IT201600096594A1 - Metodo di gestione di una rete di telecomunicazioni - Google Patents

Metodo di gestione di una rete di telecomunicazioni

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IT201600096594A1 IT102016000096594A IT201600096594A IT201600096594A1 IT 201600096594 A1 IT201600096594 A1 IT 201600096594A1 IT 102016000096594 A IT102016000096594 A IT 102016000096594A IT 201600096594 A IT201600096594 A IT 201600096594A IT 201600096594 A1 IT201600096594 A1 IT 201600096594A1
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Nicola Sambo
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Description

Descrizione dell’invenzione industriale dal titolo “Metodo di gestione di una rete di telecomunicazioni” a nome della Scuola Superiore S. Anna con sede a Pisa.
DESCRIZIONE
Ambito dell’invenzione
La presente invenzione riguarda un metodo di gestione di una rete di telecomunicazioni secondo il modello della macchina a stati finiti.
Descrizione della tecnica nota
Le reti di telecomunicazioni si stanno evolvendo verso una sempre maggiore programmabilità, rendendo la configurazione dei dispositivi in rete più flessibili e configurabili in remoto sulla base di parametri aggiornabili a seconda delle necessità (ad esempio, parametri di trasmissione come la “bit rate”). La gestione e il controllo della rete devono quindi adeguarsi a tale incremento di programmabilità.
Per permettere un’alta programmabilità del sistema, è necessario istruire tutti gli elementi della rete sulle azioni che devono intraprendere in risposta ad eventi predeterminati. Ad esempio, un guasto minore, come la degradazione della BER (Bit Error Rate), può implicare un’azione di riconfigurazione, come l’aumento di ridondanza nella trasmissione.
Tuttavia, attualmente, il dispositivo viene istruito al momento della sua installazione e tale istruzione non può essere modificata successivamente in remoto. Questo riduce molto la flessibilità del dispositivo stesso all’interno della rete.
Una soluzione a tale problema viene proposta in "Active stateful PCE with hitless LDPC code adaptation [Invited]" di F. Cugini et al. Sul Journal of Optical Communications and Networking del febbraio 2015. In tale documento viene proposta una soluzione in cui ciascun dispositivo della rete ha un controllore locale che rileva una degradazione del segnale e la comunica al controllore centrale, il quale decide come reagire alla degradazione. Ad esempio, decide di aumentare i bit di codifica. Quindi il controllore centrale comunica ai controllori locali (ad esempio, del trasmettitore e del ricevitore) il cambio dei parametri trasmissivi. I controllori locali provvederanno al cambio dei parametri trasmissivi.
Tuttavia, poiché il controllore centrale deve computare la soluzione dei guasti di ogni dispositivo locale connesso, in caso di molti guasti contemporanei, si possono avere dei forti rallentamenti, anche dell’ordine di qualche secondo, portando al rallentamento del recupero del traffico dati.
Sintesi dell’invenzione
È quindi scopo della presente invenzione fornire un metodo di gestione di una rete di telecomunicazioni che permetta la riprogrammazione in remoto dei dispositivi di rete per adeguarli alla condizione di rete attuale.
È inoltre scopo della presente invenzione fornire un siffatto metodo che garantisca una buona velocità di risoluzione del problema, e che non incorra in rallentamenti qualora ci fosse un accumulo eccessivo di guasti in contemporanea.
Questi ed altri vantaggi sono raggiunti da un metodo per la gestione di una rete di telecomunicazioni, detta rete comprendendo:
un controllore centrale atto a identificare una condizione di disponibilità delle risorse della rete;
una pluralità di dispositivi nodali, ciascun dispositivo essendo atto ad effettuare un traffico dati, a detto traffico dati essendo attribuito uno stato di lavoro ed una classe di servizio scelta tra una pluralità di classi di servizio atte a definire la priorità del traffico dati, ciascun dispositivo nodale comprendendo un controllore locale ed essendo atto a fungere alternativamente, o simultaneamente, da:
trasmettitore di dati;
ricevitore di dati;
nodo di transito per il traffico dati tra un trasmettitore e un ricevitore;
la cui caratteristica principale è di comprendere le fasi di:
identificazione, da parte del controllore centrale, di una condizione aggiornata di disponibilità delle risorse della rete, a detta condizione di disponibilità aggiornata essendo associata una pluralità di routine aggiornate; confronto della pluralità di routine aggiornate con una pluralità di routine non aggiornate associate all’ultima condizione di disponibilità ricevuta prima della condizione aggiornata;
in caso che la pluralità di routine aggiornate sia differente dalla pluralità di routine non aggiornate, invio da parte del controllore centrale di una routine aggiornata a ciascun dispositivo nodale sulla base della classe di servizio del dispositivo;
ricezione, da parte di ciascun dispositivo nodale, della routine aggiornata inviata dal dispositivo controllore;
verifica, da parte del controllore locale, di una condizione di servizio del traffico dati ad intervalli temporali ߜ, detta routine aggiornata associando a ciascuna condizione di servizio uno stato di lavoro ottimale da attribuire al traffico dati;
confronto della condizione di servizio con una condizione di servizio ottimale;
in caso che la condizione di servizio sia differente dalla condizione di servizio ottimale, avvio, da parte del controllore locale, di una routine aggiornata per cambiare uno stato del traffico dati;
invio al controllore centrale, da parte di ciascun dispositivo nodale, di informazioni riguardanti il cambio dello stato di lavoro.
Questo metodo permette al programma di diagnosi e soluzione dei guasti di essere sempre aggiornato sulla condizione attuale di disponibilità delle risorse della rete. Inoltre, risolve il problema dei rallentamenti dovuto all’accumulo di problemi da computare da parte del controllore centrale, in quanto ciascun dispositivo nodale effettua la propria diagnosi in locale e comunica la variazione di stato solamente a guasto riparato.
In particolare, la condizione di disponibilità delle risorse della rete è definita sulla base del numero di connessioni attive e delle risorse spettrali occupate da tali connessioni.
In particolare, la classe di servizio definisce la priorità di ciascun traffico dati di ciascun dispositivo. La routine che viene aggiornata dal controllore centrale viene selezionata sia sulla base della condizione di disponibilità delle risorse di rete, sia sulla base della particolare classe di servizio del traffico dati, o dei traffici dati, del dispositivo nodale a cui la routine viene inviata.
Vantaggiosamente, il traffico dati avviene mediante tecnologia ottica.
In particolare, la fase di verifica della condizione di servizio del traffico dati può essere effettuata dal controllore locale di un dispositivo nodale fungente da ricevitore.
In tal caso, la fase di verifica della condizione di servizio viene fatta verificando uno o più dei seguenti parametri:
BER (bit error rate);
OSNR (Optical Signal-to-Noise Ratio);
Q-factor;
dispersione cromatica;
PMD (Polarization Mode Dispersion).
Alternativamente, la fase di verifica della condizione di servizio del traffico dati viene effettuata dal controllore locale di un dispositivo nodale fungente da trasmettitore.
In tal caso, la fase di verifica della condizione di servizio viene fatta verificando uno o più dei seguenti parametri:
potenza di trasmissione del segnale;
frequenza centrale del segnale.
Vantaggiosamente, la routine avviata dal dispositivo nodale prevede l’uso del linguaggio “YANG” applicato ad un modello di macchina a stati finiti per analizzare il traffico dati e cambiare lo stato di lavoro.
Breve descrizione dei disegni
Ulteriori caratteristiche e/o vantaggi della presente invenzione risulteranno più chiari con la descrizione che segue di una sua forma realizzativa, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi in cui:
� la figura 1 mostra un diagramma di flusso del metodo per la gestione di una rete di telecomunicazioni, secondo la presente invenzione.
Descrizione di alcune forme realizzative preferite In figura 1 sono rappresentate le successive fasi del metodo per la gestione di una rete di telecomunicazioni, secondo la presente invenzione.
In una prima fase, il controllore centrale è atto ad identificare una condizione aggiornata della disponibilità delle risorse di rete. In maniera predeterminata, sulla base della condizione delle risorse di rete, il controllore centrale può scegliere la routine più adeguata per la risoluzione di eventuali guasti minori agenti su ciascun dispositivo nodale della rete [301]. In particolare, il controllore centrale seleziona una pluralità di routine associate alla condizione della rete attuale, ciascuna delle quali è adatta ad una differente classe di servizio attribuibile al traffico dati espresso da ciascun dispositivo nodale.
Il controllore centrale confronta quindi la pluralità di routine aggiornate, e aggiornate alla condizione attuale della rete, con una pluralità di routine precedentemente adottate [302]. In caso che almeno una routine sia differente, il controllore centrale procede inviando le routine aggiornate a ciascun dispositivo nodale presente nella rete sulla base della classe di servizio del traffico dati, o dei traffici dati, del dispositivo nodale [303]. In tal modo i dispositivi nodali sono costantemente aggiornati alla routine più adatta alla condizione delle risorse di rete attuale e alle classi di servizio dei propri traffici dati.
Ciascun dispositivo nodale, per mezzo di un rispettivo controllore locale, procede periodicamente, ad intervalli temporali ߜ, alla verifica della condizione di servizio del traffico dati del singolo dispositivo nodale. A tale condizione di servizio è inoltre associato, in maniera predeterminata, uno stato di lavoro ottimale del dispositivo [304].
Tale condizione di servizio del traffico dati viene quindi confrontata con una condizione di riferimento desiderata [305]. Se tale condizione è differente, ad esempio a causa un guasto minore, il dispositivo nodale procede all’avvio della routine aggiornata, in modo da cambiare lo stato di lavoro e, conseguentemente, la condizione di servizio del dispositivo [306].
Infine, ciascun dispositivo nodale invia al controllore centrale informazioni riguardanti le operazioni effettuate e, in particolare, il cambio dello stato di lavoro del dispositivo [307].
Al fine di esemplificare le fasi sopra descritte, si consideri una rete di telecomunicazioni avente le seguenti specifiche:
- velocità informativa: 100 Gb/s
- velocità di simbolo: 28 Gbaud
- FEC (Forward Error Correction): 7%
- Format di modulazione: PM-QPSK (Polarization Multiplexing Quadrature Phase Shift Keying) Si consideri quindi che ciascun dispositivo nodale della rete sia programmato come una macchina a stati finiti composta dai 2 stati di lavoro seguenti:
- “Steady”, ossia uno stato di normale funzionamento del dispositivo;
- “Fec-Baud-Adapt”, ossia uno stato in cui si è dovuto incrementare i bit di codice del servizio.
Nello stato “Steady”, la condizione di servizio è considerata ottimale se la pre-FEC BER (ossia la Bit Error Rate prima della Forward Error Correction) si trova sotto ad una soglia di 9 × 10−4. Se la pre-FEC BER misurata dal controllore locale supera tale soglia, viene avviata una routine di correzione per cambiare stato di lavoro. In particolare, nell’esempio considerato la routine consiste nel passaggio ad un codice più robusto, ossia una FEC del 20% anziché del 7% e un cambio di velocità di simbolo a 31 Gbaud. In questo caso si passa allo stato di alvoro “Fec-Baud-Adapt”.
Se invece il servizio si trova nello stato “Fec-Baud-Adapt”, e la pre-FEC BER torna sotto la soglia di 9 × 10−4, una diversa routine viene eseguita, per tornare allo stato di lavoro “Steady”, ad una FEC del 7% e ad una velocità di simbolo di 28 Gbaud.
La descrizione di cui sopra di alcune forme realizzative specifiche è in grado di mostrare l’invenzione dal punto di vista concettuale in modo che altri, utilizzando la tecnica nota, potranno modificare e/o adattare in varie applicazioni tale forma realizzativa specifica senza ulteriori ricerche e senza allontanarsi dal concetto inventivo, e, quindi, si intende che tali adattamenti e modifiche saranno considerabili come equivalenti della forma realizzativa specifica. I mezzi e i materiali per realizzare le varie funzioni descritte potranno essere di varia natura senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione. Si intende che le espressioni o la terminologia utilizzate hanno scopo puramente descrittivo e per questo non limitativo.

Claims (7)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Un metodo per la gestione di una rete di telecomunicazioni, detta rete comprendendo: un controllore centrale atto a identificare una condizione di disponibilità delle risorse di detta rete; una pluralità di dispositivi nodali, ciascun dispositivo nodale essendo atto ad effettuare un traffico dati, a detto traffico dati essendo attribuito uno stato di lavoro ed una classe di servizio scelta tra una pluralità di classi di servizio atte a definire la priorità di detto traffico dati, ciascun dispositivo nodale comprendendo un controllore locale ed essendo atto a fungere alternativamente, o simultaneamente, da: trasmettitore di dati; ricevitore di dati; nodo di transito per detto traffico dati tra un trasmettitore e un ricevitore; detto metodo essendo caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: identificazione, da parte di detto controllore centrale, di una condizione aggiornata di disponibilità delle risorse di detta rete, a detta condizione di disponibilità aggiornata essendo associata una pluralità di routine aggiornate; confronto di detta pluralità di routine aggiornate con una pluralità di routine non aggiornate associate all’ultima condizione di disponibilità ricevuta prima di detta condizione aggiornata; in caso che detta pluralità di routine aggiornate sia differente da detta pluralità di routine non aggiornate, invio da parte di detto controllore centrale di una routine aggiornata a ciascun dispositivo nodale, sulla base di detta classe di servizio di detto traffico dati di detto dispositivo; ricezione, da parte di ciascun dispositivo nodale, di detta routine aggiornata inviata da detto dispositivo controllore; verifica, da parte di detto controllore locale, di una condizione di servizio di detto traffico dati ad intervalli temporali ߜ, detta routine aggiornata associando a ciascuna condizione di servizio uno stato di lavoro ottimale da attribuire a detto traffico dati; confronto di detta condizione di servizio con una condizione di servizio ottimale; in caso che detta condizione di servizio sia differente da detta condizione di servizio ottimale, avvio, da parte di detto controllore locale, di una routine aggiornata per cambiare uno stato di detto traffico dati; invio a detto controllore centrale, da parte di ciascun dispositivo nodale, di informazioni riguardanti il cambio di detto stato di lavoro.
  2. 2. Il metodo per la gestione di una rete di telecomunicazioni, secondo la rivendicazione 1, in cui detto traffico dati avviene mediante tecnologia ottica.
  3. 3. Il metodo per la gestione di una rete di telecomunicazioni, secondo la rivendicazione 1, in cui detta fase di verifica di detta condizione del servizio di detto traffico dati viene effettuata dal controllore locale di un dispositivo nodale fungente da ricevitore.
  4. 4. Il metodo per la gestione di una rete di telecomunicazioni, secondo la rivendicazione 3, in cui detta fase di verifica di detta condizione del servizio viene fatta verificando uno o più dei seguenti parametri: BER (bit error rate); OSNR (Optical Signal-to-Noise Ratio); Q-factor; dispersione cromatica; PMD (Polarization Mode Dispersion).
  5. 5. Il metodo per la gestione di una rete di telecomunicazioni, secondo la rivendicazione 1, in cui detta fase di verifica di detta condizione del servizio di detto traffico dati viene effettuata dal controllore locale di un dispositivo nodale fungente da trasmettitore.
  6. 6. Il metodo per la gestione di una rete di telecomunicazioni, secondo la rivendicazione 5, in cui detta fase di verifica di detta condizione del servizio viene fatta verificando uno o più dei seguenti parametri: potenza di trasmissione del segnale; frequenza centrale del segnale.
  7. 7. La rete di telecomunicazioni, secondo la rivendicazione 1, in cui detta routine avviata da detto dispositivo nodale prevede l’uso del linguaggio “YANG” applicato ad un modello di macchina a stati finiti per analizzare detto traffico dati e cambiare detto stato.
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