Conmutación IP óptica

La conmutación óptica IP (OIS) es un método innovador para crear conexiones ópticas transparentes entre nodos de red mediante un enfoque basado en flujos. Un flujo IP es un conjunto de paquetes IP que van desde el mismo origen al mismo destino: el intercambio de paquetes IP es el mecanismo que permite el transporte de información a través de Internet.

Estudios recientes han demostrado que el tráfico de Internet presenta una distribución de cola pesada , donde un pequeño número de flujos transporta una enorme cantidad de datos. Esto sugiere la posibilidad de adaptar dinámicamente las conexiones ópticas para soportar estos flujos de gran volumen.

Actualmente, un paquete debe atravesar varios enrutadores antes de llegar a su destino. Los enrutadores de la red deben analizar cada paquete y reenviarlo hacia el nodo de destino. Sin embargo, dado que un flujo se define como una secuencia de paquetes que van desde el mismo origen al mismo destino, si el enrutador reconoce el flujo, podría crear un atajo mediante una conexión conmutada, permitiendo que todos los paquetes pertenecientes al mismo flujo IP se dirijan directamente hacia la dirección correcta sin ser analizados uno tras otro. Esta idea general se conoce como conmutación IP.

Si el atajo se produce a nivel óptico, el proceso se convierte en conmutación IP óptica (OIS). La ventaja de OIS radica en que, actualmente, los paquetes se transmiten ópticamente entre dos puntos, pero en cada estación de enrutamiento deben convertirse en señal eléctrica, enrutarse y volver a convertirse en óptica para continuar su viaje a través de la fibra óptica . Si, en cambio, el enrutador es capaz de reconocer un flujo, podría crear un atajo ("conexión directa") directamente a nivel óptico, y todos los paquetes pertenecientes al mismo flujo podrían dirigirse al destino correcto sin el proceso de conversión de óptico a eléctrico. Esto ahorraría tiempo, energía, memoria y recursos de procesamiento en el enrutador.

Una implementación básica del concepto OIS contempla un enrutador óptico que monitoriza el tráfico IP. Si detecta un flujo con características específicas, establece una ruta óptica directa entre sus nodos vecinos ascendente y descendente, solicitando al nodo ascendente que coloque todos los paquetes pertenecientes a dicho flujo en la nueva ruta. Esta ruta generada evita la capa IP del enrutador, ya que los paquetes fluyen de forma transparente del nodo ascendente al descendente. Siguiendo un procedimiento similar, la ruta puede extenderse a más de tres nodos, pero esta decisión la toma cada enrutador de forma autónoma y depende del tráfico detectado y de los recursos disponibles localmente. Sin embargo, dado que un enlace óptico puede transportar varios gigabits de datos por segundo, puede resultar difícil encontrar un flujo que, por sí solo, pueda aprovechar todo el ancho de banda que ofrece una ruta óptica. Por este motivo, la agregación de múltiples flujos IP en la misma ruta dedicada es esencial para el rendimiento de una red OIS. Esta agregación implica una compensación entre el número de flujos IP que se pueden agrupar y la longitud de la ruta óptica que los aloja. Para lograr un buen rendimiento, solo los flujos ópticos que comparten un número significativo de saltos de red deben agruparse en la misma ruta. Un nodo central que implementa la conmutación IP óptica debe contar con recursos de procesamiento eléctrico y memoria (como un enrutador IP estándar), un número variable de transceptores ópticos y un elemento de conmutación óptica (generalmente un dispositivo basado en MEMS ). Un nodo de borde, en cambio, no necesita un dispositivo de conmutación óptica, ya que solo puede funcionar como origen o destino del flujo óptico .

El protocolo de control más similar a OIS es probablemente GMPLS , que está siendo estandarizado por la IETF . GMPLS busca crear conexiones de extremo a extremo tras una solicitud explícita de un cliente o un servicio de ingeniería de red. Esta es la principal diferencia con OIS, donde las pruebas ópticas se activan automáticamente por el tráfico detectado; se generan inicialmente entre tres nodos adyacentes y luego se extienden según una decisión distribuida.

• Conmutación IP óptica
• El grupo de arquitecturas de redes IP ópticas CTVR
• Banco de pruebas de conmutación IP óptica