光網(wǎng)絡(luò)組播的關(guān)鍵技術(shù)

光網(wǎng)絡(luò)組播的物理層支持

由于光網(wǎng)絡(luò)本身技術(shù)繁雜，所以實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)組播的物理層機(jī)制也各不相同。前面所述的光樹是光組播的一種形式，光網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)信號(hào)在具有組播能力的光節(jié)點(diǎn)上被分束(或者復(fù)制)并發(fā)往組播樹的下游節(jié)點(diǎn)，直至到達(dá)目的地[3]。這種組播形式適用于全光的波長路由網(wǎng)絡(luò)。

最近，隨著對(duì)光分組交換(OPS)網(wǎng)絡(luò)研究的深入，基于光分組交換的組播技術(shù)也開始得到關(guān)注，并可以通過多波長變換的方式實(shí)現(xiàn)組播[4]。但是由于這種網(wǎng)絡(luò)本身尚有很多需要解決的問題，基于光分組交換網(wǎng)絡(luò)的組播技術(shù)相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)還不會(huì)成為光組播的主流技術(shù)。

基于傳統(tǒng)SDH/SONET電交叉連接的光網(wǎng)絡(luò)中的組播，是通過在電交叉節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行虛通路信號(hào)的復(fù)制實(shí)現(xiàn)的。由于基于SDH/SONET的廣域網(wǎng)/城域網(wǎng)占據(jù)目前光網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)的絕大部分，所以在這種網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)組播具有更大的實(shí)際意義。國家“863”計(jì)劃從2003年就開始進(jìn)行這方面的研究，并在基于SDH的ASON中實(shí)現(xiàn)組播。

光網(wǎng)絡(luò)組播的分布式控制

基于集中式波長路由管理的光網(wǎng)絡(luò)組播的動(dòng)態(tài)性差，組管理復(fù)雜。改善這一情況的方法是在目前支持點(diǎn)到點(diǎn)連接的光網(wǎng)絡(luò)控制平面中引入點(diǎn)到多點(diǎn)連接，也就是組播支持。從2003年底開始，在不到一年時(shí)間里，因特網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)收到了3個(gè)基于資源預(yù)留協(xié)議-流量工程(RSVP-TE)的組播擴(kuò)展草案。2004年12月，NTT、Alcatel、Cisco、Avici、Juniper、Tellabs、Motorola和France Telecom等公司向IETF共同提出了基于RSVP-TE擴(kuò)展的點(diǎn)到多點(diǎn)通信的需求草案[5]，業(yè)界對(duì)點(diǎn)到多點(diǎn)通信的潛在應(yīng)用價(jià)值達(dá)成了共識(shí)。

在中國國家“863”計(jì)劃“高性能寬帶信息網(wǎng)”專項(xiàng)中，中國企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)也較早地進(jìn)行了ASON組播分布式控制的研究和開發(fā)。參加的單位有：上海交通大學(xué)、信息產(chǎn)業(yè)部電信傳輸所、中國電信北京研究院、上海電信研究院、中興通訊、烽火、華為、北京郵電大學(xué)、清華大學(xué)等單位，在光互聯(lián)論壇(OIF)的用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)規(guī)范的基礎(chǔ)上，起草了超用戶網(wǎng)絡(luò)接口(BUNI)規(guī)范。該規(guī)范是OIF UNI1.0和2.0的補(bǔ)充，定義了支持組播和光虛擬專用網(wǎng)的消息集合和過程。2004年初，中國國內(nèi)中興通訊、烽火和華為分別在其自動(dòng)交換傳送網(wǎng)絡(luò)(ASTN)產(chǎn)品上開發(fā)了基于GMPLS的組播擴(kuò)展協(xié)議[6]，實(shí)現(xiàn)了組播功能，并提交了若干標(biāo)準(zhǔn)文稿[7]。

組播光交換網(wǎng)絡(luò)中的生存性問題

提高組播樹的生存性的方法是對(duì)工作組播樹進(jìn)行保護(hù)，在故障發(fā)生時(shí)，業(yè)務(wù)流從工作樹快速切換到保護(hù)樹，保證業(yè)務(wù)不會(huì)發(fā)生長時(shí)間中斷。組播樹本身需要占用大量的網(wǎng)絡(luò)資源，對(duì)其進(jìn)行保護(hù)會(huì)消耗更多的帶寬。所以，用最少的資源實(shí)現(xiàn)有效的組播樹保護(hù)，就成為非常有價(jià)值的研究課題。

組播業(yè)務(wù)最直觀的保護(hù)方式是建立一棵與工作樹鏈路分離的保護(hù)樹[8]，這種保護(hù)方式資源占用多，尋找保護(hù)樹失敗的概率很大，改進(jìn)的方法是，建立一棵與工作樹有向鏈路分離的保護(hù)樹[9]。這兩種方式都是建立一個(gè)完整的樹進(jìn)行保護(hù)，其缺點(diǎn)是保護(hù)占用資源過多，并且在網(wǎng)絡(luò)中尋找一棵完整的保護(hù)樹失敗的概率很大。

另一類保護(hù)方式是把工作樹進(jìn)行分割保護(hù)[10]。這類保護(hù)方式提供每個(gè)分割段的保護(hù)，把保護(hù)的粒度從一棵樹為單位降低到樹上的分割段為單位，并且允許保護(hù)段與其他工作段的資源共享，增大了成功建立保護(hù)的概率。這種保護(hù)方式的缺點(diǎn)是保護(hù)粒度在某些情況還是很大，計(jì)算保護(hù)失敗的概率也會(huì)很大。也有針對(duì)工作樹的所有失效情況來分別預(yù)留保護(hù)資源的保護(hù)方式[10-11]。這種方式往往針對(duì)靜態(tài)業(yè)務(wù)情況，采用整數(shù)線性規(guī)劃(ILP)優(yōu)化資源使用，這種保護(hù)方式與把工作樹分割進(jìn)行保護(hù)有異曲同工之處，就是把保護(hù)粒度從一棵樹為單位降低到段的保護(hù)，并且允許工作樹與保護(hù)段的資源共享，提高了計(jì)算保護(hù)成功的概率。但是這種保護(hù)的最大缺點(diǎn)是當(dāng)工作樹的規(guī)模較大時(shí)，失效的情況很多，計(jì)算開銷大。

由于環(huán)狀保護(hù)的優(yōu)越性(占用資源少，保護(hù)范圍大)，有一些文章探討了把組播的源、宿節(jié)點(diǎn)放在一個(gè)環(huán)上進(jìn)行保護(hù)或者把所有的組播源、宿節(jié)點(diǎn)放在一個(gè)環(huán)上保護(hù)[10-12]。這種保護(hù)的最大缺點(diǎn)就是很多情況不可能找出這樣的環(huán)。