Dlaczego d±¿y siê do stworzenia i wprowadzenia sieci w pe³ni optycznych w najni¿szej warstwie transportowej? Przede wszystkim po to, aby wprowadziæ nastêpuj±ce cechy:

• budowanie sieci z bardzo szerokim pasmem transmisyjnym,
• niezale¿no¶æ od wy¿szych warstw (i protoko³ów tych warstw),
• prostota funkcjonalna,
• du¿a niezawodno¶æ sieci.

Wykorzystanie wszystkich mo¿liwo¶ci sieci ¶wiat³owodowych mo¿na osi±gn±æ dopiero po wyeliminowaniu ograniczaj±cej szeroko¶æ pasma konwersji sygna³u optycznego na elektryczny. Eliminacja taka jest obecnie mo¿liwa dziêki opracowaniu optycznych prze³±cznic OXC (Optical Crossconnects) i krotnic transferowych OADM (Optical Add-Drop Multiplexers).

Istotn± zalet± systemów optycznych jest ich niezale¿no¶æ od protoko³ów wy¿szych warstw. Umo¿liwia to stosowanie na odrêbnych d³ugo¶ciach fal dotychczasowych protoko³ów, a jednocze¶nie wprowadzanie i testowanie nowych protoko³ów korzystaj±cych z innych d³ugo¶ci fal.

Jedn± z trudno¶ci w dzia³aniu wspó³czesnych sieci telekomunikacyjnych jest konieczno¶æ przechodzenia przez wiele warstw protoko³ów w ka¿dym z wêz³ów sieci oraz brak konsolidacji i wspó³dzia³ania ¶wiata IP i ¶wiata FR/ATM (rys.1). Prowadzi to do powstawania opó¼nieñ i zwiêksza prawdopodobieñstwo wyst±pienia b³êdów. Trudno¶æ tê eliminuje zastosowanie sieci ca³kowicie optycznych, w których nie bêdziemy musieli monitorowaæ przep³ywaj±cych bitów (z wyj±tkiem bitów zwi±zanych z "opakowaniem cyfrowym kana³u optycznego"). Zyskujemy w ten sposób znaczn± funkcjonaln± prostotê systemu. Prawid³owo zbudowana sieæ ca³kowicie optyczna powinna byæ odporna na uszkodzenia. Umo¿liwi to wprowadzenie nowych mechanizmów odtwarzania (wznawiania pracy po wyst±pieniu uszkodzeñ) i protekcji na poziomie optycznym.

Rys. 1 Sieci dzisiejsze - brak konsolidacji.

Sieci szkieletowe przysz³o¶ci bêd± mia³y zwiêkszon± funkcjonalno¶æ w warstwie optycznej. Wa¿nymi funkcjami tej warstwy powinny zostaæ:

- szybkie zestawianie dróg optycznych,

- protekcja i odtwarzanie w dziedzinie optycznej,

- zarz±dzanie przepustowo¶ci±,

- prze³±czanie fal optycznych MPLS (Multiprotocol Lambda Switching).

Sterowanie sieciami w pe³ni optycznymi bêdzie wymaga³o realizacji nastêpuj±cych funkcji:

- automatycznego wykrywania topologii sieci (na wzór PNNI, b±d¼ OSPF),

- szybkiego wykrywania i lokalizowania b³êdów

- automatycznej rekonfiguracji po wyst±pieniu uszkodzeñ,

- wprowadzenia in¿ynierii ruchu,

- automatycznego zestawiania po³±czeñ,

- pomiarów jako¶ci us³ug QoS dla istniej±cych po³±czeñ.

Uproszczenie architektury sieci transportowej do dwóch warstw umo¿liwi zastosowanie jednolitego sterowania opartego na protokól MPLS. W przypadku warstwy optycznej bêdzie to odmiana tej techniki nazywana MPLS (wykorzystywana jest te¿ nazwa GMPLS). Technologia MPLS jest podobna do klasycznego MPLS, z tym, ¿e rolê etykiety pe³ni tu informacja o u¿ytej d³ugo¶ci fali lambda. W tym przypadku w ruterach IP przydziela siê etykiety oraz zestawia ¶cie¿ki prze³±czane LSP (Label Switched Path). Prze³±cznice brzegowe OXC mog± dokonywaæ agregacji strumieni, o mniejszych przep³ywno¶ciach, przychodz±cych z domeny nie-optycznych i przypisywaæ im d³ugo¶æ fali zwi±zan± z okre¶lon± optyczn± ¶cie¿k± LSP. Prze³±cznice znajduj±ce siê wewn±trz sieci optycznej mog± dokonywaæ konwersji d³ugo¶ci fali odpowiadaj±cej zmianie okre¶lonej etykiety.

Rys. 2 Sieci skonsolidowane przysz³o¶ci z MPLS i GMPLS.

Mo¿e siê okazaæ, ¿e w nied³ugim czasie do przenoszenia multimediów dzia³aj±cych w czasie rzeczywistym bêdzie potrzebne budowanie globalnych sieci terabitowych (Tb/s) i petabitowych (Pb/s). W terabitowych sieciach optycznych (rys.2) jest potrzebna implementacja ca³kowicie przezroczystych prze³±czników ¶wiat³a, spe³niaj±cych funkcjê dotychczasowych wêz³ów komutuj±cych OXC (Optical Cross Connect). Obecnie s± ju¿ dostêpne dwa rozwi±zania o ca³kowicie odmiennej technologii bezpo¶redniego krosowania wi±zek fotonów: prze³±czniki optyczne wykonane w mikroelektromechanicznej technologii MEMS (Micro-Electro-Mechanical System) i ciek³okrystaliczne prze³±czniki optyczne.

Urz±dzenia OXC bêd± zale¿eæ od optycznie udoskonalonych zawansowanych protoko³ów routingu OSPF-TE i protoko³u MPLS (Multi-protocol Label Switching). Rozszerzony protokó³ OSPF mo¿e zapewniæ pasmo wymagane przez dane, odpowiedni poziom us³ug QoS itp. U¿ywaj±c informacji dostarczanej przez rozszerzony protokó³ OSPF, wszystkie urz±dzenia OXC mog± tworzyæ odwzorowania topologii sieci, nazywane tabelami ruchu, przygotowuj±c je do kolejnych kroków prze³±czania l (lambda).

Budowanie ¶cie¿ki optycznej i sygnalizacja, bêdzie powierzone rozszerzonemu protoko³owi MPLS i zaadaptowanym protoko³om, takim jak RSVP-TE (Resource Reservation Protocol - Traffic Engineering). Aby zaprojektowaæ przep³ywy ruchu, rozszerzone komunikaty protoko³u RSVP mog± ¶ledziæ (zaprogramowane przez zarz±dzaj±cego) ¶cie¿ki lub abstrakcyjne trasy, które spe³niaj± kryteria po³±czeñ (na przyk³ad pasma), u¿ywaj±c technicznych tablic ruchu. W celu podniesienia niezawodno¶ci mo¿na wymagaæ kopii zapasowych ¶cie¿ek ¶wietlnych, a z powodu elastyczno¶ci protoko³ów MPLS i RSVP mo¿na oferowaæ unikatowe us³ugi, takie jak wirtualne prywatne sieci optyczne. Po przetworzeniu komunikatów ustawiaj±cych urz±dzenia OXC sygnalizuj± pomy¶ln± alokacjê zasobów ¶cie¿ki ¶wietlnej przez obs³ugê komunikatów RSVP, które zawieraj± etykiety protoko³u MPLS strumieni kierowanych do s±siadów. Je¶li ka¿demu wej¶ciowemu i wyj¶ciowemu urz±dzeniu OXC zostanie przydzielona etykieta, to oznacza, ¿e po³±czenie optyczne jest zestawione i gotowe do przekazywania danych, które pojawi± siê na brzegu sieci z prze³±czaniem lambda.