ES2224030T3 - Transporte mejorado de trafico ethernet sobre una red de transporte sdh/sonet. - Google Patents
Transporte mejorado de trafico ethernet sobre una red de transporte sdh/sonet.Info
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Abstract
Un método para tratar señales de tramas Ethernet en una red SDH/SONET, (Synchronous Digital Hierarchy/Synchronous Optical NETworkc = Jerarquía Digital Síncrona/Red Óptica Síncrona), comprendiendo la red SDH/SONET elementos de red o nodos y conexiones de fibra óptica que conectan los elementos de red, estando caracterizado el método por la etapa de definir una nueva capa/red (NETS = Network of Ethernet Transport over SDH/SONET = Red de Transporte Ethernet sobre SDH/SONET) entre SDH/SONET y Ethernet, para gestionartratar las señales Ethernet sobre la red SDH/SONET, usando la nueva capa/red (NETS) los recursos de la red SDH/SONET de tal manera que optimice los servicios proporcionados y las actuaciones con referencia a este tipo específico de transporte; en el que la etapa de definir una nueva capa/red (NETS) comprende las etapas de: definir por lo menos dos Puntos de Acceso (AP) de Ethernet, a saber, interfaces Ethernet en el límite de la red SDH/SONET donde las señales Ethernet pueden acceder/abandonar la red SDH/SONET; definir un Enlace como un par de Puntos de Acceso Ethernet que proporcione una conexión punto a punto; para cualquier par de Puntos de Acceso Ethernet, defginir Circuitos correspondientes, a saber, todas las rutas posibles que conectan el par de Puntos de Acceso a través de la red SDH/SONET; y dDividir cada Circuito en Conductos, a saber, una secuencia de segmentos más pequeños.
Description
Transporte mejorado de tráfico Ethernet sobre una
red de transporte SDH/SONET.
La presente invención se refiere al campo de las
telecomunicaciones y, en particular, a un método y un dispositivo
para tratar tráfico de tramas Ethernet y transportar dicho tráfico
sobre una red de transporte SDH/SONET (Synchronous Digital
Hierarchy/Synchronous Optical NETwork = Jerarquía Digital
Síncrona/Red Óptica Síncrona).
Como es conocido, el tráfico generado por un
aparato Ethernet está caracterizado por discontinuidades, a saber,
hay periodos con una velocidad más o menos constante de envío de
paquetes Ethernet, y periodos durante los cuales existe un periodo
de tiempo bastante largo entre una trama Ethernet recibida y la
siguiente. Dicho tráfico inestable/inconstante se denomina
generalmente "a ráfagas" ("bursty"). Por el contrario, el
tráfico SDH o SONET está caracterizado por una velocidad constante
de envío/recepción. En otras palabras, cualquier elemento de red de
una red de transporte SDH/SONET envía tramas correspondientes con
una velocidad regular y constante. Además, las tramas Ethernet no
tienen una longitud/tamaño fijo sino solamente un tamaño máximo
(1518 octetos).
Es fácil entender que estas discrepancias dan
lugar a una adaptación muy difícil de dos tecnologías que tienen
naturalezas/características diferentes.
Una solución ya disponible para el problema
anterior permite el mapeado de tramas Ethernet en Contenedores
Virtuales SDH/SONET como un tributario transparente; todos los bits
entrantes son transportados a la interfaz de salida con la
información de temporización relacionada (frecuencia para recuperar
la velocidad de transmisión apropiada en el lado de recepción).
Dentro de la carga útil (payload) de SDH/SONET también son mapeados
los tiempos muertos entre una trama Ethernet recibida y la
siguiente.
Desgraciadamente, aunque dicha solución se podría
considerar fácil de llevar a la práctica, las actuaciones de este
tipo de transporte son las mismas que para el transporte de un
tributario PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy = Jerarquía
Digital Plesiócrona), a saber, demasiado lentas. Esta mejor solución
anterior está estrictamente ligada a la arquitectura SDH y no
permite proporcionar nuevos servicios o lograr mejores actuaciones
con respecto al transporte de un tributario PDH transparente.
Además, se desperdicia algo de anchura de banda porque se usa para
transportar información inútil.
Ya se conocen métodos para asignar paquetes
Ethernet sobre SDH usando protocolos particulares, por ejemplo, en
el documento US-A1-2001/043603 el
protocolo LAPS (Link Access Protocol SDH = Protocolo SDH de Acceso
a Enlace).
Del documento
WO-A1-0115363 se conoce también un
sistema para transportar paquetes (Ethernet) en una red de anillo
SDH/SONET que minimiza el tiempo de tránsito de espera (retardo) de
los paquetes en los nodos. En cada nodo, se usa un campo de la
cabecera de cada paquete para comprobar si el paquete se ha extraer
localmente o dirigir al siguiente nodo.
Sin embargo, esos sistemas conocidos no están
dirigidos, en el mejor de los casos, a los problemas anteriormente
mencionados de la difícil adaptación de dos tecnologías que tienen
naturalezas/características diferentes, como SDH/SONET y
Ethernet.
En vista de los problemas anteriores, el objeto
general de la presente invención es resolverlos de una manera
eficiente.
El objetivo principal de la presente invención es
proporcionar un método y un dispositivo para un transporte mejorado
de tráfico de tramas Ethernet sobre una red de transporte
SDH/SONET.
El anterior y otros objetos de la presente
invención se obtienen mediante un método y un dispositivo según las
reivindicaciones 1 y 9, respectivamente. La presente invención
comprende también un administrador de red según la reivindicación
8. otras características ventajosas de la presente invención se
exponen en respectivas reivindicaciones dependientes. Todas las
reivindicaciones están ideadas como una parte integral de la
presente descripción.
La idea básica de la solución propuesta es
proporcionar una nueva capa/red completa sobre la red SDH/SONET a
fin de tratar el transporte del tráfico Ethernet sobre una red
SDH/SONET; esta nueva capa/red usa los recursos de la red SDH/SONET
de una manera tal que optimiza los servicios proporcionados y las
actuaciones con referencia a este tipo específico de transporte.
El dispositivo según la presente invención puede
supervisar continuamente el canal Ethernet y distinguir la
naturaleza de Evento Portador, de modo que se puedan seleccionar
las tramas que contienen carga útil y se puedan ignorar y no
asignar a contenedores virtuales SDH las que están en reposo.
Para aumentar la adaptación entre Ethernet y
SDH/SONET y soportar mejor todas las funciones que se han de
implementar, se ha decidido insertar otro nivel de encapsulado de
datos.
La presente solución permite a los clientes de
Ethernet establecer sus propias Redes Privadas Virtuales (Virtual
Private Network = VPN) (basadas en conexiones punto a punto) por
medio de una red SDH/SONET.
La presente invención quedará clara a la vista de
la siguiente descripción detallada, que se ha de leer con
referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
la Figura 1 muestra la estructura de una VPN y
circuitos relacionados;
la Figura 2 es una representación esquemática de
etapa de encapsulado de tramas Ethernet en una trama SDH/
SONET;
SONET;
la Figura 3 muestra un esquema básico de
inserción de paquetes GFP (Generic Frame Procedure = Procedimiento
de Trama Genérica) en contenedores C-4; y
la Figura 4 muestra con mayor detalle un Enlace
seleccionado con los dos Circuitos relacionados.
La presente invención se lleva a la práctica
proporcionando una nueva capa/red completa que se denomina NETS (es
decir, Network of Ethernet Transport over SDH/SONET = Red de
Transporte Ethernet sobre SDH/SONET). La NETS comprende elementos
básicos que se han de definir en adelante.
Los recursos básicos de la NETS son Contenedores
Virtuales SDH/SONET; la NETS usa estos recursos como conductos
básicos para conectar dos puntos de acceso de Ethernet (conexión
punto a punto).
El modelo NETS proporciona diferentes esquemas de
conexión y administración de estos conductos básicos; por medio de
este nuevo modelo es posible proporcionar nuevos servicios y
realizar, de una manera mejor, servicios ya proporcionados por la
red SDH/SONET.
El modelo NETS está basado en cinco elementos
básicos: Punto de Acceso, Enlace, Circuito, Conducto y Camino.
Un punto de acceso (AP = Access Point) es una
interfaz Ethernet en el límite de una red SDH/SONET; es el punto
donde el tráfico Ethernet puede acceder/abandonar la red
SDH/SONET.
La Figura 1 representa un ejemplo sencillo de red
que comprende seis Elementos de Red (NE = Network Element), teniendo
cada elemento de red un Punto de Acceso; naturalmente un Elemento de
Red puede albergar más de un Punto de Acceso.
Sólo se representan los Elementos de Red con
capacidad para extraer/insertar tráfico Ethernet; los Elementos de
Red que administran precisamente tráfico SDH/SONET son
transparentes y no se representan.
Un par de Puntos de Acceso Ethernet define una
conexión punto a punto; esta conexión se denomina Enlace. Por
ejemplo, con referencia a la Figura 1, el par AP #0 y AP #1
identifica un enlace; el par AP #2 y AP #5 define otro enlace,
etc.
En el caso en que dos puntos de acceso estén
conectados a un solo enlace, dicho enlace representa una conexión
Punto a Punto. Si un punto de acceso estuviera conectado a más de
un enlace, dicho punto de acceso estaría sometido a una conexión
Punto a multiPunto, pero los diversos enlaces se han de considerar
conexiones Punto a Punto. En caso de conexiones multipunto, se deben
proporcionar funciones de lanzamiento (envío de diferentes tramas a
varios Puntos de Acceso) y agrupación (agregaciones de tramas que
proceden de varios Puntos de Acceso).
Una red SDH/SONET podría permitir la conexión de
dos Puntos de Acceso (es decir, lograr un Enlace) por medio de
rutas diferentes; cada ruta se denomina Circuito. Cada circuito se
obtiene por una concatenación de Conductos y se podría considerar
como una conexión en serie de N Conductos.
La siguiente Tabla 1 da una lista de las rutas
posibles para el Enlace identificado por los Puntos de Acceso AP #0
y AP #1 de la Figura 1.
En principio, también es posible la ruta NE #0 -
NE #4 - NE #3 - NE #0 - NE #1, pero no es realmente significativa
porque está constituida por un anillo que conduce al punto de
partida NE #0 y ruta #1.
El enlace AP #0 - AP #1 se logra por medio de
estos cinco circuitos; por supuesto, se podría seleccionar un
subconjunto de todos los Circuitos posibles para lograr un
Enlace.
A su vez, cada Circuito/ruta que conecta dos
Puntos de Acceso se puede dividir en una secuencia de segmentos más
pequeños; cada segmento se denomina Conducto.
Con referencia a la anterior lista de Circuitos,
en la Tabla 2 se da la descripción de todos los Conductos
relacionados.
Como está claro de la anterior Tabla 2, un
Conducto puede estar compartido entre diferentes Circuitos.
A su vez, cada Conducto comprende uno o más
Contenedores Virtuales SDH/SONET; esto significa que su capacidad
es la suma de las capacidades de todos los Contenedores Virtuales
relacionados.
A continuación (véase Tabla 3), con referencia
otra vez a la Figura 1, se da una descripción completa de Enlaces
con la composición de Conductos.
(VC = Virtual Container = Contenedor
Virtual.)
El conducto básico es el Contenedor Virtual que
conecta dos Elementos de Red; se denomina Camino.
Para mejorar la adaptación entre Ethernet y
SDH/SONET, y para soportar mejor todas las funciones que han sido
seleccionadas, se ha decidido insertar otro nivel de encapsulado de
datos. El protocolo usado para este nivel intermedio es el GFP
(Generic Frame Procedure = Procedimiento de Trama Genérica). Se ha
seleccionado esta técnica porque el paquete GFP ha sido definido
apropiadamente para permitir el mapeado de datos genéricos en
tramas de transporte que tienen una carga útil de longitud variable
y está basado en la alineación de octetos, tal como SDH/SONET y OTN
(Optical Transport Network = Red Óptica de Transporte). La Figura 3
muestra un esquema básico de encapsulado de datos según la presente
invención.
De la figura se puede inferir que la primera
etapa de encapsulado tiene una relación 1:1 (un mensaje Ethernet es
insertado en un mensaje GFP). En lo que se refiere al mapeado de
paquetes GFP en Contenedores Virtuales SDH/SONET, dicho mapeado se
logra por un método similar al usado para asignar tramas ATM
(Asynchronous Transfer Mode = Modo de Transferencia Asíncrono). Para
facilitar la comprensión de dicho procedimiento, es posible
considerar los paquetes GFP como una corriente de octetos que se ha
de insertar en Contenedores Virtuales. El número de paquetes GFP
que se podrían insertar en un Contenedor Virtual es variable y
depende de dos factores fundamentales: la capacidad del Contenedor
Virtual y la dimensión del GFP que, a su vez, depende de la trama
Ethernet que se ha de transportar.
De acuerdo con estos dos factores, es posible que
un solo paquete GFP sea mapeado en dos o más Contenedores
Virtuales, o que una pluralidad de paquetes GFP sea insertada en un
solo Contenedor Virtual.
Para recuperar las tramas GFP es necesario
efectuar una alineación para el campo PLI que, a su vez, indica la
longitud del campo de datos de carga útil. El campo PLI (PDU Length
Indication = Indicación de Longitud de PDU; PDU = Protocol Data
Unit = Unidad de Datos de Protocolo) se describirá más adelante.
También se presentan más adelante algunos ejemplos de mapeado de
GFP a VC-x.
En el campo PLI están dispuestos dos octetos.
Éstos son el número binario que representa el número de octetos
contenidos en el área de carga útil del propio paquete.
La información de supervisión para tratar la red
según la presente invención es intercambiada mediante el uso de
paquetes GFP de Mensajes Exploradores apropiados. Éstos son
paquetes de control que son enviados siempre antes de enviar
paquetes únicos que contienen tramas Ethernet (en principio se envía
un mensaje explorador apropiado único en el caso en que no hayan
mensajes que transportar).
Según la presente invención, se proporcionan
cuatro mensajes exploradores diferentes. En principio, cada mensaje
explorador diferente cubre una parte de la información que es
solicitada por la red que está realizada según la presente
invención. Convenientemente, cada Mensaje Explorador comprende un
campo SMT (Scout Mesage Type = Tipo de Mensaje Explorador) para
indicar claramente el tipo de mensaje explorador (por ejemplo: SMT
para Mensaje de Estado de Camino = 00; SMT para Mensaje
de Estado Completo = 01; STM para Información de Estado
Completo y de Mensaje Ethernet = 02; y STM para Mensaje
de Estado Completo y de Retardo = 03).
El primero y más sencillo Mensaje Explorador que
se proporciona se denomina Mensaje de Estado de Camino. Se
puede presentar solamente la información relacionada con la
condición de funcionamiento del camino.
El segundo Mensaje Explorador, denominado
Mensaje de Estado Completo, contiene toda la información
requerida para calcular una estimación de retardos de propagación
de datos a través de la red privada virtual y la información
relacionada con el estado de funcionamiento de Enlaces, Circuitos y
Caminos.
El tercer Mensaje Explorador, denominado
Información de Estado Completo y de Mensaje Ethernet, está
colocado delante del mensaje GFP que contiene la trama Ethernet. El
objeto de dicho paquete es transportar toda la información
relacionada con el estado de funcionamiento, la información
requerida para calcular el tiempo de tránsito de paquetes y la
información relacionada con el mensaje Ethernet que es
transportado.
El cuarto Mensaje Explorador, denominado
Mensaje de Estado Completo y de Retardo es muy
parecido al tercero, pero la diferencia está en que se envía sin un
paquete GFP que contenga una trama Ethernet. El objeto de dicho
Mensaje Explorador es proporcionar indicaciones útiles acerca de
tiempos de tránsito de Circuitos de un Enlace, incluso aunque no
haya tramas Ethernet que enviar. Justamente por este motivo, todos
los campos que contienen información relacionada con mensajes de
datos no son significativos; sólo los campos que transportan estado
de Camino, estado de Circuito, estado de Enlace y sus retardos son
considerados como válidos.
Ahora siguen algunos ejemplos de mapeado de
tramas Ethernet en estructuras SDH. Los mismísimos conceptos son
igualmente aplicables a estructuras SONET.
Para comprender mejor el procedimiento de mapeado
según la presente invención, se exponen las siguientes nociones
básicas y nuevos conceptos.
| Capacidad | C-4: | 2340 octetos |
| Capacidad | C-12: | 136 octetos |
| Capacidad | C-3: | 756 octetos |
Tamaño máximo de tramas Ethernet: 1518 octetos +
8 octetos (preámbulo + SFD)
Tamaño de campos GFP adicionales para una trama
Ethernet: 12 octetos
Tamaño de Mensaje Explorador Información de
Estado Completo y de Mensaje Ethernet: 20 octetos
Tamaño de Mensaje Explorador Mensaje de Estado
Completo: 18 octetos
Primer
ejemplo
Mapeado de una trama Ethernet de 1526 octetos,
junto con un Mensaje Explorador acompañante, en i) un
VC-4, ii) un VC-3 o iii) un
VC-12. El Mensaje Explorador acompañante es
Información de Estado Completo y de Mensaje Ethernet. Dentro
del paquete GFP que encapsula la trama Ethernet, no se incluirían
los campos de Preámbulo y SFD (Start Frame Delimiter = Delimitador
de Trama de Arranque) de la trama Ethernet; por tanto, en el campo
de Datos de Carga útil (Payload) del GFP, están insertados 1518
octetos. Como el tamaño del Mensaje Explorador es 20 octetos, en la
carga útil de la trama SDH están insertados 1550 octetos.
- i)
- Mapeado en un VC-4: un contenedor C-4 tiene 2340 octetos y, por tanto, es posible insertar solamente el mensaje Ethernet junto con el respectivo Mensaje Explorador (2340 octetos/1550 octetos = 1.509). En el caso en que se transportaran dos tramas Ethernet, está claro que la segunda trama Ethernet y su Mensaje Explorador solamente puede estar insertada parcialmente en el primer contenedor, mientras que los restantes octetos estarían mapeados en el segundo C-4 (véase Figura 3).
- ii)
- Mapeado en un C-3: un contenedor C3 tiene 756 octetos y, por tanto, se deben usar tres contenedores C-3 para insertar una trama Ethernet. Dos contenedores estarán completamente llenos, mientras que el tercero estará sólo parcialmente utilizado.
- iii)
- Mapeado en un C-12: un C-12 tiene 136 octetos y, por tanto, se deben usar doce contenedores C-12 para insertar una trama Ethernet. Once contenedores estarán completamente llenos, mientras que el último estará sólo parcialmente utilizado.
Segundo
ejemplo
Mapeado de un Mensaje de Estado Completo
de 18 octetos en iv) C-4, v) C-3 y
vi) C-12
- iv)
- Mapeado en un VC-4: un contenedor C-4 tiene 2340 octetos y, por tanto, es posible insertar 130 Mensajes de Estado Completo.
- v)
- Mapeado en un C-3: un contenedor C-3 tiene 756 octetos, y, por tanto, es posible insertar 42 Mensajes de Estado Completo.
- vi)
- Mapeado en un C-12: un C-12 tiene 136 octetos y, por tanto, se podrían insertar siete Mensajes de Estado Completo, con otro Mensaje de Estado Completo parcialmente insertado.
Naturalmente, los cálculos anteriores son
puramente teóricos, ya que el tamaño de una trama Ethernet no
siempre corresponde al tamaño máximo admisible.
Una conexión punto a punto de dos Puntos de
Acceso se logra mediante las siguientes etapas:
- a)
- Definir un Enlace;
- b)
- Seleccionar uno o más Circuito(s);
- c)
- Definir el tamaño de los Conductos relacionados; y
- d)
- Seleccionar los Caminos relacionados.
Como ahora está definida completamente la
conexión punto a punto, el simple transporte de una trama Ethernet
se efectúa mediante las siguientes etapas:
- e)
- Recibir la trama Ethernet en la interfaz Ethernet de un Punto de Acceso;
- f)
- Encaminar la trama Ethernet hacia, por lo menos, un enlace;
- g)
- Seleccionar uno de los Circuitos disponibles;
- h)
- Seleccionar un Camino disponible del (primer) Conducto del Circuito seleccionado;
- i)
- Encapsular la trama Ethernet en el Camino disponible seleccionado (es decir, Contenedor Virtual);
- j)
- Transportar la trama Ethernet hasta el siguiente Elemento de Red (a saber, hasta el final del Conducto); y
- k)
- Extraer la trama Ethernet del Contenedor Virtual.
En el caso en que el Circuito seleccionado
comprenda más Conductos, se repiten las etapas h) a k) en cada
Elemento de Red intermedio hasta que se alcance el último Elemento
de Red. Además
- l)
- Insertar la trama Ethernet extraída, en una cola reordenada. De hecho, debido a la posible desviación entre Circuitos diferentes o entre Caminos diferentes de un Conducto, el orden de los mensajes recibidos en el Elemento de Red de destino podría ser diferente del orden de los mensajes en el Punto de Acceso de partida, por tanto, se requiere una acción de reordenación. Si se usara simplemente un Circuito y un Camino único, no sería necesaria la etapa k).
- m)
- Finalmente, proporcionar la trama Ethernet a la interfaz Ethernet del Punto de Acceso de destino,
Lo anterior es solamente un ejemplo de transporte
simple para mostrar la versatilidad de la red/capa adicional según
la presente invención. A continuación se da una descripción
detallada de una protección Ethernet sin coincidencias (hitless)
efectuada mediante la presente invención. En principio, las redes
SDH/SONET ya proporcionan diferentes tipos de protección (por
ejemplo SNCP = SubNetwork Connection Protection = Protección de
Conexión de Subred, o MS-SPRING = Multiplex
Section-Shared Protection Ring = Anillo de
Protección Compartido de Sección Múltiple) que se pueden aplicar a
tramas Ethernet cuando las tramas Ethernet son encapsuladas en
Contendores Virtales SDH/SONET. La ventaja del mecanismo de
protección Ethernet sin coincidencias, según la presente invención,
es que se efectúa en el nivel más bajo posible, se podría
implementar fácilmente mediante equipo físico y proporciona
actuaciones sin coincidencias.
Con referencia a la Figura 1, considérese la
conexión punto a punto (Enlace AP #0 - AP #1) que está identificada
por el par de Puntos de Acceso AP #0 y AP #1. Diferentes rutas
constituidas por Contenedores Virtuales SDH/SONET pueden conectar
los dos Puntos de Acceso AP #0 y AP #1; por ejemplo, dos de ellas
podrían ser el Circuito A y el Circuito B. El Circuito A es la ruta
directa que comprende cinco VC-12; el Circuito B es
una ruta que comprende una secuencia de un VC-3 y
diez VC-12 con un nodo intermedio (NE #4). En
principio, varias otras rutas pueden conectar los Puntos de Acceso
AP #0 y AP #1, pero para el objetivo de este ejemplo, y por motivos
de claridad, solamente dos de ellas serán suficientes.
La Figura 1 realza el Enlace seleccionado con los
dos Circuitos relacionados
La idea básica de la solución propuesta comprende
las siguientes etapas:
\Box Cada vez que se recibe una trama Ethernet
en AP #0 de NE #0, es transmitida a lo largo de ambos circuitos
Circuito A y Circuito B. Claramente, la transmisión a lo largo de
dos rutas diferentes da lugar a un servicio de protección.
\Box Como consecuencia de la etapa anterior, NE
#1 recibe la misma trama Ethernet dos veces; como regla general,
aquél aceptará la trama recibida del Circuito más rápido y descarga
la segunda. Considérese que el circuito B es más rápido que el
Circuito A; las tramas Ethernet recibidas del Circuito B son
seleccionadas, mientras que las tramas recibidas del Circuito A son
descargadas.
\Box En caso de fallo del Circuito B, NE #1
recibe solamente tramas del Circuito A y, por supuesto, las acepta;
la protección de realiza cambiando la selección de Circuito de B a
A.
La protección es sin coincidencias porque la
selección esa base de tramas y se mantiene la secuencia de tramas
Ethernet.
Ahora se da una descripción más detallada de la
solución propuesta de protección Ethernet sin coincidencias,
haciendo también referencia a las Figuras 1 y 4.
Cada vez que se recibe una trama Ethernet en el
AP #0 de NE #0, se almacena en una cola de mensajes entran-
tes.
tes.
Cada trama es etiquetada para recuperar la
secuencia exacta de tramas en el punto final. Por ejemplo, una
secuencia de tramas etiquetadas recibidas podría ser FR_{1},
FR_{2}, FR_{3} ... FR_{n}.
La trama recibida es transmitida por dos
transmisores separados, TXA y TXB, al Circuito A y al Circuito B,
respectivamente. Diferentes tipos de Contenedores Virtuales
(VC-12 para el Circuito A y
VC-3/VC-12 para el Circuito B)
efectúan el transporte de una trama a lo largo de rutas diferentes
(directa para el Circuito A, con un nodo intermedio para el
Circuito B). En el nodo receptor están dispuestos dos receptores
diferentes (RXA, RXB).
En el nodo intermedio (NE #4) del circuito B, las
tramas Ethernet son almacenadas en una cola de nodos intermedios.
En principio, la presencia de un nodo intermedio en un Circuito da
lugar a un retardo en la transmisión de la trama. En el caso
presente, el Circuito B es más rápido que el Circuito A porque la
capacidad de los dos conductos (un VC-3 y diez
VC-12) del Circuito B es mayor a pesar de la
presencia del nodo intermedio (NE #4).
Esto significa que una trama (por ejemplo
FR_{1}) del Circuito B es recibida en NE #1 antes que la misma
trama sea recibida del Circuito A; NE #1 selecciona solamente la
primera trama recibida y la almacena en una cola de tramas Ethernet
salientes que son transmitidas en AP #1.
Hasta que ambos Circuitos estén activos,
solamente las tramas recibidas del Circuito más rápido son
seleccionadas y almacenadas en la cola de tramas salientes; por
supuesto, se mantiene la secuencia de tramas (posiblemente se
recupera mediante la etiqueta).
Si se produce un fallo en el Circuito B, después
de la transmisión de la trama FR_{3}, NE #1 recibe la trama
FR_{4} solamente una vez (sólo del Circuito A).
NE #1 selecciona la trama FR_{4} del Circuito A
porque es la primera trama recibida, y la almacena en la cola; lo
mismo sucede para las tramas siguientes hasta que el Circuito B sea
restaurado.
La trama FR_{4} y las siguientes no se pierden,
y se mantiene la misma secuencia de tramas; esto significa que se
ha realizado satisfactoriamente una protección sin
coincidencias.
Cuando se ha restaurado el Circuito B, NE #1
cambia de nuevo su selección a modo sin coincidencias libre de
fallos.
Es importante observar que la selección de
Circuito está basada en trama a trama y no está relacionada ni con
la última selección ni con el estado de recepción de las tramas
anterior o siguiente. En otras palabras, cuando se recibe una trama
etiquetada como FR_{n+1}, la selección de Circuito se efectúa
independientemente de la última selección y también
independientemente de si ya se ha recibido o no la trama FR_{n} o
FR_{n+2}.
De cualquier modo, la recepción de la trama
FR_{n+1} antes de la trama FR_{n} podría ocurrir cuando la
desviación entre los dos circuitos es igual o mayor que el tiempo
requerido para el transporte de una trama o para que el Circuito
más rápido sea restaurado después de un fallo.
Podría suceder que el transporte de la trama
FR_{n} sea efectuado por el Circuito A solamente debido al fallo
del Circuito B, pero el transporte de la trama FR_{n+1} sea
efectuado por ambos Circuitos porque el Circuito B haya sido
restablecido. Debido a la desviación entre los dos Circuitos, NE #1
recibe la trama FR_{n+1} del Circuito B antes que la trama
FR_{n} del Circuito A. La trama FR_{n+1} es almacenada en la
cola y la selección relacionada es el Circuito B; también la trama
FR_{n} es almacenada en la cola, pero la selección relacionada es
el Circuito A. Por supuesto, la trama FR_{n+1} no puede ser
suministrada al AP #1 hasta la recepción de la trama FR_{n}.
La selección independiente trama a trama del
Circuito es importante no sólo cuando ocurre/desaparece un fallo de
Circuito, sino también cuando ambos Circuitos están activos.
Con referencia de nuevo a la Figura 1,
considérese otro Enlace, el Enlace AP #0 - AP #4; un Circuito de
este Enlace (Circuito C) podría estar constituido por un
VC-3 entre NE #0 y NE #4 y un VC-3
entre NE #4 y NE #3. Se observa que el primer VC-3
es el mismo VC-3 usado para el Circuito B del Enlace
AP #0 - AP #1, es decir, es un recurso compartido.
Lo anterior da lugar a un retardo de transporte
de una trama a lo largo del Circuito B, que depende también del
tráfico del otro Circuito (Circuito C) y que puede cambiar
dinámicamente.
En el caso en que los Circuitos A, B y C estén
activos y el retardo de transporte a lo largo de uno o ambos
Circuitos cambie dinámicamente para los recursos compartidos, el
Circuito más rápido puede moverse dinámicamente del Circuito A al
Circuito B y viceversa. Por tanto, la selección de Circuito puede
cambiar también sin la ocurrencia de ningún fallo.
La presente invención puede ser llevada a la
práctica tanto en forma de circuito físico como por programación.
Ventajosamente es llevada a la práctica en forma de circuito físico
a través de una red SDH/SONET que comprende elementos de red (por
ejemplo ADM = Add-Drop Multiplexer = Multiplexor de
Inserción/Extracción y Conexiones Cruzadas) y conexiones de fibra
óptica. En particular, la nueva capa según la invención es
suministrada por un administrador de red que administra la red
física a un nivel elevado. Además, dentro de los elementos de red (o
al menos en parte de los mismos) está dispuesta por lo menos una
placa adicional. Cada placa adicional comprende por lo menos una
interfaz Ethernet, a saber, un Punto de Acceso. Generalmente,
varios Puntos de Acceso están dispuestos en cada placa
adicional.
Según una realización preferida de la presente
invención, cada placa adicional comprende medios FPGA (dos FPGA; a
saber, Field Programmable Gate Array = Conjunto de Puertas de Campo
Programable), medios de memoria y medios de Circuitos Integrados
(dos ASIC = Application Specific Integrated Circuit = Circuito
Integrado de Aplicación Específica). El administrador de red
suministra alguna información a la placa adicional (particularmente
a los FPGA) que comprende qué AP se debe usar, la velocidad de
transmisión del flujo Ethernet (10 ó 100 Mb/s) y los recursos
SDH/SONET que se han de usar para transportar la señal Ethernet.
Además, los FPGA realizan varias tareas adicionales tales como
llenar/vaciar los contenedores virtuales.
Los medios de memoria comprenden varias memorias,
a saber, una memoria de datos, una memoria externa con información
de encaminamiento, una memoria de enlaces para almacenar
información acerca de cada enlace y una memoria de circuitos para
contener las colas y tablas de circuitos.
Otra ventaja proporcionada por la presente
invención es que cada paquete GFP para tramas Ethernet comprende un
campo de Comprobación de Error de Cabecera de Núcleo (Core Header
Error Check) que contiene un código CRC (Cyclic Redundance Code =
Código de Redundancia Cíclica) de corrección de errores para
proteger la integridad de la cabecera de núcleo del paquete GFP. El
código CRC de corrección de errores según la presente invención
puede corregir un solo error y detectar cualquier posible error
posterior. Por tanto, la ventaja es que sólo se podrían descargar
las tramas Ethernet con errores cuando se recibe una trama
SDH/SONET; se podrían mantener ventajosamente las tramas sin
errores. Esto está en oposición a los mecanismos de códigos de
corrección de errores que se proporcionan para corregir errores en
la trama SDH/SONET completa.
Todavía otra ventaja de la presente invención es
que se podría aplicar a cualquier topología de red, a saber,
lineal, en malla, en anillo, en árbol...
Claims (12)
1. Un método para tratar señales de tramas
Ethernet en una red SDH/SONET, (Synchronous Digital
Hierarchy/Synchronous Optical NETwork = Jerarquía Digital
Síncrona/Red Óptica Síncrona), comprendiendo la red SDH/
SONET elementos de red o nodos y conexiones de fibra óptica que conectan los elementos de red, estando caracterizado el método por la etapa de definir una nueva capa/red (NETS = Network of Ethernet Transport over SDH/SONET = Red de Transporte Ethernet sobre SDH/SONET) entre SDH/SONET y Ethernet, para gestionar las señales Ethernet sobre la red SDH/SONET, usando la nueva capa/red (NETS) los recursos de la red SDH/SONET de tal manera que optimice los servicios proporcionados y las actuaciones con referencia a este tipo específico de transporte; en el que la etapa de definir una nueva capa/red (NETS) comprende las etapas de:
SONET elementos de red o nodos y conexiones de fibra óptica que conectan los elementos de red, estando caracterizado el método por la etapa de definir una nueva capa/red (NETS = Network of Ethernet Transport over SDH/SONET = Red de Transporte Ethernet sobre SDH/SONET) entre SDH/SONET y Ethernet, para gestionar las señales Ethernet sobre la red SDH/SONET, usando la nueva capa/red (NETS) los recursos de la red SDH/SONET de tal manera que optimice los servicios proporcionados y las actuaciones con referencia a este tipo específico de transporte; en el que la etapa de definir una nueva capa/red (NETS) comprende las etapas de:
definir por lo menos dos Puntos de Acceso (AP) de
Ethernet, a saber, interfaces Ethernet en el límite de la red
SDH/SONET donde las señales Ethernet pueden acceder/abandonar la red
SDH/SONET;
definir un Enlace como un par de Puntos de Acceso
Ethernet que proporcione una conexión punto a punto;
para cualquier par de Puntos de Acceso Ethernet,
definir Circuitos correspondientes, a saber, todas las rutas
posibles que conectan el par de Puntos de Acceso a través de la red
SDH/SONET; y
dividir cada Circuito en Conductos, a saber, una
secuencia de segmentos más pequeños.
2. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende, también, las etapas de:
- e)
- recibir las señales de tramas Ethernet en la interfaz Ethernet de un Punto de Acceso (AP);
- f)
- encaminar las señales de tramas Ethernet a, por lo menos, un enlace;
- g)
- seleccionar uno de los Circuitos disponibles;
- h)
- seleccionar un Camino disponible del primer Conducto del Circuito seleccionado;
- i)
- encapsular las señales de tramas Ethernet en, por lo menos, un Contenedor Virtual del Camino disponible seleccionado;
- j)
- transportar las señales de tramas Ethernet al siguiente Elemento de Red, a saber, hasta el final del Conducto; y
- k)
- en la interfaz Ethernet del Punto de Acceso de destino, extraer las señales de tramas Ethernet de, por lo menos, un Contenedor Virtual.
3. Método según la reivindicación 2,
caracterizado porque comprende la etapa adicional de insertar
la trama Ethernet extraída, en una cola reordenada.
4. Método según la reivindicación 2,
caracterizado porque, en el caso en que el Circuito
seleccionado comprenda más Conductos, se repiten las etapas h) a i)
en cualquier Elemento de Red intermedio, hasta que se alcance el
último Elemento de Red.
5. Método según la reivindicación 2,
caracterizado porque la etapa i) comprende la etapa de
asignar las señales de tramas Ethernet a tramas GFP (Generic Frame
Procedure = Procedimiento de Trama Genérica) y asignar las tramas
GFP a Contenedores Virtuales.
6. Método según la reivindicación 2,
caracterizado porque la etapa i) comprende la etapa de
proporcionar un mensaje explorador que contiene información de
supervisión para tratar la nueva capa/red (NETS).
7. Método según la reivindicación 2,
caracterizado porque la etapa j) comprende la etapa de
transportar las mismas señales de tramas Ethernet a través de, por
lo menos, dos Circuito diferentes; y porque la etapa k) comprende la
etapa de efectuar una conmutación a base de tramas, sin
coincidencias, a fin de seleccionar tramas del Circuito más rápido
o del Circuito que no tiene fallo.
8. Administrador de red para administrar una red
SDH/SONET y tratar señales de tramas Ethernet en la misma,
comprendiendo la red SDH/SONET elementos de red o nodos y
conexiones de fibra óptica que conectan los elementos de red;
estando caracterizado el administrador porque comprende:
medios para proporcionar una nueva capa/red
(NETS) entre SDH/SONET y Ethernet, para tratar las señales Ethernet
sobre la red SDH/SONET;
medios para permitir que la nueva capa/red (NETS)
utilice los recursos de la red SDH de tal manera que optimice los
servicios proporcionados y las actuaciones con referencia a este
tipo específico de transporte;
en el que dichos medios para proporcionar una
nueva capa/red (NETS) comprenden:
medios para definir por lo menos dos Puntos de
Acceso (AP) de Ethernet, a saber, interfaces Ethernet en el límite
de la red SDH/SONET donde las señales Ethernet pueden
acceder/abandonar la red SDH/SONET;
medios para definir un Enlace como un par de
Puntos de Acceso Ethernet que proporcione una conexión punto a
punto;
medios para definir, para cualquier par de Puntos
de Acceso Ethernet, Circuitos correspondientes, a saber, todas las
rutas posibles que conectan el par de Puntos de Acceso a través de
la red SDH/SONET; y
medios para dividir cada Circuito en Conductos, a
saber, una secuencia de segmentos más pequeños.
9. Dispositivo para tratar señales de tramas
Ethernet en una red SDH/SONET, comprendiendo la red SDH/SONET
elementos de red o nodos y conexiones de fibra óptica que conectan
los elementos de red; caracterizado porque comprende:
medios para crear una nueva capa/red (NETS) entre
SDH/SONET y Ethernet, para gestionar las señales Ethernet sobre la
red SDH/SONET;
por lo menos una interfaz de Punto de Acceso (AP)
para recibir señales de tramas Ethernet;
medios para encaminar las señales de tramas
Ethernet recibidas a, por lo menos, un enlace, en el que un enlace
es un par de Puntos de Acceso Ethernet que proporciona una conexión
punto a punto en la red;
medios para seleccionar un Circuito disponible,
en el que un Circuito es una de las rutas posibles que conectan el
par de Puntos de Acceso a través de la red; y
medios para encapsular las señales de tramas
Ethernet en, por lo menos, un Contenedor Virtual del Camino
disponible seleccionado.
10. Dispositivo según la reivindicación 9,
caracterizado porque comprende, también, medios para extraer
las señales de tramas Ethernet transportadas a través de la red,
del por lo menos un Contenedor Virtual.
11. Dispositivo según la reivindicación 9,
caracterizado porque comprende, también, medios de memoria
para almacenar las señales de tramas de Ethernet en colas de
señales.
12. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 9-11, caracterizado porque
comprende medios para tratar información recibida por un
administrador de red, comprendiendo dicha información indicaciones
de los puntos de acceso que se han de usar, velocidad de
transmisión de tramas Ethernet entrantes y recursos que han de
estar asociados a cierto punto de acceso.
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