多協議標簽交換技術在全光互聯網中的應用
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實際上最初MPLS的標簽交換的目的是運行第二層的快速轉發來處理第三層的數據流，人們延伸了這種想法，波長標簽在本質上是運行第一層(如光層)轉發來處理第三層的數據流。尤其是在MPLmS標簽和WDM波長通道之間，允許使用MPLmS信令來建立光路徑通道。例如，一個在對等MPLS O-LSR之間的端到端的光路徑等價于一個粗粒度的LSP，稱為波長LSP等。下面我們看看MPLmS的網絡模型：
MPLmS應用的網絡模型圖2所示。支持標簽交換的IP路由器(LSR)連接光核心網絡，光網絡由若干OXC通過光鏈路相互連接而成。OXC由光層面的交叉連接設備和控制平面組成，具有數據流交換功能，交換由可配置的交叉連接表控制。目前，OXC節點交換需要進行光電轉換，在電域進行。隨著光開關和可調諧激光器等技術的進步，將來它可以實現全光交換。控制平面使用基于IP的協議和信令進行節點的可達性檢測、控制建立和維護端到端的光通路。
圖2 MPLmS的網絡模型
在MPLmS中，波長標簽可以由上游節點提出，由下游節點認可后使用，用于在某些特定的光網絡設備區域中建立LSP。傳統意義的LSP是單向的，為了適應光網絡的需要，MPLmS支持雙向的LSP，以簡化倒換過程、減少建立LSP的延時和維護開銷。 該標簽請求支持建立LSP需要的通信參數，包括鏈路保護、鏈路編碼、LSP凈荷等。通過標簽請求可提出鏈路保護類型要求(1+1或1：N)。鏈路的保護能力通過路由協議發布，以供路由選擇時使用。標簽請求消息還攜帶LSP鏈路編碼參數，稱為LSP編碼類型(SDH/SONET/Gage)。圖3是標簽請求(通用標簽請求)TLV(類型/長度/值)結構(以CR-LDP為例)。
LPT：鏈路保護類型，8比特，0表示沒有鏈路保護要求。
LSP-ENC：LSP編碼類型，16比特，定義了OC-n(SONET)、STS-n(SDH)、GigE、10GigE、DS1～DS4、E1～E4、J3、J4、VT以及光波長、波帶等類型。
G-PID：通用凈荷標識，表示LSP運載的凈荷類型，使用標準的以太網凈荷類型，由入節點設置，供出節點使用，中間節點僅進行透明傳送。
圖3 標簽請求(通用標簽請求)TLV結構
為了支持光網絡的傳輸環境，MPLmS標簽應該支持對光纖、波帶、波長甚至時隙的標識。不同的應用環境下標簽格式不同，以CR-LDP為例的TLV格式圖4所示。
圖4 以CR-LDP為例的TLV格式
鏈路標識符標識收到標簽請求的鏈路，僅在鄰接的節點間具有本地效力。標簽的長度和格式根據不同的應用環境而不同。比如在波長標簽交換應用中，端口/波長標簽為32比特，表示使用的光纖或端口或波長，與傳統標簽不同的是沒有實驗比特、標簽棧底標簽和TTL等域，但它與傳統標簽一樣，僅在鄰接節點間具有本地效力。標簽值可以通過人工指配或由協議動態決定。MPLmS概念的提出是MPLS技術發展的重要里程碑。通過光波分復用以及波長交換技術不僅提高了光傳輸網的容量，而且可以很好地利用標簽交換及其相關協議的應用經驗，以MPLS技術提高光網絡的靈活性、生存能力并實現流量工程。
所謂全光標簽分組交換技術就是在光分組信息上利用光技術附加可有效改變光分組交換性能的光標簽技術。目前關于光標簽頭和光分組的復用技術主要是利用副載波復用SCM技術實現。如圖5所示它將副載波復用光頭粘在每個分組上，即標簽頭采用與分組凈荷傳輸所用的波長相同的波長的帶內方式，但是為了有效利用帶寬，使用帶外調制來轉發分組數據。這種方法中數據頭和凈荷信息被復用在同一個波長上，但數據是調制在基帶上，而包頭信息承載于一個合適的副載波上。這樣克服了傳統分組交換需要承受的光緩存(消除了遲延線的使用)和比特同步的限制。
圖5 光標簽的隨路和共路復用方式-副載波復用SCM
OLPS光標簽分組交換技術將目前普遍接納的IP尋址、標簽交換與光波長交換技術有機結合起來。采用標簽交換技術，可發揮其支持組播(Multicast)、合并(Merge)和約束選路(constraint-based routing)等特點。通過優化設計分組交換字節結構避免了同期到達的去往同一目的地的數據包對資源的競爭問題，改善了端對端的時延特性，簡化了路由器入口處處理包頭信息和轉發等價類(FEC)分配的過程，改善了選路的性能和成本，從而實現了快速有效地分組轉發。
OLPS網由光標簽邊緣路由交換機OLER和光標簽核心路由交換機OLSR組成。在MPLS原理中我們提到，的三層地址(IP)地址被映射成第二層地址(即就是標簽，當在OLPS網絡中時時光虛道路標識OVPI)。這種對等的多層映射(MLM)方法將第三層的路由和第二層的交換有機的結合在一起。路由信息被第三層IP選路協議分發到相鄰路由交換機，以便使分組轉發只按照第二層信息來執行。按照激發本地映射的方式的不同，可將MLM分為流驅動和控制驅動兩種：1)流驅動MLM遵循“次選路，全部交換”的方針。只分析數據流中開始的一些數據包，將持續期長的數據流映射到本地直通連接上，而將持續期短的數據流一個包一個包地進行逐包處理。基于這種方法的著名的方案就是Toshiba的“元交換路由”方案和由Ipsilon開發的“P Switch”方案;2)控制驅動MLM是由路由更新激發地址映射。控制驅動意味著每一次映射要么是諸如IP包的路由信息報文驅動的，要么就是由路由器或IP RSVP包控制報文來驅動的。相關的一些公司如Cisco(Tag Switching)、Asend(IP Navigator)和IBM(ARIS)均開發了此類技術以滿足骨干網絡的要求。在網絡設計中必須遵循現在已經被工人是未來發展方向的一種優選網絡設計原則，即“高網絡邊緣的智能化，以換取骨干網絡性能的提高”的設計原則。
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