就对应一个用于交换的光通道，提供端到端的虚波长路由，在网络的边缘建立起光路径。光路径通过沿路径的每条链路上预留专门的波长通道而创建。在点到点的光通路中传输数据流时，中间节点不需要任何处理，不需要任何E/O和O/E转换，也不需要缓冲数据。波长路由交换网络就是传

6、统电路交换网络的一种形式，不能统计复用共享带宽资源，所以带宽利用率比较低；　　2）光分组交换(OPS)：电域的包/分组交换在光域上表现为光分组交换OPS，是基于虚电路和光时分复用方式的，采用固定长度短数据包格式，一般基于TDM来使用光纤中的所有带宽，数据净荷以光信号方式存在，信头开销可以是光形式，也可以是电形式，通过带外波长或副载波复用传送控制开销使之与业务数据分开，控制开销和业务数据之间的时延用光纤迟延线（光存储器）来实现，而可变长度的光分组，可使用串联的光纤延迟线来实现，OPS主要优点是能通过统计复用

7、网络带宽资源提高带宽利用率，而由于通过光/电转换处理控制信息带来的时延问题比较严重；　　3）光突发交换(OBS)：结合了波长路由交换和光分组交换的优点，OBS技术通过在有限的时间段预留带宽来提高网络利用率。基本交换实体就是突发帧，它是在入口节点、中间节点、出口节点之间移动的一串数据包。突发帧主要由头部控制突发帧（ControlBurst）和数据突发帧（DataBurst）组成，它们之间各自独立传送。控制突发帧被先于数据突发帧传送用来沿路径预留带宽，接着数据突发帧随着控制突发帧预留带宽的相同路径传送，同时有

8、三种突发交换协议TAG（Tell-And-Go）、IBT（In-Band-Terminator）、RFD（Reserve-a-Fixed-Duration）来协调控制突发帧和数据突发帧之间的协同工作（即它们之间的发送偏置时间）；　　3、基于标签交换的全光互联网解决方案　　将传统的MPLS技术和波长路由交换,光分组交换,光突发交换相结合形成了基于标签交换的全光互联网技术，相应的全光互联网解决方案有：多协议波长标签交换MPLmS、