Método y nodo central para realizar un retardo de paquete en ráfaga.

Un método para retardar una ráfaga en una red de comunicación óptica, caracterizado por cuanto que comprende:

(a) la determinación (S30), por un enrutador central, de una ráfaga que necesita retardarse y de una longitud de retardo apropiada después de la recepción de un Paquete de Cabecera de Ráfaga, BHP, que indica que ráfagas correspondientes entrarán en conflicto en un puerto de salida del enrutador central;

(b) el envío (S32) de un paquete de demanda de retardo a un enrutador central flujo arriba en función de la longitud del retardo si el enrutador central determina (S31) que el tiempo disponible es suficiente para enviar el paquete de demanda de retardo al enrutador central flujo arriba y

(c) la liberación (S36) por el enrutador central flujo arriba, que recibe el paquete de demanda de retardo, de un recurso previamente reservado para la ráfaga, si la ráfaga puede retardarse en función del paquete de demanda de retardo, la reserva (S36) de un nuevo recurso para la ráfaga y la generación (S36) de un nuevo paquete BHP y el envío del nuevo BHP al enrutador central flujo abajo.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/CN2007/003094.

Solicitante: HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD..

Nacionalidad solicitante: China.

Dirección: HUAWEI ADMINISTRATION BUILDING BANTIAN LONGGANG DISTRICT SHENZHEN, GUANGDONG PROVINCE 518129 CHINA.

Inventor/es: ZHANG, YI, WANG,Sheng, XU,Du, XU,SHIZHONG, QI,YULEI.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H04L12/56

PDF original: ES-2458143_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Método y nodo central para realizar un retardo de paquete en ráfaga CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a las tecnologías de comunicación óptica y en particular, a un método y un enrutador central para realizar un retardo de ráfaga en sentido directo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La Figura 1 ilustra una estructura de una red de conmutación de ráfaga óptica (OBS) , en donde la red OBS está constituida por un enrutador de borde y un enrutador central. El enrutador de borde está adaptado para encapsular los paquetes IP de entrada en una ráfaga y para programar la ráfaga generada en una longitud de onda de salida. El

enrutador central está adaptado para conmutar la ráfaga óptica correspondiente desde un puerto de entrada a un puerto de salida adecuado en función de la información incluida en un Paquete de Cabecera de Ráfaga (BHP) . Además, el enrutador central está adaptado también para gestionar la contención de ráfagas ópticas con el fin de obtener un alto rendimiento de la conmutación. El enrutador central recibe los paquetes BHPs que llegan primero antes de reenviar la ráfaga óptica. La información incluida en el paquete BHP decide las características de la ráfaga óptica desde el puerto, a modo de ejemplo, hora de llegada, duración (longitud de la ráfaga) , puerto e información de longitud de onda, prioridad, etc. El enrutador central procesa los paquetes BHPs que llegan desde todos los puertos y determina el estado de configuración del conjunto de conmutación óptica en cualquier momento, con el fin de enviar el mayor número posible de paquetes de ráfaga al puerto de salida previsto.

Las características de la red de conmutación de ráfagas ópticas deciden la necesidad de que exista la contención de ráfagas ópticas. Cuando múltiples ráfagas ópticas son objeto de contención para la misma longitud de onda del mismo puerto de salida al mismo tiempo, se produce un conflicto operativo. La contención de las ráfagas ópticas da lugar a la congestión de la red y a pérdidas de datos masivas. La capacidad de aplicación práctica de la tecnología de conmutación de ráfagas ópticas depende de la solución para evitar o reducir las pérdidas de datos causadas por la contención de la ráfaga en la red.

En una red de conmutación eléctrica tradicional, la solución al conflicto depende de la memoria intermedia electrónica. En un dominio óptico, sin embargo, no existe el mecanismo de almacenamiento aleatorio en términos preciso. Actualmente, la memoria intermedia, en el dominio óptico, depende de una Línea de Retardo de Fibra (FDL) . En la técnica anterior, una línea FDL puede configurarse en el enrutador central para reducir el conflicto de ráfagas. Puesto que la calidad de la señal y el espacio físico están limitados, la capacidad de la memoria intermedia de FDL está también limitada. Además, la línea FDL introduce la pérdida de potencia. Si un amplificador de señal óptica se utiliza para compensar la potencia pérdida, se aumenta el ruido. Si se regeneran señales ópticas, el coste es demasiado alto.

En el caso de que la línea FDL esté ausente o no disponible en el enrutador central, se produce una pérdida de paquetes si la cantidad de ráfagas ópticas simultáneamente transmitidas supera la cantidad de canales de longitud de onda disponibles. En la técnica anterior, se utiliza el denominado Algoritmo de Reducción de Solapamiento de Ráfagas (BORA) para reducir las pérdidas de ráfagas. Los principios del algoritmo BORA son: la ráfaga en la red 45 OBS se retarda, en alguna medida, a través de una memoria intermedia eléctrica en el enrutador de borde para minimizar el solapamiento de ráfagas y reducir la probabilidad de conflicto en el enrutador central flujo abajo. La Figura 2 ilustra cómo retardar una ráfaga mediante el algoritmo BORA en la técnica anterior, en donde (a) ilustra la transmisión de ráfagas no basadas en el algoritmo BORA y (b) ilustra la transmisión de ráfagas basada en el algoritmo BORA. En la Figura 2, cada enrutador central tiene dos rutas de entrada “X” y “Y” y una ruta de salida “Z” y cada ruta tiene un solo canal de control y dos canales de datos. Según se ilustra en (a) , si no se aplica ningún algoritmo BORA, cuatro ráfagas en cuatro canales de datos de la ruta de entrada del tiempo (t1, t2) se solapan, siendo el solapamiento de 4. Según se ilustra en (b) , después de que se aplique el algoritmo BORA, la ráfaga se retarda en alguna medida, con lo que se reduce el solapamiento. Sin embargo, la función primaria del algoritmo BORA es aplicar la tecnología de programación al enrutador de borde, sin llevar el enrutador central a su ejecución 55 completa.

Las técnicas anteriores relacionadas se citan a continuación:

El documento EP 1 439 730 A1 da a conocer un método para controlar la congestión en una red OBS. El método elimina probabilísticamente una ráfaga de datos en función de un retardo medio aplicado a un conjunto de ráfagas de datos.

El documento US 2004/063461 A1 ilustra que la contención y la pérdida se reducen retardando las ráfagas localmente ensambladas más allá del tiempo de desplazamiento predeterminado para evitar la contención en el

nodo intermedio proponiendo varios algoritmos de programación que pueden reducir el grado de solapamiento.

El documento CN 1625150 A da a conocer un método para reservar recursos para una ráfaga en una red de Conmutación de Ráfagas Ópticas bajo el modo no preferente, en donde el método comprende: cuando el paquete BHP alcanza el nodo central, utilizando una manera no preferente, si no existe ningún recurso reservado, entregando el paquete BHP y más adelante, con los datos de ráfagas recibidos por el nodo central, enviando un paquete BHP que contenga el mensaje de que los datos se han entregado al nodo flujo arriba; para evitar un rediseño del formato de BHP, el establecimiento directo del tiempo de desplazamiento en BHP para ser un valor predeterminado K para expresar que el paquete BHP contiene el mensaje de que los datos han sido proporcionados, en donde el tiempo de desplazamiento en el sistema real no es negativo, por lo que la constante K predeterminada se define como negativa; cuando el nodo flujo arriba recibe el paquete BHP, la liberación del recurso reservado por el nodo flujo arriba, notificando al mismo tiempo al nodo marginal para disponer la retransmisión.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La presente invención da a conocer un método para retardar una ráfaga y un enrutador central que aplica este método. Utilizando la línea FDL configurada en la red eficientemente, se reduce la probabilidad de conflicto de ráfagas.

Un método para retardar una ráfaga en una red de comunicación óptica, según una forma de realización de la presente invención, incluye:

la determinación, por un enrutador central, de la ráfaga que necesita retardarse y la longitud de retardo adecuada después de recibir un paquete BHP que indica que las ráfagas correspondientes entrarán en conflicto en el puerto de salida el enrutador central;

el envío de un paquete de demanda de retardo a un enrutador central flujo arriba en función de la longitud del retardo, si el enrutador central determina que el tiempo disponible es suficiente para enviar el paquete de demanda de retardo al enrutador central flujo arriba y

la liberación, por el enrutador central flujo arriba que recibe el paquete de demanda de retardo, del recurso anteriormente reservado para las ráfagas si la ráfaga puede retardarse en función del paquete de demanda de retardo, la reserva de un nuevo recurso para la ráfaga y la generación de un nuevo BHP y el envío del nuevo BHP al enrutador central... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para retardar una ráfaga en una red de comunicación óptica, caracterizado por cuanto que comprende: 5

(a) la determinación (S30) , por un enrutador central, de una ráfaga que necesita retardarse y de una longitud de retardo apropiada después de la recepción de un Paquete de Cabecera de Ráfaga, BHP, que indica que ráfagas correspondientes entrarán en conflicto en un puerto de salida del enrutador central;

(b) el envío (S32) de un paquete de demanda de retardo a un enrutador central flujo arriba en función de la longitud del retardo si el enrutador central determina (S31) que el tiempo disponible es suficiente para enviar el paquete de demanda de retardo al enrutador central flujo arriba y

(c) la liberación (S36) por el enrutador central flujo arriba, que recibe el paquete de demanda de retardo, de un

recurso previamente reservado para la ráfaga, si la ráfaga puede retardarse en función del paquete de demanda de retardo, la reserva (S36) de un nuevo recurso para la ráfaga y la generación (S36) de un nuevo paquete BHP y el envío del nuevo BHP al enrutador central flujo abajo.

2. El método según la reivindicación 1, que comprende, además:

si el enrutador central que recibe el paquete de demanda de retardo es incapaz de retardar la ráfaga en función del paquete de demanda de retardo, la liberación (S37) , por el enrutador central, del recurso previamente reservado para la ráfaga y el envío del paquete de demanda de retardo al enrutador central flujo arriba en función de la longitud de retardo cuando el enrutador central determina (S37) que el tiempo disponible es suficiente para enviar el paquete de demanda de retardo al enrutador central flujo arriba y proseguir con la etapa (c) .

3. El método según la reivindicación 2, en donde:

el paquete de demanda de retardo incluye un campo de tiempo de desplazamiento y el campo de tiempo de desplazamiento representa el tiempo de desplazamiento desde la ráfaga correspondiente cuando el paquete de demanda de retardo llega al enrutador central flujo arriba adyacente.

4. El método según la reivindicación 3, en donde:

si el tiempo de desplazamiento “T” incluido en el BHP o el paquete de demanda de retardo recibido por un enrutador central actual satisface la fórmula siguiente, el enrutador central actual determina (S31) que el tiempo disponible es suficiente para enviar el paquete de demanda de retardo el enrutador central flujo arriba:

en donde T es el tiempo de desplazamiento incluido en el BHP o el paquete de demanda de retardo recibido por el enrutador central actual, L es una distancia entre el enrutador central actual y el enrutador central flujo arriba, V es una velocidad de envío de una demanda de retardo y tpro es el tiempo requerido por el enrutador central flujo arriba para recibir la demanda de retardo, reservar el nuevo recurso para la ráfaga a retardar y generar un paquete BHP

adecuado.

5. El método según la reivindicación 3, en donde la etapa (c) comprende:

(c1) la determinación (S34) , por el enrutador central que recibe el paquete de demanda de retardo, de si una Línea de Retardo de Fibra, FDL, está configurada para el enrutador central; si una línea FDL está configurada para el enrutador central, el proceso prosigue con la etapa (c2) ; si ninguna línea FDL está configurada para el enrutador central, el proceso prosigue con la etapa (c3) ;

(c2) la determinación (S35) , por el enrutador central de si el tiempo disponible es suficiente para retardar la ráfaga en 55 función de un campo de longitud de retardo en el paquete de demanda de retardo; si el enrutador central es capaz de retardar la ráfaga en función de un campo de longitud de retardo en el paquete de demanda de retardo, la liberación (S36) del recurso precedentemente reservado para la ráfaga, la reserva (S36) del nuevo recurso para la ráfaga y la generación (S36) de un nuevo paquete BHP y el envío (S36) del nuevo BHP al enrutador central flujo abajo; si el enrutador central no es capaz de retardar la ráfaga en función de un campo de longitud de retardo en el paquete de demanda de retardo, el proceso prosigue con la etapa (c3) y

(c3) la liberación (S37) del recurso precedentemente reservado para la ráfaga y el envío del paquete de demanda de retardo al enrutador central flujo arriba en función de la longitud de retardo si se determina que el enrutador central está en condiciones de enviar el paquete de demanda de retardo al enrutador central flujo arriba y la prosecución con la etapa (c1) .

6. El método según la reivindicación 1, en donde:

si el paquete BHP recibido por el enrutador central indica que ocurrirá un solapamiento de ráfagas en el enlace a protegerse, la determinación, por el enrutador central, de si el solapamiento de las ráfagas alcanza, o no, un umbral de solapamiento establecido para el enlace que se va a proteger por el solapamiento de ráfagas y

si el solapamiento de las ráfagas alcanza un umbral de solapamiento establecido para el enlace a protegerse, la determinación de si necesita retardarse la ráfaga, especificando la longitud del retardo para la ráfaga y reservado el recurso para dicha ráfaga;

si el solapamiento de las ráfagas no alcanza el umbral de solapamiento establecido para el enlace que se va a proteger, no se realiza ningún procesamiento de retardo para la ráfaga.

7. El método según la reivindicación 6, en donde el enrutador central establece un umbral de solapamiento para el enlace a protegerse en función de la fórmula siguiente:

en donde θi es el umbral de solapamiento establecido para el enrutador central i con miras a la protección del enlace, Pi es la cantidad de pistas que pasan a través del enrutador central i y el enlace a proteger, M es una cantidad total de canales de datos del enlace a proteger y N es una cantidad total de pistas que pasan por el conmutador central y pasan a través del enlace a proteger.

8. El método según la reivindicación 6, en donde:

el enrutador central establece un umbral de solapamiento para el enlace a proteger en función de la fórmula siguiente: 30

en donde θi es el umbral de solapamiento establecido para el enrutador central i con miras a la protección del enlace, M es una cantidad total de canales de datos del enlace a proteger, ρi es un valor previsto de tráfico que pasa

por el enrutador central i y el enlace a proteger en una determinada ventana temporal y

es un valor previsto del tráfico total que pasa por el enrutador central y que atraviesa el enlace a proteger dentro de la ventana temporal.

9. El método según la reivindicación 8, en donde:

el enrutador central i establece estadísticas del tráfico que pasa por el enrutador central i y el enlace a proteger dentro de una ventana temporal actual y utiliza un valor estadístico como valor previsto del tráfico que atraviesa el enrutador central i y el enlace a proteger dentro de la ventana temporal siguiente.

10. El método según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, en donde:

el enrutador central está configurado con una Línea de Retardo de Fibra, FDL.

11. Una red de conmutación de ráfaga óptica, OBS, que comprende un primer enrutador central y un segundo enrutador, en donde el primer enrutador central es el enrutador central flujo arriba del primer enrutador central, en 50 donde:

el segundo enrutador central comprende:

un módulo de recepción de paquete de cabecera de ráfaga, BHP, adaptado para la recepción (S10) de un paquete 55 BHP;

un módulo de recepción de ráfaga, adaptado para recibir una ráfaga; un módulo de envío de demanda de retardo, adaptado para enviar (S32) un paquete de demanda de retardo a un enrutador central flujo arriba y

un módulo de determinación, adaptado para determinar si es necesario, o no, enviar el paquete de demanda de retardo al primer enrutador central si el paquete BHP, que se envía desde el primer enrutador central, recibido por el módulo de recepción de BHP indica que las ráfagas correspondientes entrarán en conflicto en un puerto de salida; si es necesario enviar el paquete de demanda de retardo al primer enrutador central, el módulo de determinación está adaptado para iniciar operativamente el módulo de envío de demanda de retardo para enviar (S32) el paquete de demanda de retardo al primer enrutador central o bien, el módulo de determinación está adaptado para controlar el

módulo de recepción de ráfaga para rechazar (S33) la ráfaga a la recepción de la ráfaga y

el primer enrutador central comprende:

un módulo de envío de Paquete de Cabecera de Ráfaga, BHP, adaptado para enviar (S36) un paquete BHP;

un módulo de recepción de demanda de retardo, adaptado para recibir (S34) un paquete de demanda de retardo desde un enrutador central flujo abajo;

un módulo de reserva de recursos, adaptado para reservar (S36) un recurso para una ráfaga y

un módulo de determinación, adaptado para: determinar (S34, S35) si la ráfaga puede retardarse en función del paquete de demanda de retardo, que se envía desde el segundo enrutador central, recibido por el módulo de recepción de demanda de retardo; si la ráfaga puede retardarse en función del paquete de demanda de retardo recibido por el módulo de recepción de demanda de retardo, el módulo de determinación está adaptado iniciar

operativamente el módulo de reserva de recursos para liberar (S36) el recurso anteriormente reservado para la ráfaga, para reservar (S36) un nuevo recurso para la ráfaga y para generar (S36) un nuevo paquete BHP que se envía por el módulo de envío de BHP al segundo enrutador central; si la ráfaga no se puede retardar en función del paquete de demanda de retardo recibido por el módulo de recepción de demanda de retardo, el módulo de determinación está adaptado para liberar (S37) los recursos anteriormente reservados para la ráfaga.

Nodo de borde Nodo central Nodo Nodo de central

Enlace DWDM borde

Nodo de borde Nodo central

Nodo de borde Figura 1

Nodo central

Nodo central

Figura 2

El enrutador central configurado con una línea FDL recibe un paquete BHP y el BHP indica que las ráfagas correspondientes se solaparán en el enlace a proteger

El enrutador central determina la ráfaga que necesita retardarse y especifica una longitud de retardo y reserva un recurso para la ráfaga de modo que el solapamiento de las ráfagas disminuya a 1

El enrutador central genera el BHP correspondiente en función del recurso reservado y envía el BHP generado a un enrutador central flujo abajo

El enrutador central programa la ráfaga a retardarse en el recurso reservado después de recibir la ráfaga y envía la ráfaga al enrutador central flujo abajo Figura 3

El enrutador central configurado con una línea FDL recibe un paquete BHP y el BHP indica que las ráfagas correspondientes se solaparán en el enlace a proteger

El enrutador central determina si el solapamiento de las ráfagas alcanza el umbral de solapamiento establecido para el enlace a proteger

El enrutador centra no realiza ningún procesamiento El enrutador central determina la ráfaga que necesita retardarse y especifica una longitud de retardo y reserva un recurso para la ráfaga de modo que el solapamiento de las ráfagas sea menor que el umbral de solapamiento

El enrutador central reserva un recurso para la ráfaga a retardarse y genera un BHP y envía el BHP generado a un enrutador central flujo abajo El enrutador central programa la ráfaga a retardarse en el recurso reservado después de recibir la ráfaga y envía la ráfaga al enrutador central flujo abajo

Figura 4

Módulo Módulo Módulo recepción control envío BHP BHP retardo Figura 5

El BHP que llega al enrutador central indica que las correspondientes ráfagas entrarán en conflicto en el puerto de salida del enrutador central

Se determina si el tiempo disponible es suficiente para enviar un paquete de demanda de retardo al enrutador central flujo arriba adyacente

La ráfaga a retardar se rechaza a la llegada de la ráfaga El enrutador central envía un paquete de demanda de retardo al enrutador central flujo arriba adyacente El enrutador central que recibe el paquete de demanda de retardo determina si una línea FDL está configurada en el enrutador central?

Se determina la capacidad de retardo de la ráfaga en función del paquete de demanda de retardo?

Se libera el recurso anteriormente reservado para la ráfaga, se reserva un nuevo recurso para la ráfaga y se genera un nuevo BHP y el nuevo BHP se envía al enrutador central flujo abajo El recurso anteriormente reservado para la ráfaga se libera y se determina si el tiempo disponible es suficiente para enviar un paquete de demanda de retardo al enrutador central flujo arriba El enrutador central, que recibe el paquete de demanda de retardo, modifica el tiempo de desplazamiento en el paquete de demanda de retardo y envía dicho tiempo al nodo flujo arriba Figura 6

La ráfaga a retardar se rechaza a la llegada de la ráfaga Módulo recepción BHP

Módulo recepción demanda retardo

Módulo de determinación Módulo recepción paquete ráfagas

Figura 7

Módulo de determinación Módulo envío BHP

Figura 8

Módulo envío paquete demanda retardo Módulo

reservas recursos