ES2302025T3 - Procedimiento para la transmision de paquetes de datos sin reunion de rafagas de datos. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la transmisión de paquetes de datos (IP) entre nodos de red (A, G) de una red óptica, en el que primeramente se reserva la capacidad de transmisión de un canal de datos (lambda1) y a continuación se transmiten paquetes de datos (IP) reunidos formando una ráfaga de datos (BURST1), caracterizado porque tras la transmisión de la ráfaga de datos (BURST1) se mantiene el enlace de datos (A - G) a través del canal de datos (lambda1) y durante esta fase consecutiva (CPH) se transmiten otros paquetes de datos entre los nodos terminales de la red (A, G) sin reunirlos en ráfagas y porque el enlace sólo finaliza cuando el canal de datos existente (lambda1) se necesita, al menos por tramos, para la transmisión de una ráfaga de datos (BURST2) de otro enlace (D - E).
Description
Procedimiento para la transmisión de paquetes de
datos sin reunión de ráfagas de datos.
La invención se refiere a un procedimiento para
la transmisión de paquetes de datos entre nodos de red de una red
óptica, en el que primeramente se reserva un canal de transmisión, a
continuación se conecta el enlace y a continuación se transmiten en
ráfagas (bursts) de datos, que contienen en cada caso varios
paquetes de datos.
En la transmisión de datos a través de las
futuras redes ópticas, se utilizará el llamado Optical Burst
Switching OBS (conmutación óptica de ráfagas). Al respecto, se
acumulan varios paquetes de datos (por ejemplo paquetes IP) para
formar las llamadas ráfagas (bursts) de datos y a continuación se
envían a través de un canal de datos de una red óptica concebida
correspondientemente. El canal de datos corresponde a una
determinada longitud de onda de una señal de multiplexado en
longitudes de onda (WDM/DWDM), que transmite simultáneamente varias
señales ópticas individuales (canales) a través de una fibra óptica.
Mediante un canal de transmisión como éstos pueden transmitirse
varios mensajes diferentes, a los que están asignadas las
correspondientes secuencias de ráfagas. Cuando hay una elevada
afluencia de tráfico, se llega a mayores retardos en el envío de las
ráfagas de datos, ya que se dispone de pocas ranuras de tiempo
libres para la transmisión de las ráfagas. La probabilidad de
bloqueo se reduce mediante un
"Two-way-Reservation-OBS-Network",
2WR-OBS (red OBS de reserva bidireccional), en la
que se emite una señal de reserva y uno de los nodos de red que la
recibe realiza también la confirmación; ver al respecto por ejemplo
OFC 2003 vol.1, págs. 220-221 A.Sahara
"Demostración de la conmutación de datos de ráfagas ópticas
usando enrutadores fotónicos MPLS operada por señalización
GMPLS".
En la llamada conmutación \lambda, en la que
se dispone de varias longitudes de onda (canales) de un sistema
WDM/
DWDM para la transmisión, la granularidad de conmutación es una longitud de onda. En consecuencia, se ocupa un canal de transmisión completo incluso cuando hay una baja afluencia de tráfico; se habla entonces de una "Wavelength Consumption" (consumo de longitud de onda). Ninguno de estos procedimientos conocidos es óptimo cuando se toman como base los criterios esenciales retardo, probabilidad de bloqueo y utilización del canal de transmisión.
DWDM para la transmisión, la granularidad de conmutación es una longitud de onda. En consecuencia, se ocupa un canal de transmisión completo incluso cuando hay una baja afluencia de tráfico; se habla entonces de una "Wavelength Consumption" (consumo de longitud de onda). Ninguno de estos procedimientos conocidos es óptimo cuando se toman como base los criterios esenciales retardo, probabilidad de bloqueo y utilización del canal de transmisión.
Por lo tanto, es tarea de la invención indicar
un procedimiento mejorado para la transmisión de paquetes de datos
entre nodos de red de una red óptica.
Esta tarea se resuelve mediante un procedimiento
según la reivindicación 1.
Ventajosos perfeccionamientos se indican en las
reivindicaciones subordinadas.
La ventaja decisiva en este procedimiento
resulta de que el canal de transmisión sigue existiendo tras la
transmisión de una ráfaga de datos. Durante esta llamada fase
consecutiva se transmiten paquetes de datos "on the fly"
(sobre la marcha) sin retardo o con un retardo mínimo, ya que no se
reúnen primeramente para formar una ráfaga. La capacidad de
transmisión libre se utiliza hasta que el canal de datos, cuando no
se dispone de ningún otro canal o bien de ninguna otra longitud de
onda, se necesita para otro enlace para la transmisión de sus
paquetes de datos reunidos en ráfagas.
Sólo durante la fase consecutiva puede
interrumpirse el enlace existente para la transmisión de una ráfaga
de datos de otra fuente de datos.
Las funciones ventajosas de los métodos
conocidos de conmutación de ráfagas (Burst Switching) pueden
utilizarse en este sistema. Así se realiza la reserva de un enlace
según el principio de reserva bidireccional OBS
(Two-way-Reservation), para
minimizar la probabilidad de bloqueo.
Igualmente puede utilizarse el procedimiento
correspondiente a la invención en enlaces bidireccionales,
realizándose entonces una señalización de la finalización del
enlace en la fase consecutiva en ambos nodos de red afectados.
La invención se describirá más en detalle en
base a figuras.
Se muestra en
figura 1 la utilización de la capacidad de
transmisión en "Optical Burst Switching" (OBS), conmutaciones
ópticas de ráfagas tradicionales,
figura 2 la utilización de la capacidad de
transmisión en el procedimiento correspondiente a la invención,
figura 3 un esquema básico de circuitos de una
red óptica y
figura 4 la comparación del procedimiento
correspondiente a la invención con procedimientos tradicionales.
La figura 1 muestra la transmisión de ráfagas de
datos a través de un canal de datos \lambda1 de una determinada
longitud de onda. Primeramente se transmite una ráfaga de datos
BURST1, que contiene varios paquetes de datos (la cabecera o Header
se transmitió previamente sobre una longitud de onda en un canal de
service). Tras la finalización de la ráfaga, primeramente no se
transmite ningún dato, con lo que la capacidad de canal WCA se
desperdicia. Sólo a continuación se transmite una segunda ráfaga de
datos BURST2 de una segunda fuente de señales a través del mismo
canal de datos \lambda1 (la misma longitud de onda). En base a la
figura 2 queda claro que sólo se aprovecha una parte de la
capacidad del canal.
La figura 2 muestra el procedimiento
correspondiente a la invención. Tras la transmisión de la primera
ráfaga de datos BURST1 de la primera fuente de datos de un nodo de
red A, se envían a continuación paquetes IP del mismo nodo de red a
través del canal, pero no estando los mismos acumulados para formar
otra ráfaga. Sólo cuando se presenta una ráfaga BURST2 de otra
fuente de datos de un nodo de red (D) para su transmisión, se
interrumpe la emisión de los paquetes de datos IP_{OF}
"on-the-fly" (sobre la marcha)
y se transmite la ráfaga BURST2. Debido a la combinación de la
transmisión de ráfagas y de paquetes de datos, se denomina este
procedimiento OBS híbrido o bien "Adaptive Path
Optical Network: APON" (red óptica de vía
adaptiva).
En base a la figura 3 se describirá más en
detalle el procedimiento. En la figura se representa una red óptica
que dispone de equipos de conmutación ópticos S1 a S7, así como de
nodos terminales A a G, que como interfaz respecto a la red óptica
de tráfico propiamente dicha, reciben en cada caso de diversos
abonados señales de datos, las convierten en ráfagas de datos y las
envían a través de la red óptica a otro nodo de red, que a su vez
conduce la señal de datos o las distintas señales de datos a los
abonados. En sentido contrario, se retransmiten las señales de
datos recibidas a través de la red óptica de tráfico a los
abonados.
Partamos de una primera fase P1, la fase
consecutiva, en la que ya se ha enviado la ráfaga BURST1 y se
transmiten los paquetes de datos "on the fly" (sobre la
marcha) desde el nodo terminal A hasta el nodo terminal G. Esta
fase se mantiene hasta que en una segunda fase P2 por ejemplo el
nodo terminal D, utilizando un canal de service, envía una demanda
REQ a través del equipo de conmutación S4 y el equipo de conmutación
S5 al nodo terminal E, para realizar una reserva de capacidad de
transmisión (de un canal de datos) para su ráfaga de datos BURST2.
El equipo de conmutación S4 recibe esta demanda, ya que ningún otro
canal (ninguna otra longitud de onda) está libre, informa al nodo
terminal A mediante una señal de interrupción DISC (Disconnect) de
que el enlace existente se interrumpirá. El nodo terminal E, al que
desea enviar los datos D, recibe ahora la demanda de reserva y
envía una confirmación ACK (Acknowledgement) de retorno al nodo
terminal D. D recibe esta confirmación y puede enviar ahora su
ráfaga de datos BURST2. La representación de la figura 2 muestra
esta "señal de ráfaga de multiplexado" sobre el enlace entre
los equipos de conmutación S4 y S5.
Una variante en la fase 3 consiste en que el
equipo de conmutación S4 espere a la señal de confirmación del nodo
terminal E, que considera los paquetes de datos enviados "on the
fly" (sobre la marcha) como enlace libre y por lo tanto pese a
ello envía su confirmación ACK. Sólo entonces envía el equipo de
conmutación S4 la señal de interrupción al nodo de red A.
Tras establecerse el enlace D-E,
sigue existiendo este enlace ahora para otros paquetes de datos de
D, hasta que el mismo es interrumpido de nuevo por uno de los nodos
terminales, por ejemplo de nuevo por el nodo terminal A.
El procedimiento híbrido OBS puede utilizarse
igualmente para enlaces bidireccionales. Las señales de interrupción
deben entonces enviarse a ambos nodos de red conectados entre
sí.
La figura 4 muestra las características del OBS
híbrido y del procedimiento conocido: conmutación \lambda
\lambdaS, Optical Burst Switching OBS (conmutación óptica de
ráfagas) y Two-way-Reservation
2WR-OBS (reserva bidireccional). En comparación con
OBS y 2WR-OBS, el tiempo de retardo T_{D} al
enviar un paquete de datos es bajo. En comparación con la
conmutación \lambda, en la que siempre se dispone de una longitud
de onda completa y con ello de un canal de transmisión completo, el
tiempo de retardo es naturalmente superior. La probabilidad de
bloqueo P_{B} es muy baja, ya que el OBS híbrido funciona
igualmente con reserva y confirmación. La misma es inferior a en
ambos procedimientos OBS, ya que sólo debe transmitirse una cantidad
inferior de ráfagas. La Wavelength Consumption (utilización de
longitud de onda) WU se equipara a la del 2WR-OBS,
ya que la transmisión de los paquetes de datos IP no se considera,
puesto que la fase consecutiva es considerada por el sistema como
capacidad libre. La fluctuación de fase es muy pequeña debido a los
reducidos tiempos de espera, en particular durante la fase
consecutiva y tampoco se necesita durante esta fase ningún preámbulo
(Overhead) de señalización.
Resumiendo, puede decirse así que el OBS híbrido
ofrece ventajas esenciales respecto a los procedimientos de
transmisión de ráfagas utilizados hasta ahora.
Claims (8)
1. Procedimiento para la transmisión de paquetes
de datos (IP) entre nodos de red (A, G) de una red óptica, en el
que primeramente se reserva la capacidad de transmisión de un canal
de datos (\lambda1) y a continuación se transmiten paquetes de
datos (IP) reunidos formando una ráfaga de datos (BURST1),
caracterizado porque
tras la transmisión de la ráfaga de datos
(BURST1) se mantiene el enlace de datos (A - G) a través del canal
de datos (\lambda1) y durante esta fase consecutiva (CPH) se
transmiten otros paquetes de datos entre los nodos terminales de la
red (A, G) sin reunirlos en ráfagas y
porque el enlace sólo finaliza cuando el canal
de datos existente (\lambda1) se necesita, al menos por tramos,
para la transmisión de una ráfaga de datos (BURST2) de otro enlace
(D - E).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque
se envía una demanda (REQ) para reservar
capacidad de transmisión/de un canal de datos (\lambda1) por parte
de un nodo de red (D) que desea la reserva a través de equipos de
conmutación (S4, S5) de la red óptica a un nodo terminal (E).
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque
se realiza una reserva de capacidad de
transmisión/de un canal de datos (\lambda1) para un nuevo enlace
(D - E) sólo durante la fase consecutiva (CPH).
4. Procedimiento según la reivindicación 2 ó
3,
caracterizado porque
tiene lugar una señal de interrupción (DISC) a
través de los equipos de conmutación (S4, S1) que se encuentran en
la vía de enlace (A - G) al nodo terminal (A) que utiliza el enlace
deseado en la fase consecutiva (CPH) para el envío de datos.
5. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque
la reserva de la capacidad de transmisión de
realiza según un principio OBS
Two-way-Reservation (de reserva
bidireccional) mediante demanda y confirmación.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque
la reserva de capacidad de transmisión/canales
de transmisión se realiza para enlaces bidireccionales.
7. Procedimiento según reivindicación 6,
caracterizado porque
para la reserva de capacidad de transmisión para
un nuevo enlace (D - E) se envía una señal de interrupción (DISC) a
ambos nodos terminales de la red (A,G) de un enlace (A - G) a través
de los equipos de conmutación (S4, S5) que se encuentran en la vía
de enlace (A - G).
8. Procedimiento según la reivindicación 4 ó
7,
caracterizado porque
se envía una señal de interrupción (DISC) sólo
cuando se ha realizado una confirmación (ACK) por parte del nodo
terminal (E) que recibe una demanda (REQ) para la reserva de
capacidad de transmisión.
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