MARNEXT

Modelado de Arquitecturas de Red de Nueva Generación.

OBJETIVOS



El objetivo tecnológico de este proyecto es el desarrollo de una metodología de modelado y simulación de redes de comunicaciones heterogéneas de próxima y nueva generación, con la finalidad de estudiar sus prestaciones, interoperatibilidad, descubrir los problemas que pueden presentarse en la realidad en lo referente a ingeniería de tráfico, ruteo, calidad de servicio, etc.


La motivación de este proyecto es el uso de la simulación como herramienta para el desarrollo e investigación de arquitecturas y protocolos de nueva generación dentro del ámbito de las redes IP En particular, se ha optado como primer escenario para su modelado y simulación la red de acceso que recibe el nombre de ?Ethernet en la última milla?, Ethernet first mile (EFM)…

En este proyecto se pretende obtener, analizar y poner a disposición de empresas interesadas, los modelos desarrollados y los resultados obtenidos sobre una arquitectura real basada en EFM.

Las motivaciones y ventajas más importantes del desarrollo de Ethernet en redes metropolitanas son:


  • El gran ?boom? que ha surgido en los últimos años de la tecnología Ethernet.
  • Reducciones de transformaciones en la capa de enlace, por tanto reducción de ?delay?, ?jitter? etc., una infraestructura de datos efectiva y un estándar global que asegura interoperabilidad.
  • Reducción de costes en el hardware de transformación.
  • Simplicidad de gestión, Ethernet punto a punto.
  • Aprovechamiento del despliegue actual de redes de cable ( par trenzado).
  • Alta capacidad para servicios de banda ancha.

INNOVACIÓN TECNOLÓGICA



El interés de los operadores en esta tecnología se centra en el aprovechamiento del despliegue de cableados existente (doble par trenzado) y la fibra óptica para ofrecer la mayor calidad de servicio posible a menor coste y ofrecer servicios de banda ancha


Las especificaciones técnicas de EFM se recogen en un estándar de la organización IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), más concretamente en la norma IEEE 802.3ah. Esta norma está, en la actualidad, en proceso de estandarización y permitirá tras su finalización la aparición de multitud de fabricantes que la implementen.

Uno de los resultados del proyecto es la construcción de los elementos de red que conforman la arquitectura EPON: OLT, ONU y Splitter pasivo óptico y la implementación de las capas de enlace de estos tres componentes de red.

Se han desarrollado algoritmos que permiten mejorar el rendimiento de estas redes de acceso para su uso en servicios con altos requerimientos de red.


ARQUITECTURA


La arquitectura de red que se ha desarrollado es punto a multipunto sobre fibra óptica: EFM PON (Passive Optical Network) ó EPON.

Los componentes de la red de acceso EPON son:


  • OLT (Optical Line Terminal) : cabecera de red de la arquitectura EPON, trabaja como nodo de acceso, conectando la red de acceso óptica a la red troncal o backbone.
  • ONU (Optical Network Unit): es el componente de red que se encuentra ubicado en la localización del usuario final. Su principal función es el acceso TDMA al medio (multiplexación en el tiempo) concentrando el tráfico de los usuarios finales.
  • Splitter pasivo óptico: multiplexador pasivo óptico.

    • En sentido downstream hacia las ONU reenvía por todos los puertos de salida las tramas que le llegan por el de entrada.
    • En el sentido upstream recoge y unifica todo el tráfico de las ONU en el enlace con la OLT.

  • Clientes: Terminales, servidores o redes LAN Ethernet.
  • Enlaces de fibra óptica monomodo a 1 Gbps.

DESARROLLO OPNET



El núcleo del proyecto corresponde a la definición e implementación en la herramienta de simulación escogida OPNET Modeler de los distintos componentes de la red EPON.


Esta herramienta permite diseñar y simular el funcionamiento de redes de comunicaciones, con objetivo de obtener una serie de estadísticas que permitan determinar si la red funciona correctamente y la existencia de fenómenos no deseados.

De las simulaciones con OPNET se puede determinar la viabilidad o no de determinada configuración de red. Una ventaja muy importante de esta herramienta es la posibilidad que ofrece de innovar en la creación de un nuevo elemento de red de comunicaciones.

OPNET permite la inclusión de nuevos protocolos en los modelos de componentes gracias a la estructura interna de la que dispone. Cada componente de red se modela como un conjunto de nodos que se corresponden con protocolos pertenecientes a los niveles OSI presentes en el dispositivo. A su vez, cada nodo tiene por debajo una máquina de estados finitos que implementa su funcionalidad, mediante código en C, siendo este el nivel más bajo de la herramienta.