Diseño y análisis de una red de comunicaciones con conmutación óptica de paquetes

Resumen

EL CRECIMIENTO DE LOS REQUERIMIENTOS DE ANCHO DE BANDA EXPERIMENTADO POR LAS REDES DE COMUNICACIONES EN LOS ÚLTIMOS AÑOS HA IMPULSADO EL DESARROLLO DE LA TECNOLOGÍA WDM QUE SE DESTACA COMO LA CANDIDATA PERFECTA PARA EL DESARROLLO DE LAS REDES PRESENTES Y FUTURAS. LAS REDES DE COMUNICACIONES ÓPTICAS ESTÁN EVOLUCIONANDO DE CONEXIONES PUNTO A PUNTO ESTÁTICAS CON CONMUTACIÓN DE CIRCUITOS HACIA REDES CON TRANSPORTE MÁS EFICIENTE DE TRÁFICO DINÁMICO SEGÚN LOS CONCEPTOS OBS Y OPS. LA CONMUTACIÓN ÓPTICA DE DATAGRAMAS PERMITE LA TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN A TRAVÉS DE LA RED DE FORMA TRANSPARENTE, SIN NECESIDAD DE CONVERSIÓN O/E/O Y POR TANTO ES COMPATIBLE CON CUALQUIER FORMATO Y TASA DE TRANSMISIÓN DE LOS PAQUETES. POR OTRA PARTE, ELIMINA EL CUELLO DE BOTELLA ASOCIADO AL PROCESADO ELECTRÓNICO EN LOS NODOS INTERMEDIOS CUANDO LA TASA DE TRANSMISIÓN AUMENTA COMO ES PREVISIBLE QUE LO HAGA EN LAS REDES FUTURAS HASTA VALORES DE DECENAS DE GB/S O SUPERIORES. EN ESTE TRABAJO NOS CENTRAMOS EN EL ÁREA METROPOLITANA CARACTERIZADA POR UN INCREMENTO NOTABLE DE CAUDAL DE TRÁFICO Y ALTA SENSIBILIDAD AL COSTE. EL PRINCIPAL OBJETIVO DE DISEÑO DE REDES EN ESTE ENTORNO ES POR TANTO SIMPLICIDAD Y BAJO COSTE. EN ESTE CONTEXTO SE HAN REALIZADO VARIAS PROPUESTAS QUE PRESENTAN DISTINTAS CARACTERÍSTICAS DE ESCALABILIDAD Y GRADO DE TRANSPARENCIA. ESTA TESIS PRESENTA UNA ARQUITECTURA DE RED QUE SE AJUSTA A LAS PREMISAS DE DISEÑO PARA LAS REDES DE PRÓXIMA GENERACIÓN EN EL ÁREA METROPOLITANA. LA RED PROPUESTA ESTÁ BASADA EN OPS Y COMBINA SENCILLEZ Y BAJO COSTE CON MODERADA ESCALABILIDAD, ALTO THROUGHPUT Y REDUCIDA LATENCIA. LA INFORMACIÓN DE CONTROL NECESARIA PARA EL CORRECTO ENCAMINAMIENTO DE LOS PAQUETES SE CODIFICA A DOS NIVELES. POR UNA PARTE, LA PROPIA LONGITUD DE ONDA CONSTITUYE UN INDICADOR DE LA DIRECCIÓN DESTINO DE CADA PAQUETE; POR OTRA CADA PAQUETE RECIBE UNA ETIQUETA O LABEL QUE ES PROCESADA POR LOS NODOS DE LA RED. LA RED PROPUESTA HA SIDO ANALIZADA TENIENDO EN CUENTA ASPECTOS DE TRÁFICO Y FÍSICOS, OBTENIENDO SUS LÍMITES DE ESCALABILIDAD Y PRESTACIONES A PARTIR DE LAS RESTRICCIONES PROPIAS DE CADA ENFOQUE. ADICIONALMENTE, SUS PRESTACIONES HAN SIDO COMPARADAS CON LAS DE UN DISEÑO SIMILAR EN LA QUE SE REALIZA CONVERSIÓN O/E/O EN LOS NODOS CON LAS MODIFICACIONES PERTINENTES DEL PROTOCOLO MAC. POR OTRA PARTE, EL ESTUDIO EXPERIMENTAL DE ALGUNOS DE LOS SUBSISTEMAS REQUERIDOS POR EL DISEÑO DE RED PRESENTADO HA DEMOSTRADO LA POSIBILIDAD DE SU IMPLEMENTACIÓN CON COMPONENTES COMERCIALMENTE DISPONIBLES. EL ESTUDIO DE TÉCNICAS DE LABELING ADQUIERE ESPECIAL IMPORTANCIA EN LAS REDES OPS Y HA SIDO TRATADO EN ESTE TRABAJO. EN CONCRETO, SE HA PROPUESTO UNA MODIFICACIÓN DE LA TÉCNICA BASADA EN MODULACIONES ORTOGONALES QUE DENOMINAMOS IM/NARROW-FSK. POR ÚLTIMO, SE HA REALIZADO UN ESTUDIO DE LA PROBLEMÁTICA DE AMPLIFICACIÓN ÓPTICA EN REDES CON TRÁFICO DINÁMICO, COMO ES EL CASO DE LA RED PROPUESTA O EN GENERAL DE CUALQUIER RED BASADA EN OPS U OBS. EN EL ESTUDIO SE HAN CONSIDERADO LOS DOS TIPOS AMPLIFICADOR MÁS COMÚNMENTE UTILIZADOS: EDFA Y SOA