GMPLS

Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) ist eine Kontrolllebenarchitektur, die MPLS (Multi-Protocol Label Switching) über Paketnetze hinaus erweitert, um geschaltete Schaltkreise, optische Wellenlängen und zeitvermultiplexte (TDM) Kanäle mit dem gleichen Signalisierungsgerüst zu verwalten. GMPLS leitet Verkehr statt durch Inspektion von Pakettiteln an jedem Knoten mithilfe von Etiketten fester Länge durch Datenebenenelement-Weiterleitungen. Es stellt aber auch nichtpaketgebundene Schnittstellen wie Glasfaseranschlüsse und TDM-Zeitfenster über eine einheitliche Kontrollebene zur Verfügung und verwaltet diese.

Das Kernproblem, das GMPLS löst, ist die betriebliche Komplexität bei der Verwaltung heterogener Transportnetze. Ein Trägernetz kann Paketschalter (Router), optische Kreuzschienenverbindungen (OXCs), TDM-Multiplexer und wellenlängenwählbare Schalter enthalten, die alle unterschiedliche Weiterleitungsvorgänge ausführen. Ohne GMPLS benötigt jede Gerätegruppe ein eigenes Bereitstellungsprotokoll, eine Verwaltungsoberfläche und ein Überwachungssystem. GMPLS vereinheitlicht dies durch ein einziges Signalisierungsprotokoll (RSVP-TE oder CR-LDP), um beschriftete geschaltete Pfade (LSPs) über alle Weiterleitungsparadigmen hinweg einzurichten: IP-Schnittstellen, optische Wellenlängen, Glasfaserverbindungen oder TDM-Zeitfenster.

Der Begriff 'generalisiert' bezieht sich auf die Ausweitung von MPLS-Konzepten auf nichtpaketgebundene Weiterleitungen. Während klassische MPLS-Etiketten 20-Bit-Werte in Pakettiteln sind, können GMPLS-Etiketten optische Wellenlängen (Frequenzbereiche), TDM-Zeitfenster-Kennungen oder physikalische Glasfaserverbindungen darstellen. Format und Weiterleitungsmechanik des Etiketts ändern sich, die Routing- und Signalisierungslogik bleibt jedoch konsistent. Diese Abstraktion ermöglicht einer einzigen Kontrollebene, über optische, TDM- und Paketschichten zu arbeiten, was für Carrier-Netzwerke unerlässlich ist, in denen Ebene-1- und Ebene-2-Ressourcen mit der Paketanforderung skaliert werden müssen.

Praktische Bereitstellung und Einschränkungen

GMPLS wird hauptsächlich in Carrier-Rückgratnetzen und optischen Großflächennetzwerken eingesetzt, wo Datenverkehrsverwaltung und schnelle Wiederherstellung kritisch sind. Es ermöglicht Wiederherstellungszeiten unter 50 Millisekunden durch vorausberechnete alternative LSPs und Umschaltung auf Fehlerfall ohne Warten auf Konvergenz höherer Schichten. GMPLS geht jedoch davon aus, dass das Netz einen Kanal der Kontrollebene getrennt von der Datenebene hat; optische Netze unterhalten normalerweise ein außerbaniges Verwaltungsnetz oder verwenden einen eingebetteten Überwachungskanal für Signalisierung. Ausrüstung muss GMPLS-fähige Kontrolllebenenprozessoren unterstützen, was Kosten und Komplexität gegenüber statischer optischer Schaltung erhöht.

Häufige Betriebsprobleme sind Kontrolllebenepartiationen, bei denen Signalisierungskonnektivität fehlschlägt während Datenebenenweiterleitung weiterlaufen, LSPs stranden lässt, Etikettenplatzerschöpfung auf hochgewinnen Schaltern und Nichtübereinstimmung zwischen beworbenen optischen Wellenlängenfähigkeiten und tatsächlichen Transponderabstimmungsbereichen. Interoperabilität bleibt schwierig, weil Gerätehersteller GMPLS-Teilmengen unterschiedlich implementieren, besonders bei Optischebenen-Beschränkungskodierung und Verfahren zum sauberen Ausfall. Standards existieren (IETF RFCs 3471, 3473 und zugehörige Dokumente), aber echte Netze benötigen oft herstellerspezifische Erweiterungen.