Reserva de recursos sincronizados de tiempo en redes con paquetes conmutados.

Método para programar unas reservas de recursos en una red de comunicaciones con paquetes conmutados quecomprende unos nodos extremos (Hi) y unos conmutadores (Sj) de la red central,

en donde dicho métodocomprende los pasos, tratados en el nivel de la capa de enlace de datos del modelo de Interconexión de SistemasAbiertos, OSI, de:

· incluir una información de tiempo en cada solicitud, emitida por un nodo extremo (Hi) y reenviada por al menosun conmutador (Sj) de la red central, y que solicita una reserva de recursos para recibir un flujo definido porespecificaciones en un momento que está representado por dicha información de tiempo, y

· almacenar dicha información de tiempo, incluida en cada solicitud de nodo extremo enviada en correspondenciacon las especificaciones de flujo asociadas, en al menos una base de datos relacionada gestionada por unconmutador (Sj) de la red central que participa en dicho reenvío de la solicitud.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/051555.

Solicitante: THOMSON LICENSING.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 1-5, RUE JEANNE D'ARC 92130 ISSY-LES-MOULINEAUX FRANCIA.

Inventor/es: CHAPEL, CLAUDE, MACE,GAEL, LE ROUX,JEAN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G06F9/38 FISICA.G06 CALCULO; CONTEO.G06F PROCESAMIENTO ELECTRICO DE DATOS DIGITALES (sistemas de computadores basados en modelos de cálculo específicos G06N). › G06F 9/00 Disposiciones para el control por programa, p. ej. unidades de control (control por programa para dispositivos periféricos G06F 13/10). › Ejecución simultánea de instrucciones, p. ej. segmentación, anticipación.
  • H04L12/54 ELECTRICIDAD.H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS.H04L TRANSMISION DE INFORMACION DIGITAL, p. ej. COMUNICACION TELEGRAFICA (disposiciones comunes a las comunicaciones telegráficas y telefónicas H04M). › H04L 12/00 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). › Sistemas de conmutación por memorización y restitución (sistema de conmutación de paquetes H04L 12/70).
  • H04L29/06 H04L […] › H04L 29/00 Disposiciones, aparatos, circuitos o sistemas no cubiertos por uno solo de los grupos H04L 1/00 - H04L 27/00. › caracterizadas por un protocolo.
  • H04N5/268 H04 […] › H04N TRANSMISION DE IMAGENES, p. ej. TELEVISION. › H04N 5/00 Detalles de los sistemas de televisión (Detalles de los dispositivos de análisis o sus combinaciones con la producción de la tensión de alimentación H04N 3/00). › Distribución o conmutación de la señal.
  • H04N7/24 H04N […] › H04N 7/00 Sistemas de televisión (detalles H04N 3/00, H04N 5/00; métodos y arreglos, para la codificación, decodificación, compresión o descompresión de señales de vídeo digital H04N 19/00; distribución selectiva de contenido H04N 21/00). › Sistemas para la transmisión de señales de televisión que utilizan la modulación por impulsos codificados (H04N 21/00  tiene prioridad).

PDF original: ES-2425602_T3.pdf

 

Reserva de recursos sincronizados de tiempo en redes con paquetes conmutados.

Fragmento de la descripción:

Reserva de recursos sincronizados de tiempo en redes con paquetes conmutados Campo de la invención.

La presente invención se refiere al campo de las redes de comunicación, y más precisamente a la gestión de la reserva de recursos en redes con paquetes conmutados.

Antecedentes de la invención.

Los nuevos esfuerzos de normalización, como los realizados en la organización de la IEEE, permiten realmente considerar la estricta aplicación de la reserva de recursos en el nivel OSI 2 (Capa de Enlaces) . Sin embargo, todos estos mecanismos no están correlacionados en el tiempo y por lo tanto no permiten indicar el momento final de una reserva actual o planificar una reserva futura.

En el presente documento el término “recurso” se refiere a todas las variables de la red, tales como la anchura de banda, la fluctuación y el tiempo de espera, por ejemplo, que caracterizan un flujo (o tren) de datos entre dos nodos a través de una infraestructura dada.

Algunos entornos, tal como los entornos de producción de vídeo profesional y los de transmisión, son unos entornos muy sensibles al tiempo. Por lo tanto, se ha propuesto sustituir la infraestructura de punto a punto que normalmente han usado con una red con paquetes conmutados. No obstante, esto implica tener en cuenta todos los tiempos de espera que pudieran influir en las calidades de funcionamiento de todo el sistema.

El modelo OSI bien conocido (ilustrado esquemáticamente en la Figura 1 y normalizado por la organización ISO) define un marco de funcionamiento en red para aplicar unos medios de comunicación en siete capas. Las capas 1 a 4 están a cargo del transporte de los datos en un medio de comunicación dado, en tanto que las capas 5 a 7 se usan para permitir diferentes aplicaciones para comunicación independientemente de la infraestructura de comunicación usada.

El paradigma establecido por el documento WO2008/111791 es que ningún dispositivo de la red central (procesamiento de la capa 2 OSI) puede configurarse para tratar la conmutación de imágenes a partir de una interpretación de los datos transportados en un entorno que cumple la norma IEEE 802.1, por lo que el documento WO2008/113791 propone un dispositivo específico para realizar esta tarea (capas 5/6/7 OSI) .

La presente invención solamente se refiere a la capa 2 OSI, es decir a la capa de enlace de datos. Por lo tanto, todos los mecanismos descritos a partir de ahora están tratados en la capa 2 OSI.

Como es sabido por el experto en la técnica, los conmutadores de la red central son equipos de la red central que envían tráfico en la información contenida en el encabezamiento de la capa 2. Este “reenvío” difiere del “encaminamiento” que se refiere a las operaciones en la información de la capa 3.

Estos conmutadores de la red central solamente envían tráfico a las direcciones usando una tabla de reenvío que asocia una dirección del equipo físico a uno de sus puertos. Cuando una trama es recibida por un conmutador de la red central, su encabezamiento de la capa 2 da la dirección del equipo físico y por lo tanto una entrada asociada a la tabla de reenvío, que designa el puerto al que el conmutador de la red central tiene que reenviar la trama. Debido a que operan en un nivel bajo, los procesos de los conmutadores de la red se aplican en el equipo físico, que permite la gestión de sus tiempos de espera.

El Grupo de Trabajo (TG) de Conexión en Puente de Audio/Video (AVB) de la IEEE 802.1, que forma parte de la IEEE 802.1, tiene como fin proporcionar unas especificaciones que permitirán los servicios de flujo de datos de bajo tiempo de espera sincronizados en el tiempo a través de las redes 802. Este TG comprende un subgrupo “IEEE 802.1AS: Temporización y Sincronización” que tiene como fin definir a través de una Capa 2 normal un servicio de sincronización del tiempo que es apropiado para las exigencias más estrictas de las aplicaciones de la electrónica de consumidor.

La norma 802.1AS especifica el protocolo y los procedimientos que deben usarse para asegurar que se cumplan las exigencias de sincronización de las aplicaciones sensibles al tiempo, tales como las de audio y video, a través de las Redes de Área Local de Conexión en Puente y Virtuales que constan de unos medios LAN en los que las demoras de transmisión son fijas y simétricas, tales como los enlaces duplex completos IEEE 802.3, por ejemplo. Esto incluye el mantenimiento del tiempo sincronizado durante la operación normal y la siguiente adición, la eliminación del fallo de los componentes de la red así como la reconfiguración de la red. Esta norma 802.1AS especifica el uso de las especificaciones IEEE 1588 cuando sean aplicables en el contexto de las normas IEEE 802.1D y 802.1Q. La sincronización de una señal de temporización proporcionada externamente (por ejemplo, una norma de temporización reconocida tal como UTC o TAI) no forma parte de esta norma pero no está excluida.

El grupo de trabajo IEEE 802.1AVB comprende otros dos subgrupos, los 802.1Qat y 802.1Qav, que se refieren al nuevo mecanismo de reserva de recursos.

La norma 802.1Qat tiene como fin definir un sistema de control de admisión que permite puentes para garantizar los recursos necesarios para los flujos de Audio/Video (AV) . Especifica los protocolos, procedimientos y objetos gestionados, que pueden ser usados por los mecanismos de capa superior existentes, que permite que los recursos de red se reserven para flujos de tráfico específicos que atraviesan una red de área local conectada en puente. Identifica los flujos de tráfico a un nivel suficiente para que los conmutadores determinen los recursos requeridos y proporcionen un mecanismo para el mantenimiento dinámico de esos recursos.

Esta norma proporciona un protocolo de señalización para hacer posible la gestión de recursos de un extremo a otro de la reserva de recursos de los flujos garantizados con QoS. El protocolo de señalización facilita el registro, eliminación del registro, y retención de la información de reserva de recursos en los elementos de red pertinentes. El protocolo de señalización es un componente esencial de la configuración automática en aplicaciones de red de área local conectadas en Puente que requieren unas garantías de tiempo de espera y de anchura de banda. La aplicación de las actuales tecnologías IEEE 802 para flujos de datos de alta calidad sensibles al tiempo permite a los usuarios aumentar la carga de sus redes de forma desconocida en la medida en la que la experiencia del usuario está influida negativamente. Para proporcionar la capacidad de QoS coherente garantizada, la disponibilidad de los recursos de la red a lo largo de toda la vía de los datos tiene que ser asegurada antes de que tenga lugar la transmisión. Esto requiere la definición de descriptores del flujo de tráfico y de un protocolo para señalar la reserva de recursos a lo largo de la vía de los flujos de un extremo a otro extremo. Se usa el protocolo de registro múltiple (MRP) como una base para este protocolo.

La norma 802.1Qav tiene como objeto mejorar las reglas de reenvío de tramas de conexión en puente de la norma 802.1 para soportar los flujos AV. Permite a los conmutadores proporcionar garantías para la transmisión de datos de audio video (tráfico AV) en tiempo real de sensibilidad a las pérdidas y sensibilidad al tiempo (esto es, una variación ligada al tiempo de espera y a la entrega) . Especifica la medición de ingresos según la prioridad, la regeneración de la prioridad y los algoritmos de drenaje de cola teniendo en cuenta la temporización. Se asignan losvalores de prioridad codificados de Red de Área Local Virtual (VLAN) , en conjunto, para segregar tramas entre las colas controladas y no controladas, que permiten el soporte simultáneo para el tráfico AV y otro tráfico conectado en puente en y entre las Redes de Área Local por cable e inalámbricas (WLANs) . Esta norma especifica las mejoras de la función de reenvío de los conmutadores de red anteriormente mencionados (que cada vez se usan más para interconectar los dispositivos que soportan las aplicaciones de flujos de datos de audio y video) para proporcionar garantías de calidad de funcionamiento que permitan el tráfico sensible al tiempo en una red de área local y para armonizar la pérdida por demora, fluctuación y de paquetes de las redes de la Capa 2.

Los nuevos trabajos de normalización en marcha antes mencionados permiten la sincronización precisa de los elementos de red conectados (nodo extremo y equipo de la red central) y asegurar una reserva estricta de recursos. No obstante, incluso si su fin es soportar aplicaciones sensibles al tiempo, no están totalmente relacionados... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Método para programar unas reservas de recursos en una red de comunicaciones con paquetes conmutados que comprende unos nodos extremos (Hi) y unos conmutadores (Sj) de la red central, en donde dicho método comprende los pasos, tratados en el nivel de la capa de enlace de datos del modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos, OSI, de:

• incluir una información de tiempo en cada solicitud, emitida por un nodo extremo (Hi) y reenviada por al menos un conmutador (Sj) de la red central, y que solicita una reserva de recursos para recibir un flujo definido por especificaciones en un momento que está representado por dicha información de tiempo, y

• almacenar dicha información de tiempo, incluida en cada solicitud de nodo extremo enviada en correspondencia

con las especificaciones de flujo asociadas, en al menos una base de datos relacionada gestionada por un conmutador (Sj) de la red central que participa en dicho reenvío de la solicitud.

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicha información de tiempo se obtiene a partir de un tiempo dado por un reloj (WC) compartido por dichos nodos extremos (Hi) y los conmutadores (Sj) de la red central.

3. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque dicha información de tiempo se añade a una unidad de datos del protocolo de registro de flujos múltiples de datos, que constituye una solicitud de nodo extremo que cumple el Protocolo de Reserva de Flujo normalizado, como la norma 802.1Qat del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, IEEE, en un nuevo campo especializado.

4. Método de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque dicho nuevo campo especializado se añade a una subrama de dicha unidad de datos del protocolo de registro de flujos múltiples, denominada “Primer valor”, en paralelo con un campo denominado “StreamID” que define un identificador de un flujo.

5. Un nodo extremo (Hi) destinado a estar conectado a una red de comunicaciones con paquetes conmutados que comprende unos conmutadores (Sj) de la red central, caracterizado por que comprende unos medios de procesamiento dispuestos, cada vez que dicho nodo extremo (Hi) desea solicitar una reserva de recursos para recibir un flujo definido por unas especificaciones,

i) para generar una solicitud que incluye dichas especificaciones de flujo y una información de tiempo que representa un momento en el que dicho nodo extremo (Hi) desea comenzar a recibir dicho flujo, y

ii) para transmitir dicha solicitud generada a un conmutador (Sj) de la red central al que dicho nodo extremo (Hi) está conectado, de modo que dicha solicitud pueda ser reenviada en el nivel de la capa de enlace de datos del modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos, OSI, a los otros conmutadores (Sj) de la red central de dicha red de comunicaciones por paquetes conmutados.

6. Un nodo extremo de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que dichos medios de procesamiento están dispuestos para obtener dicha información de tiempo a partir de un momento dado por un reloj (WC) compartido por dichos nodos extremos (Hi) y los conmutadores (Sj) de la red central de dicha red de comunicaciones con paquetes conmutados.

7. Un conmutador (Sj) de la red central de una red de comunicaciones con paquetes conmutados a la que están conectados dichos nodos extremos (Hi) , caracterizado por que comprende unos medios de procesamiento dispuestos, cuando su conmutador (Sj) de la red central ha recibido una solicitud emitida por un nodo extremo (Hi) y que incluye las especificaciones de un flujo y una información de tiempo que representa un momento en el que dicho nodo extremo (Hi) desea comenzar a recibir dicho flujo, para almacenar dicha información de tiempo en correspondencia con las especificaciones del flujo asociadas en una base de datos relacionada de su conmutador (Sj) de la red central, con el fin de que el último (Sj) sea capaz de reenviar, en el nivel de la capa de enlace de datos del modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos, OSI, dicho flujo solicitado a dicho nodo extremo (Hi) solicitante a partir del momento representado por dicha información de tiempo almacenada.


 

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