Để triển khai mạng IP/WDM vào hệ thống một trong những thách thức lớn nhất ngày nay đối mặt với các nhà sản xuất chuyển mạch quang đó là phát triển các giao thức báo hiệu cho điều khiển động và hoạt động liên mạng của lớp quang mà có lẽ đây cũng là vấn đề cần chuẩn hoá cấp bách nhất hiện nay..
Hiện nay có hai xu h−ớng xây dựng mô hình tích hợp cả hai mô hình đều giả định phát triển mạng quang thế hệ sau có topo mắt l−ới với nền điều khiển IP dựa trên chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS. Trong bối cảnh này, các giao thức định tuyến IP làm đòn bẩy cho việc nhận biết Topo mạng và các giao thức báo hiệu MPLS đ−ợc sử dụng cho thiết lập tự động. Ngoài ra sử dụng các giao thức này cho điều khiển lớp quang sẽ giúp cho các nhà sản xuất thiết bị đảm bảo tính t−ơng tích nhờ có các tiêu chuẩn rất phổ biến. Do vậy xu h−ớng chung sử dụng IP cho cả 3 mặt phẳng chức năng của mạng là: dữ liệu, điều khiển và quản lý cho mạng thế hệ sau.
Mặc dù các mô hình tích hợp đều sử dụng kiến trúc điều khiển theo IP, nh−ng chúng quản lý các ứng dụng khác nhau. Chẳng hạn, mặt phẳng điều khiển quang sẽ điều khiển quá trình thiết lập b−ớc sóng quang động nhờ các Router ở biên đ−ợc nối với mạng quang. Khi Router có tắc nghẽn, thì hệ thống quản lý mạng NMS hay chính Router sẽ yêu cầu thiết lập luồng quang động. Sau đó các chuyển mạch quang sẽ tạo mới hay cải thiện kênh quang (STM-16 hay STM-64) trên lớp quang để đáp ứng nhu cầu của Router. Vì vậy, thiết lập b−ớc sóng động có thể thích nghi đ−ợc với nhu cầu l−u l−ợng.
Với mô hình xếp chồng thì cho phép mỗi router giao tiếp trực tiếp với mạng quang thông qua giao diện mạng - ng−ời sử dụng UNI. Giao diện giữa các mạng con đ−ợc thực hiện thông qua giao diện nút mạng NNI. Mô hình giao diện UNI t−ơng tự nh− mô hình trong mạng chuyển mạch kênh truyền thống nh− mạng ISDN. Trong mô hình này mỗi mạng con sẽ tiến triển độc lập, nhờ đó cho phép các nhà khai thác mạng đ−a các công nghệ mới mà không bị gánh nặng của các công nghệ cũ. Các nhà khai thác còn có thể đáp ứng đ−ợc các cơ sở hạ tầng kế thừa hiện có. Quan trọng hơn là các nhà khai thác có thể tìm thấy đ−ợc môi tr−ờng mạng quang nhiều nhà cung cấp, nó cho phép thực hiện đ−ợc tính t−ơng thích trong t−ơng lai gần nhờ các giao diện UNI và NNI.
Mỗi mô hình có −u điểm riêng, đặc biệt mô hình xếp chồng có −u điểm nổi trội là khả năng t−ơng thích dễ dàng.
Trong quá trình chuẩn hóa thì mô hình xếp chồng trực tiếp và đơn giản hơn, nó cho phép cả điều khiển trong băng và ngoài băng các luồng quang, t−ơng tự nh− kiểu đã đ−ợc dùng trong mạng thông minh và công nghệ SS7. Với kiến trúc ngang hàng cần có thêm các thông tin giữa lớp IP và quang để quản lý các luồng đầu cuối chuyển trên luồng quang. Khối l−ợng lớn thông tin trạng thái và điều khiển này bao gồm sự truyền thông trực tiếp giữa các Router biên của mạng quang và sự truyền thông tin trong bản thân mạng quang.
Nói chung những nhà khai thác mạng cũng không mong muốn tạo ra cơ sở hạ tầng mạng IP trên nền quang mà lại bị ràng buộc bởi công nghệ ở lớp IP. Mô hình xếp chồng cho phép đổi mới tại lớp quang độc lập với lớp IP - trong khi vẫn cung cấp khả năng kết nối t−ơng thích cần thiết cho các dịch vụ nhanh mà vẫn duy trì tính toàn vẹn thông tin của nhà khai thác mạng quang. Tuy nhiên mô hình ngang hàng cho phép tích hợp hoàn toàn IP/quang tạo nên mạng Internet quang thống nhất do đó việc sử dụng quản lý mạng hiệu quả hơn, do đó phù hợp với các ISP hơn. Ngoài ra, mô hình ngang hàng gần hơn với mạng chuyển mạch gói quang trong t−ơng lai.
Xu h−ớng chuẩn hoá
Không liên quan đến mô hình nào đ−ợc các tổ chức tiêu chuẩn đi theo, có một số vấn đề thiết yếu cần giải quyết để quá trình chuẩn hoá thành công. Tr−ớc tiên, IP truyền tải trên mạng quang phải đ−ợc chuẩn hoá tức là cần xác định các yêu cầu cho giao diện IP quang, trao đổi thông tin trên giao diện này và kỹ thuật l−u l−ợng.
Một khu vực cần chuẩn hoá đó là phần điều khiển dựa trên MPLS cho mạng quang gồm nhiều mạng con nối kết, vấn đề này bao gồm thiết lập động và khôi phục nhanh xuyên suốt các mạng quang con cũng nh− giao thức định tuyến và báo hiệu. Một số vấn đề đang đ−ợc thực hiện đó là cơ chế đánh địa
chỉ toàn cầu cho các điểm luồng quang, sự lan truyền thông tin xuyên qua các mạng con, thiết lập luồng đầu cuối sử dụng các báo hiệu chuẩn, các hỗ trợ chính sách (tính c−ớc, bảo mật...) và hỗ trợ cho thiết lập mạng con riêng biệt và các thuật toán khôi phục trong một mạng con.
Vấn đề nổi cộm hiện nay là thiết lập luồng quang tự động sử dụng báo hiệu, khôi phục topo tự động, các thuật toán tối −u dung l−ợng bảo vệ các luồng để thiết lập dọc theo mỗi đoạn và khôi phục luồng đầu cuối sử dụng bảo vệ dùng chung.
Về vấn đề nhận biết topo cục bộ đã có một danh sách các yêu cầu về điều khiển. Những vấn đề này ít đ−ợc giải quyết và bao gồm xác định thông tin nào phải đ−ợc trao đổi, thông tin nào là cần thiết, các tham số tuyến, cổng nào cần đ−ợc định nghĩa và giao thức nào cho nhận biết tự động topo cục bộ. Trong các tổ chức chuẩn hoá, thì OIF (Optical Interneting Forum) là nơi gặp mặt của các nhà chế tựo thiết bị và các nhà cung cấp dịch vụ cùng nhau giải quyết các vấn đề và phát triển các chỉ tiêu thiết bị đảm bảo tính t−ơng thích của các mạng quang. IETF cũng có nhóm đặc biệt về IP Over Optic đang phát triển chuẩn về kiến trúc mạng. Cả hai nhóm này cũng tích cực hợp tác để đ−a ra chi tiết về báo hiệu IP/Optic. Gần đây cũng có hoạt động chuẩn hoá trong uỷ ban T1x1 về mạng truyền tải chuyển mạch tự động (ASTN - Automatic Switched Transport Network) theo mô hình xếp chồng. ITU cũng đang theo đuổi chuẩn này.
Một vài xu h−ớng nổi lên trong quá trình chuẩn hoá. Thiết lập luồng quang sẽ tái sử dụng cấu trúc công nghệ l−u l−ợng MPLS và sẽ sử dụng giao thức CR-LDP/RSVP cho báo hiệu thiết lập và huỷ bỏ luồng quang. Nhận biết topo tự động đang chuyển h−ớng sang giao thức quản lý tuyến LMP về thông tin trạng thái và thuộc tính của tuyến/cổng.
