光網絡組播的物理層支持
由于光網絡本身技術繁雜,所以實現光網絡組播的物理層機制也各不相同。前面所述的光樹是光組播的一種形式,光網絡中的業務信號在具有組播能力的光節點上被分束(或者復制)并發往組播樹的下游節點,直至到達目的地[3]。這種組播形式適用于全光的波長路由網絡。
最近,隨著對光分組交換(OPS)網絡研究的深入,基于光分組交換的組播技術也開始得到關注,并可以通過多波長變換的方式實現組播[4]。但是由于這種網絡本身尚有很多需要解決的問題,基于光分組交換網絡的組播技術相當長一段時間內還不會成為光組播的主流技術。
基于傳統SDH/SONET電交叉連接的光網絡中的組播,是通過在電交叉節點上進行虛通路信號的復制實現的。由于基于SDH/SONET的廣域網/城域網占據目前光網絡市場的絕大部分,所以在這種網絡中實現組播具有更大的實際意義。國家“863”計劃從2003年就開始進行這方面的研究,并在基于SDH的ASON中實現組播。
光網絡組播的分布式控制
基于集中式波長路由管理的光網絡組播的動態性差,組管理復雜。改善這一情況的方法是在目前支持點到點連接的光網絡控制平面中引入點到多點連接,也就是組播支持。從2003年底開始,在不到一年時間里,因特網工程任務組(IETF)收到了3個基于資源預留協議-流量工程(RSVP-TE)的組播擴展草案。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擴展的點到多點通信的需求草案[5],業界對點到多點通信的潛在應用價值達成了共識。
在中國國家“863”計劃“高性能寬帶信息網”專項中,中國企業和研究機構也較早地進行了ASON組播分布式控制的研究和開發。參加的單位有:上海交通大學、信息產業部電信傳輸所、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、清華大學等單位,在光互聯論壇(OIF)的用戶網絡接口(UNI)規范的基礎上,起草了超用戶網絡接口(BUNI)規范。該規范是OIF UNI1.0和2.0的補充,定義了支持組播和光虛擬專用網的消息集合和過程。2004年初,中國國內中興通訊、烽火和華為分別在其自動交換傳送網絡(ASTN)產品上開發了基于GMPLS的組播擴展協議[6],實現了組播功能,并提交了若干標準文稿[7]。
組播光交換網絡中的生存性問題
提高組播樹的生存性的方法是對工作組播樹進行保護,在故障發生時,業務流從工作樹快速切換到保護樹,保證業務不會發生長時間中斷。組播樹本身需要占用大量的網絡資源,對其進行保護會消耗更多的帶寬。所以,用最少的資源實現有效的組播樹保護,就成為非常有價值的研究課題。
組播業務最直觀的保護方式是建立一棵與工作樹鏈路分離的保護樹[8],這種保護方式資源占用多,尋找保護樹失敗的概率很大,改進的方法是,建立一棵與工作樹有向鏈路分離的保護樹[9]。這兩種方式都是建立一個完整的樹進行保護,其缺點是保護占用資源過多,并且在網絡中尋找一棵完整的保護樹失敗的概率很大。
另一類保護方式是把工作樹進行分割保護[10]。這類保護方式提供每個分割段的保護,把保護的粒度從一棵樹為單位降低到樹上的分割段為單位,并且允許保護段與其他工作段的資源共享,增大了成功建立保護的概率。這種保護方式的缺點是保護粒度在某些情況還是很大,計算保護失敗的概率也會很大。也有針對工作樹的所有失效情況來分別預留保護資源的保護方式[10-11]。這種方式往往針對靜態業務情況,采用整數線性規劃(ILP)優化資源使用,這種保護方式與把工作樹分割進行保護有異曲同工之處,就是把保護粒度從一棵樹為單位降低到段的保護,并且允許工作樹與保護段的資源共享,提高了計算保護成功的概率。但是這種保護的最大缺點是當工作樹的規模較大時,失效的情況很多,計算開銷大。
由于環狀保護的優越性(占用資源少,保護范圍大),有一些文章探討了把組播的源、宿節點放在一個環上進行保護或者把所有的組播源、宿節點放在一個環上保護[10-12]。這種保護的最大缺點就是很多情況不可能找出這樣的環。
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