Mecanismos para proveer calidad de servicio en aplicaciones de voz, vídeo y datos

Infografía

Resumen Adicional Modo de Transferencia Asíncrono.

La nueva tecnología de transporte digital, desarrolla para banda ancha, se vale de mecanismos de control dinámico del ancho de banda. En otras palabras, este manejo dinámico permite que al momento de dejar de generar datos la fuente, el ancho de banda que utilizaba del canal de comunicación es destinado al uso por otra fuente.

Dicha gestión dinámica del ancho de banda presenta complejos mecanismos de control de congestión que aseguran que el tráfico sensible, sea voz, vídeo o datos entre otros, siempre dispondrá de la calidad de servicio requerida.

El desarrollo y orientación de las aplicaciones que requieren transporte digital en entornos punto a multipunto, tales como videoconferencias, tráfico LAN, broadcasting de vídeo; requieren de soporte broadcast en la capa de transporte.

Anteriormente, las tecnologías de transporte digital, se basaban en la multiplexación sobre canales punto a punto, es decir, no podían enfrentarse a este nuevo requerimiento de servicio. ATM, (tecnología orientada a la conexión) contempla el uso de circuitos punto-multipunto que permiten ofrecer funciones de broadcasting de información. Los datos se replican en el interior de la red (específicamente donde se divide el circuito punto-multipunto). Esto minimiza el ancho de banda asociado a tráfico broadcast y permite la extensión y crecimiento de estos servicios hasta niveles muy elevados.

Otra característica que se puede citar del ATM es la de disponer de mecanismos para el establecimiento de circuitos conmutados bajo demanda del DTE. Estas funciones son cada vez más necesarias en la capa de banda ancha, por ejemplo Cable-TV o Vídeo conferencia.

Se observa que ATM define un protocolo de señalización entre el DTE y la red, denominado UNI, que permite la negociación de canales conmutados bajo demanda. El protocolo, basado en el Q.931 de RDSI, permite al DTE la creación de un canal (punto a punto o multipunto) con una determinada calidad de servicio (ancho de banda, retardo entre otras características.

EL protocolo NNI (notas que este protocolo es no orientado a la conexión) se encarga de la propagación de la petición de llamada dentro del interior de la red hacia el destino para su aceptación, a la vez permite la propagación de llamadas por múltiples caminos alternativos.

Uno de los principales problemas de las redes de transporte es cómo actuar frente a los continuos y frecuentes cambios en los requerimientos tanto de cobertura como de ancho de banda. ATM se diseñó como una red "inteligente". Esto se logró de manera tal que los nodos que componían la red fueran capaces de descubrir la topología (nodos y enlaces) que les rodeaba y crearse una imagen propia de como estaba formada la red. Adicional a esto este procedimiento debía ser dinámico para que la inserción de nuevos nodos o enlaces en la red fueran detectados y asimilados automáticamente por los otros nodos.

Un conmutador ATM intenta, continuamente, establecer relaciones PNNI con otros conmutadores por cada uno de sus puertos. Tan pronto se establece una de estas relaciones (por ejemplo, entre dos conmutadores adyacentes), se procede a un intercambio de información topológica entre ellos. De esta manera, cada conmutador puede hacerse una idea de como esta diseñada la red. Este procedimiento está basado en el algoritmo SPF (Shortest Path First).

Este protocolo no representa problemas a la escalabilidad de la red, ya que, el PNNI usa una aproximación jerárquica. La red puede ser dividida en áreas dentro de las cuales se ejecuta una copia independiente del algoritmo. Cada área, a su vez, puede estar compuesta por un número indeterminado de sub-áreas y así indefinidamente. Las redes basadas en tecnología ATM con PNNI pueden crecer hasta más de 2500 conmutadores.

Las características anteriores proporcionan:

· Administración activa y libre al cambio de ancho de banda de enlaces.

· Creación de enlaces dinámicos como canales alternativos.

· Administración sencilla de red.

· Detección automática de topología.

Por lo tanto, se puede afirmar que la tecnología ATM es universal y válida tanto en transporte digital de banda ancha, como para backbone de alta velocidad en redes LAN o integración de servicios en redes corporativas sobre enlaces de baja velocidad. ATM es una solución global extremo a extremo; es una tecnología de infraestructura como de aplicaciones.

Calidad de Servicio (QoS) visto por las categorías.

Se tienen definidas cuatro categorías de tráfico básicas:

· CBR (Constant Bit Rate)

· VBR (Variable Bit Rate)

· UBR (Undefined Bit Rate)

· AVR (Available Bit Rate)

El DTE caracteriza el tráfico que va a enviar por el circuito mediante cuatro parámetros (PCR, SCR, CDVT y MBS) dentro de una de las cuatro categorías citadas. La red propaga esa petición internamente hasta su destino, validando si los requerimientos exigidos se cumplen. En caso afirmativo, la red acepta el circuito y, a partir de ese momento, garantiza que el tráfico estará bajo las condiciones negociadas en el establecimiento.

Los conmutadores ATM ejecutan un algoritmo llamado dual leaky buckets que garantiza, celda por celda, que se está ofreciendo la calidad de servicio requerida. Está permitido que el DTE envíe los datos por un circuito a más velocidad de la negociada. En ese caso el conmutador ATM puede proceder al descarte de las celdas correspondientes en caso de saturación en algún punto de la red.