6. AGRUPACIÓN DE MÚLTIPLES PARES (BONDING)
6.2. B ONDING BASADO EN ATM
6.2.3. Mensajes de información de estado
Existe un protocolo de control mediante el cual ambos lados intercambian mensajes de información o ASM (Autonomous Status Message), formados por una única celda, usados durante las distintas fases. En la fase de inicialización son usados para
determinar los links que formaran el grupo. Durante la transmisión de datos la calidad de cada uno de los enlaces es monitorizada y su estado se comunica al transmisor. Si el estado de alguno de los enlaces se viera deteriorado, estos mensajes de estado se pueden usar para comunicar al transmisor que deje de utilizarlo en la comunicación.
Los enlaces que han dejado de transmitir debido a una caída en la calidad, siguen siendo monitorizados, y si se restablece el transmisor será informado de que puede volver a utilizarlo para transmitir información.
Los mensajes ASM se envían normalmente una vez por segundo en cada link. Si es necesaria la notificación urgente del estado de alguno de los enlaces, se puede enviar en cualquier momento.
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6.2.4. Funcionamiento
La siguiente figura muestra el esquema de funcionamiento de la tecnología bonding
basada en ATM.
Fig. 6.1 Esquema funcionamiento bonding basado en ATM
El transmisor recibe el flujo completo a transmitir, e inserta el identificador de secuencia a cada cabecera antes de distribuir las celdas a cada uno de los links que forman el grupo para ser transportadas hacia el CPE.
El receptor reconstruye el flujo original a partir de la información de secuencia incluida en las celdas de cada uno de los flujos individuales que recibe.
Es importante minimizar las diferencias en el retardo de la transmisión entre los diferentes enlaces que componen el grupo. Diferencias significativas en estos retardos deben ser compensadas con almacenamiento en memorias intermedias (buffering) lo que provoca que disminuyan los SID disponibles. Por esto, se especifica una tolerancia mínima, correspondiente al bonding, en la fase de negociación, que condiciona los retardos mínimos en cada uno de los enlaces del grupo.
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6.3. Bonding basado en PTM
6.3.1. Introducción
El modo basado en Ethernet supone una capa de convergencia basada en PTM, modo de transferencia de paquetes, basada en un esquema de encapsulación conocido como 64/65B, usado en EFM (Ethernet in the First Mile)
6.3.2. Ventajas
Comparado con otras tecnologías, el uso de mecanismos de agrupación basados en transporte Ethernet, definidos en G.998.2, supone los siguientes beneficios:
Soporta pares a diferentes velocidades: uno de los principales beneficios introducidos primero por agrupación basada en Ethernet, que más tarde fue extendida a otros mecanismos, es que los pares usados para formar el grupo pueden funcionar a diferentes velocidades. Permitiendo sacar el máximo partido al ancho de banda ofrecido por cada uno de los pares de forma individual.
Uso de cabeceras más pequeñas: La agrupación de pares usando tecnología Ethernet usa una cabecera muy pequeña para la fragmentación, dos octetos, que para fragmentos de 512 octetos supone menos del 0,4%. Si lo
compramos con tecnologías anteriores, como ATM, donde las cabeceras suponen cerca del 20% del tráfico, es insignificante.
Manejo dinámico de pares nuevos o pares no validos: usando la agrupación basada en Ethernet se pueden añadir nuevos pares en un grupo sin causar un corte en la línea. Del mismo modo, líneas con fallos pueden ser rápidamente detectadas y eliminadas del grupo, con un tiempo de corte de apenas 50ms.
Algoritmos de transmisión flexibles optimizados para diferentes aplicaciones: la agrupación basada en Ethernet puede ser diseñada para minimizar las cabeceras o la latencia, o encontrar un equilibrio entre ambas. Esta flexibilidad permite diseñar algoritmos de agrupación óptimos para las aplicaciones requeridas.
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Ethernet puro: en cada vez más compañías la tendencia es evolucionar a redes Ethernet/IP puras, eliminando la complejidad que supone el uso de ATM y TDM infraestructuras.
6.3.3. Funcionamiento
Las funciones realizadas se pueden dividir en cuatro:
6.3.3.1.
Definición de grupo
Es importante controlar la diferencia entre las distintas latencias o retardos entre los enlaces. Cuanto mayor sea esta diferencia, mayor cantidad de memoria será necesaria en el receptor para poder reconstruir la trama original, añadiendo a su vez un retardo mayor al flujo de tráfico. La diferencia entre las distintas latencias depende principalmente de los siguientes factores:
. Velocidad de los pares, que puede ser distinta en cada uno de los pares que componen el grupo.
. Distancia, el grupo puede estar compuesto de pares cuya distancia sea diferente, lo que supone una diferencia en la capacidad de transmisión de cada uno.
. Parámetros de codificación, el retardo en los enlaces está también condicionado a la complejidad en las técnicas de codificación.
La diferencia de latencia entre dos líneas se define como el número de bits que la más rápida puede transmitir en el mismo tiempo en el que la más lenta transmite un fragmento de 512 octetos.
La tecnología bonding basada en Ethernet establece una restricción en la diferencia entre las características de los pares que el grupo de enlaces puede tolerar:
. La diferencia de latencia no puede superar los 15000 tiempos de bits, donde un tiempo de bit es el tiempo requerido para enviar un bit por la línea de velocidad más baja.
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. La diferencia entre la velocidad de sincronismo no puede ser mayor de cuatro veces. Es decir, que una línea del grupo puede sincronizar como mucho, a cuatro veces más velocidad que otra del mismo grupo.
. No puede haber más de 32 pares en el mismo grupo.
6.3.3.2.
Fragmentación
La transmisión de tramas pertenecientes a un mismo flujo a través de varios bucles independientes se realiza añadiendo una cabecera de fragmentación en cada una de ellas, que incluye un número de secuencia, así como otros marcadores de trama. Con la información incluida en esta cabecera, el receptor reensambla la trama original a partir de los fragmentos que recibe.
El algoritmo para la fragmentación no está especificado, por lo que cada uno de los fabricantes puede desarrollar uno propio, atendiendo a las características que prefiera. Sin embargo, existen ciertas reglas en cuanto al tamaño de los fragmentos que se deben cumplir, deben ser de entre 64 y 512 octetos, sin contar la cabecera.
6.3.3.3.
Reensamblado
Los fragmentos recibidos son almacenados en una cola propia de la línea desde la que se reciben. El proceso en el receptor del grupo espera a recibir el fragmento con el siguiente número de secuencia para formar la trama en cualquiera de los pares que lo forman.
Además del número de secuencia, los fragmentos llevan información que indica si es o no el primero o el último paquete de la trama. Una vez formada la trama se calcula la suma de verificación y, si es correcta, se envía al nivel superior.
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6.3.3.4.
Inicialización
Durante la fase de negociación, definido en la Recomendación de la ITU-T G.994.1, de la secuencia de inicialización de una línea xDSL, los dispositivos deciden que pares pertenecen al mismo grupo.
6.4. Resumen
La tecnología bonding basada en ATM provee un mecanismo para aumentar la velocidad de sincronismo ofrecida por los sistemas DSL, usando prácticamente el mismo equipamiento de red, debido a que muchos de los sistemas DSL utilizan ATM entre el DSLAM y el CPE. Es lo suficientemente flexible para permitir agrupar pares que funcionen a distintas velocidades de sincronismo, y además, reutiliza bits no útiles de las cabeceras de las celdas ATM, por lo que no añade bits a dichas cabeceras.
La tecnología bonding bastada en Ethernet está diseñada para redes puramente en Ethernet, IP e infraestructuras MPLS. Esta tecnología permite a los operadores
desarrollar servicios de alta velocidad simétricos, o servicios triple-play que necesitan un gran ancho de banda en sentido downstream, usando las redes de acceso DSL.
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