Optimización de Redes: Multiplexación Estadística y Arquitectura ATM

Multiplexación por División en el Tiempo Estadística (MDT-E)

La Multiplexación por División en el Tiempo Estadística (MDT-E) evita el desaprovechamiento del ancho de banda inherente a la MDT síncrona. A diferencia de la MDT síncrona, en la MDT-E no se reservan intervalos de tiempo fijos por canal. Este método aprovecha los momentos en que un canal de entrada no transmite para insertar paquetes de otros canales, optimizando así el uso del ancho de banda. Para su correcta identificación y enrutamiento, cada paquete lleva una cabecera con la información de dirección.

Es importante destacar que la velocidad del canal multiplexado es inferior a la suma de las velocidades máximas de los canales de entrada individuales. Las líneas de entrada están asociadas a una memoria intermedia (buffer) que almacena los paquetes hasta que puedan ser transmitidos por la línea de salida.

Características de la MDT Estadística

• Asignación dinámica del ancho de banda: Si el flujo de datos de entrada es pequeño, el ancho de banda disponible es grande y viceversa.
• Alineamiento explícito mediante una cabecera de trama: Se requiere añadir una cabecera con información de direccionamiento a los paquetes de cada trama para asignarlos a su correspondiente espacio temporal.
• Retardos variables y potencialmente grandes: Debido al procesamiento de las cabeceras y las colas de espera.
• Posibilidad de congestión: Las colas de espera pueden llevar a situaciones de congestión.

Características Principales de ATM

• Tamaño de celda fijo y reducido: Esta característica simplifica y hace más eficiente tanto el procesamiento de software como su implementación en dispositivos hardware, garantizando un retardo reducido, lo cual es crucial para servicios en tiempo real.
• Servicio orientado a conexión: En este modelo, varios circuitos se multiplexan estadísticamente sobre el mismo interfaz físico. Antes de que la información sea transferida del terminal a la red, se realiza una fase de establecimiento de conexión, reservando los recursos necesarios. Si los recursos no están disponibles, la conexión es rechazada. Una vez finalizada la transferencia de información, los recursos son liberados.

Otras Características Clave de ATM

• Los nodos de red no realizan el control de la secuencia de datos ni la detección de errores (solo la cabecera lo hace).
• Transmisión estructurada en Canales Virtuales (VC) y Caminos Virtuales (VP).
• Garantiza la secuencia de paquetes.
• Control de congestión y de flujo gestionado por la red.
• Selecciona y descarta celdas que provocan congestión.
• Notifica a los usuarios sobre la congestión.
• Control de retardo en las celdas entregadas: Es posible «adelantar» las celdas de algunas conexiones virtuales con respecto a otras.

Formato de la Celda ATM

La celda ATM está compuesta por una cabecera de 5 bytes y un campo de información de 48 bytes, lo que resulta en un tamaño total de 53 bytes.

Jerarquía de Transmisión en ATM

En los servicios orientados a conexión, es necesario establecer un enlace entre el origen y el destino antes de poder enviar cualquier tipo de información de usuario. ATM ofrece dos tipos principales de conexión de transporte:

• Canal Virtual (VC): Es una conexión unidireccional entre dos usuarios. Para comunicaciones full-duplex, se deben utilizar dos VC. Las celdas pertenecientes a un canal virtual determinado se identifican mediante el campo VCI (Virtual Channel Identifier).
• Camino Virtual (VP): Es un conjunto de canales virtuales que atraviesan multiplexadamente un tramo de red ATM. Los canales virtuales que pertenecen al mismo camino virtual comparten el mismo identificador VPI (Virtual Path Identifier).
• Sección Física: Conecta y proporciona continuidad al flujo de bits entre los diferentes elementos que componen la red.

Ventajas de la Organización en VC y VP

• Los conmutadores ATM operan a nivel de VP y VC, lo que significa que son capaces de analizar y modificar los identificadores VPI y VCI.
• El uso de VPI reduce significativamente el tamaño de las tablas de enrutamiento.
• Permite ofrecer Caminos Virtuales (VP) permanentes a los usuarios, quienes pueden gestionar directamente los Canales Virtuales (VC) dentro de esos VP.