La visión clásica en cuanto a capas, requiere de ligeros cambios frente a la adaptación, para el manejo en la variedad de distintas redes y protocolos que proliferan hoy. Un modelo estratificado más realista para las redes de hoy emplearía múltiples pilas de protocolos que residen una encima de la otra. Cada pila incorpora varias subcapas, que pueden proporcionar funciones que se asemejan a las tradicionales capas físicas, de enlace y de red. Para proporcionar un ejemplo concreto, considere una red IP sobre SONET que se muestra en la Figura 4.16. En este caso, la red IP considera que la red SONET le proporciona enlaces punto a punto entre enrutadores IP. Sin embargo, la red SONET en sí
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misma, enruta y cambia conexiones internamente y, en cierto sentido, incorpora sus propias capas de enlace, físicas y de red.
Figura 4.16 Red SONET Punto a Punto. Adaptada de [16].
La introducción de redes ópticas de segunda generación agrega otra capa a la jerarquía de protocolo, denominada capa óptica. La capa óptica más que ser una capa actúa como “servidor” que proporciona servicios a otras capas cliente. Esta capa óptica proporciona caminos ópticos o lightpaths a una variedad de capas cliente, como se muestra en la Figura 4.17. Los ejemplos de capas cliente, que residen sobre una capa de red óptica de segunda generación incluyen IP, Ethernet y SONET / SDH. Así, como otros protocolos posibles, como la capa de canal de fibra o Fibre Channel (un protocolo utilizado para interconectar computadoras entre computadoras o computadoras entre dispositivos de almacenamiento). Y dado que las redes ópticas están en constante evolución, pueden proporcionar servicios adicionales en los denominados caminos ópticos, como en los circuitos virtuales de conmutación de paquetes o los servicios que emplean datagramas.
Estos servicios pueden interactuar directamente con las aplicaciones del usuario, como se muestra en la Figura 4.3. La posibilidad de establecer diversas combinaciones (capas), como IP sobre SONET. Las capas del cliente, hacen uso de los caminos ópticos proporcionados por la capa óptica. Para una red SONET, Ethernet o IP que opera sobre la capa óptica. Los caminos ópticos son simplemente reemplazos de las conexiones de fibras cableadas entre terminales SONET o enrutadores IP. Como se describió anteriormente, un camino óptico es una conexión entre dos nodos en la red, y se configura asignándole una longitud de onda dedicada a cada enlace en su camino. Se puede observar, que es probable que las longitudes de onda individuales transporten datos a velocidades de bits bastante altas (en el rango de unos pocos a 10 gigabits por segundo), y todo este ancho de banda se proporciona a la capa superior mediante un recorrido de luz. Dependiendo de las capacidades de la
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red, este camino óptico puede configurarse o eliminarse en respuesta a una solicitud de la capa superior.
Figura 4.17 Vistazo a una red consistente en capa óptica de segunda generación, la cual es capaz de ofrecer soporte a una gran variedad de clientes, por encima de ella. Adaptado de [17].
Esto puede considerarse como un servicio de conmutación de circuitos, similar al servicio proporcionado por la red telefónica actual: la red configura o responde llamadas en respuesta a una solicitud del usuario. Alternativamente, la red puede proporcionar solo trayectos de luz permanentes, que se configuran en el momento en que se despliega la red.
El servicio de camino óptico, se puede usar para admitir conexiones de alta velocidad para una variedad de redes superpuestas. Hoy en día, las redes ópticas proporcionan funciones que se podrían considerar que caen principalmente dentro de la capa física desde la perspectiva de sus usuarios. Sin embargo, la red óptica en sí misma incorpora varias subcapas, que a su vez corresponden a las funciones de enlace y capa de red en la vista clásica en capas. Antes de la aparición de la capa óptica, SONET/SDH era la tecnología de transmisión predominante en la red de telecomunicaciones, y sigue siendo la tecnología dominante en muchas partes de la red.
La capa SONET proporciona varias funciones claves como:
Proporciona conexiones administradas de circuito completo conmutadas de extremo a extremo.
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Proporciona un mecanismo eficiente para multiplexar conexiones de baja velocidad en conexiones de mayor velocidad. Por ejemplo, las conexiones de voz a baja velocidad a 64 kbps o las conexiones de línea privada a 1.5 Mbps se pueden multiplexar hasta velocidades de línea de 10 Gbps o 40 Gbps para el transporte a través de la red [3].
La extracción eficiente de las transmisiones de manera individual en los nodos intermedios de baja velocidad. Utilizando un elegante mecanismo de multiplexación basado en el uso de punteros en flujos de alta velocidad.
Fiabilidad y disponibilidad de red. Los operadores esperan que sus redes brinden entre 99.99% y 99.999% de disponibilidad. Estas cifras se traducen en un tiempo de inactividad permisible de la red, de no menos de 1 hora por año y 5 minutos por año, respectivamente.
Incorporación de mecanismos sofisticados para la restauración rápida del servicio en caso de fallas en la red (Failover).
Finalmente, en los nodos (SONET) incluye amplios gastos generales que permiten a los operadores monitorear y administrar la red. Entre los ejemplos de estos gastos generales, se incluyen bytes de verificación de paridad, para determinar si las tramas se reciben por error o los identificadores de conexión que permiten rastrear y verificar las conexiones a través de una red compleja. Además, los elementos de red incluyen terminales de línea, multiplexores de adición/extracción (ADM),regeneradores
y conmutadores digitales (DCS). Terminales de línea multiplexado y tráfico demultiplexado (OLT).
Los ADMs se implementan en topologías lineales y en anillo. Por otra parte, proporcionan una manera eficiente de dejar caer parte del tráfico en un nodo mientras permite que pase el tráfico restante. La topología de anillo permite que el tráfico se desvíe por fallas en la red. Los regeneradores reconstruyen la señal SONET donde sea necesario. Los DCS se implementan en nodos más grandes para conmutar una gran cantidad de flujos de tráfico.
Las funciones realizadas por la capa óptica son en muchos sentidos análogas a las realizadas por la capa SONET. La capa óptica multiplexa múltiples trayectorias de luz en una sola fibra y permite que los caminos ópticos individuales se extraigan de manera eficiente de la señal multiplexada compuesta en los nodos de la red. Incorpora sofisticadas técnicas de restauración de servicios y técnicas de gestión también.
La red consta de terminales de línea óptica (OLT), multiplexores ópticos de adición / extracción (OADM) y
Matrices de conmutación óptica (OXC) interconectados a través de enlaces de fibra. Además, los OLT, los OADM y los OXC pueden incorporar ellos mismos amplificadores ópticos para compensar las pérdidas. Al escribir estas líneas, los OLT están ampliamente desplegados y los OADM se implementan en menor medida. Los OXCs recién comienzan a ser implementados. La arquitectura admite una variedad de topologías, incluidas las topologías de anillo y malla. Los OLTs multiplexan múltiples longitudes de onda en una sola fibra y también demultiplexan una señal WDM
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complementaria en longitudes de onda individuales. Los OLT se usan en cualquier extremo de un enlace punto a punto.