RED IPOWDM ELÁSTICA SENSIBLE AL SERVICIO Y MÉTODO DE OPERACIÓN.

Una red y método para operar la red, la red comprende una capa de transporte que incluye primera y segunda divisiones pero topológicamente sustancialmente idénticas a las subredes A y B, cada una tiene una pluralidad de nodos de conmutación ópticos y/o nodos de multiplexor de adición-sustracción ópticos reconfigurables

(ROADM), y una capa de enrutamiento en donde cada enrutador se acopla a por lo menos un nodo en A y por lo menos un nodo en B. La red es operable para proporcionar una pluralidad de clases de servicios que proporciona calidad de servicio correspondiente, y la capa de enrutamiento o la interfaz de enrutamiento/transporte puede diferenciar entre el tráfico que tiene diferentes clases de servicio y programar el tráfico con base en su clase de servicio. En el caso de las subredes se vuelve inoperable, todo el tráfico se transfiere a la otra subred, y el QoS de las clases de servicio se mantiene al programar el tráfico para aumentar el retardo experimentado por el tráfico tolerante a retardo.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201331466.

Solicitante: ZTE (USA) INC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 2425 N. Central Expressway, Suite 323 75080 - Richardson TX TEXAS ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: HUO,David.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > TRANSMISION DE INFORMACION DIGITAL, p. ej. COMUNICACION... > H04L12/00 (Redes de datos de conmutación (interconexión o transferencia de información o de otras señales entre memorias, dispositivos de entrada/salida o unidades de tratamiento G06F 13/00))
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RED IPOWDM ELÁSTICA SENSIBLE AL SERVICIO Y MÉTODO DE OPERACIÓN.

Fragmento de la descripción:

Red IPOWDM elástica sensible al servicio y método de operación ANTECEDENTES

En comunicaciones de fibra óptica, la multiplexado de División de Longitud de Onda (WDM) se utiliza para multiplexar una serie de señales de portador óptico en una fibra óptica única al utilizar diferentes longitudes de onda de luz láser. Un sistema WDM utiliza un multiplexor en el transmisor para unir una pluralidad de señales, y un desmultiplexor en el receptor para separarlas.

Un beneficio para implementar WDM en un sistema óptico es que permite que aumente la capacidad de una red de comunicaciones óptica sin poner más fibra. Sin embargo, se puede implementar nueva tecnología en una infraestructura óptica sin tener que reacondicionar la red de estructura principal. La capacidad de un enlace dado se puede expandir simplemente al modificar o actualizar los multiplexores y desmultiplexores en cada extremo.

Diferentes sistemas WDM utilizan diferentes patrones de longitud de onda para implementar una pluralidad de canales de comunicación en una fibra óptica. Los diferentes sistemas se denominan como WDM convencional o grueso (CWDM) y WDM Denso (DWDM) . Los sistemas WDM que proporcionan hasta 8 canales por fibra se denominan como CWDM, y los sistemas que proporcionan más canales por fibra se denominan como DWDM. Los sistemas DWDM proporcionan normalmente 40 canales o 80 canales por fibra. El número de canales que se puede acomodar por fibra se determina por espacio de canal. El amplio espacio permite el uso de transceptores menos sofisticados, y por lo tanto menos costosos. Aquí, las tecnologías CWDM y DWDM se denominan colectivamente simplemente como WDM.

Los sistemas de red en general se pueden describir en términos de un modelo de trabajo de red promulgado por el esfuerzo de Interconexión de Sistemas Abiertos en la Organización Internacional para Estandarización, el así llamado "modelo OSI". El modelo OSI caracteriza las funciones de un sistema de comunicaciones en términos de capas lógicas denominadas capas de abstracción. Una capa sirve a la capa por encima de esta y es servida por la capa debajo de esta, y se agrupan diversas funciones de comunicación en las diversas capas. El modelo OSI se resume en la FIGURA 1. Como se muestra en la figura, la capa 1 (L1) se denomina la capa física, y describe el medio físico sobre el cual se propagan las señales de comunicaciones, así como también una descripción de los parámetros de transmisión binarios y de señal. La capa 2 (L2) se denomina la capa de Enlace de Datos, y describe el direccionamiento del datagrama. La capa 3 (L3) se denomina la capa de red, y sus funciones incluyen la determinación de la ruta y el direccionamiento lógico de mensajes en un canal de comunicaciones. De forma colectiva, L1, L2, y L3 se denominan como las capas medias.

En este contexto, un protocolo de comunicaciones es un sistema de formatos de mensaje digitales, y reglas para intercambiar los mensajes en o entre dispositivos en telecomunicaciones. Los protocolos pueden incluir señalización, autenticación, detección de errores, y capacidades de corrección. El Protocolo de Internet (IP) es un protocolo de comunicaciones utilizado para retransmitir los datagramas (paquetes de red) a través de una red, y es responsable de enrutar paquetes a través de los límites de red en inter-red.

Los sistemas y métodos aquí descritos pertenecen a la operación de sistemas de comunicaciones ópticas, y en particular sistemas que utilizan IP sobre CWDM o IP sobre los sistemas DWDM (colectivamente, IPoWDM) . La red consiste de una capa de enrutamiento IP/MPLS (Conmutación de Etiqueta Multiprotocolo, un mecanismo que lleva datos) (L3 y una capa de transporte WDM subyacente (L2/L1) . La capa WDM consiste de dos subredes divididas idénticas, denominadas aquí como WDM-A (A) y WDM-B (B) . Durante la operación normal A y B operan en forma independiente uno del otro, pero en otras ocasiones alguno puede actuar como un respaldo para el otro. Cualquier enrutador dado en L3 se conecta por lo menos a un nodo en A y por lo menos a un nodo en B. A y B se pueden describir como subgráficas desconectadas mutuas isomórficas y mutuas desconectadas dentro de una gráfica IPoWDM. Estas se conectan indirectamente a través de vértices de una subgráfica IP, de tal manera que el vértice IP tiene por lo menos un incidente de borde a A y por lo menos un incidente de borde a B. Físicamente, un enlace que conecta dos nodos dentro de A y el enlace correspondiente que conecta los dos nodos correspondiente en B se agotan en diferente conductos que se separan suficientemente entre sí para minimizar la posibilidad que un incidente provoque un corte en el conducto, tal como un equipo de excavación que corta inadvertidamente o de otra forma daña un conducto y el cable allí, también provocaría un apagón en el otro. Sin embargo cada nodo así incluye tres vértices en proximidad cercana, cada uno pertenece a una subred diferente. Esta arquitectura puede proporcionar elasticidad al desviar el tráfico entre A y B. Por ejemplo, en el caso de daño de cable en A, la interfaz IP-WDM puede desviar el tráfico de A a B, manteniendo así el servicio durante el incidente. Esta capacidad de elasticidad se basa en el manejo del tráfico en la capa IP, o más particularmente, en el manejo de tráfico en la interfaz entre la capa IP y la capa WDM. Diferentes estrategias de manejo de tráfico conduce a diferentes costes y desempeño.

RESUMEN

Una red y método para operar la red, la red comprende una capa de transporte que incluye las primeras y segundas subredes divididas pero topológicamente sustancialmente idénticas, cada una tiene una pluralidad de nodos de conmutación ópticos y/o nodos de multiplexor de adición-sustracción ópticos reconfigurables (ROADM) , y una capa de enrutamiento en donde cada enrutador se acopla a por lo menos un nodo en A y por lo menos un nodo en B. La red es operable para proporcionar por lo menos la primera clase y segunda clase de servicios que proporciona una alta y una baja Calidad de Servicio, respectivamente. En operación normal, el tráfico F no excede la mitad del tráfico de red instantáneo total; todo del tráfico F es transportado en A y una cantidad de tráfico S igual a la cantidad del tráfico F es transportado en B; y cualquier tráfico S restante se divide de forma igual entre A y B. En el caso de que las subredes lleguen a ser inoperables, todo el tráfico se transfiere a la otra subred, el QoS del tráfico F se mantiene, y todo el tráfico S se programa para compartir cualquier tráfico restante que tiene la capacidad de la subred operable.

Se entiende que la descripción general anterior y la siguiente descripción detallada son de ejemplo y explicatoria y pretenden proporcionar explicación adicional de la invención como se reivindica.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Los dibujos que acompañan se incluyen para proporcionar una comprensión adicional de la invención, y se incorporan en y constituyen una parte de esta especificación. Los dibujos ilustran las realizaciones y/o aspectos descritos y, junto con la descripción, sirven para explicar los principios de la invención, cuyo alcance se determina por las reivindicaciones.

En los dibujos:

La FIGURA 1 es una tabla que resume el modelo OSI;

La FIGURA 2 ilustra dos estrategias de manejo de tráfico diferentes, Esquema 1 (recuadros punteados) y Esquema 2 (recuadros sólidos) , durante operación normal;

La FIGURA 3 ilustra las dos estrategias de manejo diferentes después del incidente que hace A inoperable.

La FIGURA 4 es una gráfica que muestra el desempeño relativo del Esquema 1 versus Esquema 2 con respecto a la calidad de Servicio proporcionado por la red cuando A es inoperable.

DESCRIPCIÓN...

 


Reivindicaciones:

1. Una red que comprende:

una capa de transporte que incluye:

una primera subred (A) que tiene una pluralidad de nodos de conmutación óptica y/o nodos de multiplexor de adición-sustracción ópticos reconfigurables (ROADM) , y

una segunda subred (B) inconexa de y sustancialmente topológicamente idéntica a A; y

una capa de enrutamiento (L3) que comprende una pluralidad de enrutadores, cada enrutador se acopla en forma comunicativa a por lo menos un nodo en A y por lo menos un nodo en B;

en donde la red es operable para proporcionar el primer tráfico de red de prioridad (F) con una primera clase de servicio que tiene una primera Calidad de Servicio (QoS) y segundo tráfico de red de prioridad (S) con una segunda clase de servicio que tiene un segundo QoS menor que el primer QoS; y

en donde, en operación normal, el tráfico F no excede la mitad del tráfico de red instantáneo total; y en donde la capa de enrutamiento y/o la interfaz entre la capa de enrutamiento y la capa de transporte es operable para diferenciar entre una pluralidad de clases de servicio cada una tiene un QoS correspondiente, y es adicionalmente operable para programar el tráfico con base en su clase de servicio.

2. La red de la reivindicación 1, en donde:

todo el tráfico F se trasporta en A y una cantidad de tráfico S igual a la cantidad del tráfico F se trasporta en B; y cualquier tráfico S restante se divide de forma igual entre A y B; y

en el caso que uno de A y B llegue a ser inoperable, todo el tráfico F se transfiere a la subred operable y se mantiene el QoS del tráfico F, y todo el tráfico S está limitado para compartir cualquier tráfico restante que tiene la capacidad de la subred operable.

3. La red de la reivindicación 1, en donde la red es una red óptica que implementa el Protocolo de Internet (lP) sobre Multiplexado de División de Longitud de Onda (WDM) o IP sobre WDM Denso (DWDM) .

4. La red de la reivindicación 1, en donde la red implementa Conmutado de Etiqueta Multiprotocolo IP (IP/MPLS) .

5. La red de la reivindicación 1, en donde la red garantiza por lo menos un QoS F predeterminado para el tráfico F y un QoS S para el tráfico S que es más tolerante del retardo de suministro que el QoS F.

6. La red de la reivindicación 5, en donde en el caso de un defecto de cable el tráfico S se limita por un retardo tolerable predeterminado en el suministro de por lo menos una parte del tráfico S.

7. La red de la reivindicación 5, en donde el retardo del tráfico S se implementa utilizando un esquema de programación de paquete y el retardo es uniforme para todos los clientes dentro del tráfico S.

8. La red de la reivindicación 1, en donde cada uno de los enrutadores es operable para tráfico directo de A o B con base en la clase de servicio de tráfico.

9. Un método para operar un red óptica que tiene una capa de transporte que incluye una primera subred (A) que tiene una pluralidad de nodos de conmutación ópticos y/o nodos de multiplexor de adición-sustracción ópticos reconfigurables (ROADM) , una segunda subred (8) inconexa de y sustancialmente topológicamente idéntica a A, y una capa de enrutamiento (L3) que tiene una pluralidad de enrutadores, cada enrutador se acopla en forma comunicativa a través de una interfaz a por lo menos un nodo en A y por lo menos un nodo en B, en donde cada enrutador o la interfaz entre el enrutador y la capa de transporte es operable para diferenciar entre una pluralidad de clases de servicio con el QoS correspondiente y programar el tráfico con base en su clase de servicio, el método para operar la red comprende:

proporcionar el primer tráfico de red de prioridad (F) con un primera clase de servicio que tiene una primera Calidad de Servicio (QoS) y segundo tráfico de red de prioridad (S) con una segunda clase de servicio que tiene un QoS menor que el primer QoS, en donde en operación normal el tráfico F no excede la mitad del tráfico de red instantáneo total;

configurar los enrutadores o las interfaces entre los enrutadores y los nodos correspondientes respectivos para:

en el caso de que uno de A y B llegue a ser inoperable:

transferir todo el tráfico a la subred operable; mantener el QoS del tráfico F; y

limitar todo el tráfico S para compartir cualquier tráfico restante que tiene la capacidad de la subred operable.

10. El método de la reivindicación 9, en donde durante operación normal, la red se configura para dirigir todo el tráfico F a A y una cantidad de tráfico S a B que es igual a la cantidad del tráfico F y dividir cualquier tráfico S restante entre A y B.

11. El método de la reivindicación 10, en donde la red implementa el Protocolo de Internet (IP) sobre Multiplexado de División de Longitud de Onda (WDM) o el Protocolo de Internet (IP) sobre Multiplexado de División de Longitud de Onda Denso (DWDM) en una capa WDM.

12. El método de la reivindicación 10, en donde la red implementa Conmutado de Etiqueta Multiprotocolo IP (IP/MPLS) .

13. El método de la reivindicación 10, en donde la red garantiza el primer QoS para el tráfico F y un QoS diferente para el tráfico S.

14. El método de la reivindicación 10, en el que, en el caso A es inoperable, el suministro de por lo menos una parte del tráfico S se programa para suministro retrasado en B.

15. El método de la reivindicación 14, en donde el retardo del tráfico S se implementa utilizando una programación round robin.

16. El método de la reivindicación 10, en donde los enrutadores y/o las interfaces entre los enrutadores y los nodos correspondientes respectivos, se configuran para dirigir el tráfico hasta y/o desde una capa de transporte de la red con base en la clase de servicio de tráfico.

17. El método de la reivindicación 16, en donde la red proporciona por lo menos un tercer tráfico de red de prioridad

(T) con una tercera clase de servicio que tiene un tercer QoS menor que el primer QoS, y en el caso que A llegue a ser inoperable, transferir el tráfico T a B y programar por lo menos una parte del tráfico T para compartir cualquier tráfico restante que tiene la capacidad de B.

18. El método de la reivindicación 16, en donde los enrutadores y/o las interfaces entre los enrutadores y los nodos correspondientes respectivos son operables para:

ser conscientes del porcentaje de capacidad de red utilizada por el tráfico F del cliente,

reconocer la clase de servicio del tráfico de cliente en un flujo de paquetes procesado por el enrutador correspondiente,

dividir el flujo de tráfico entre el enrutador correspondiente y la capa WDM, por medio de TDM o WDM, de tal manera que un porcentaje predeterminado del tráfico F y S vaya hacia A y un porcentaje predeterminado diferente del tráfico F y S vaya hacia B;

recibir una alarma en el caso de un corte de equipo en la capa WDM, y estar consciente del estado de la capa WDM en vista del corte de equipo y respuesta a la alarma:

desviar paquetes desde A hasta B sin interrupción de servicio de suministro de paquete;

programar el tráfico F que se va a suministrar de acuerdo con el F QoS, y programar el tráfico S para compartir cualquier capacidad restante en B; y

responder a una confirmación que A ha sido restaurado, retornar el patrón de tráfico al estado de pre-alarma.