Conmutación rápida de paquetes

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Fast Packet Switching (FPS ) ( eng.  FPS - Fast Packet Switching ): conmutación de paquetes simplificada a través de conexiones virtuales cuando se utilizan rutas de transmisión digital con un bajo nivel de errores binarios, menor que el de los canales telefónicos analógicos "ruidosos" con parámetros de 1 bit error por 1000 -100000 bits transmitidos [1] [2] . FCU es la base de varios sistemas modernos de paquetes de banda ancha digital.

Las simplificaciones son las siguientes:

• para el intercambio de datos paquetizados no en tiempo real , que requieran la entrega de la información enviada sin errores, las funciones de detección y corrección de errores binarios por retransmisión ( ARQ  - Automatic Repeat reQuest ) son extraídas de la red hasta los puntos finales de recepción y transmisión [3] ;
• para servicios interactivos, como voz y video, que tienen cierta redundancia, los paquetes de error no se retransmiten en ninguna capa EMOS , sino que simplemente se descartan [4] . También es posible descartar paquetes sin errores, pero con un retraso excesivo en el seguimiento a través de la red de comunicación [4] [5] .

Como resultado de estas simplificaciones, la promoción de paquetes a través de la red se ha vuelto posible de implementar en hardware, utilizando circuitos binarios. Esto hace posible lograr altas velocidades de transmisión y conmutación en una red con una FCU. El establecimiento de las propias conexiones virtuales se realiza de la forma habitual, es decir, utilizando el recurso del procesador.

Historia

• En 1979, P. Kermani y L. Kleinrock publicaron un artículo [6] en el que proponían y, a través de modelos matemáticos, investigaban un nuevo método de conmutación de paquetes ( Virtual Cut-Through ) en ese momento ,  donde el paquete se transmitía más allá . la red inmediatamente después de recibirlo. Por lo tanto, con una carga de red pequeña, este método se acercó a la conmutación de circuitos en términos de retardo de transmisión , y con una carga de red alta, se acercó a la conmutación de paquetes ordinaria, ya que cuando el canal saliente estaba ocupado, el paquete tenía que recibirse por completo y ponerse en cola. el búfer La técnica de conmutación propuesta preveía la recuperación de paquetes con errores identificados debido a la retransmisión. Debía ser iniciado por un nodo de red (por ejemplo, uno terminal en la recepción) con las funciones adecuadas, y que no funcionara en modo Cut-Through , es decir, debía recibir los paquetes completos.

• Uno de los primeros desarrollos en el campo de BKP fue el sistema de Jonathan Turner [7] , protegido por una serie de patentes estadounidenses . De 1977 a 1983, Turner trabajó en Bell Laboratories , Illinois, y de 1981 a 1983 fue el principal desarrollador de un sistema FSL de longitud variable para transmisión conjunta de voz y datos [4] . En este sistema, el principal modo de operación estaba enfocado a la transmisión de paquetes sobre enlaces virtuales. La longitud máxima del paquete podría ser de 144 octetos (144x8=1152 bits). De ser necesario, también se proporcionó soporte para el modo de operación de datagramas . Se suponía que los conmutadores estaban conectados a sistemas de transmisión T1 (1.544 Mbps). El sistema BKP se desarrolló en detalle: por ejemplo, un campo de conmutación de varios niveles de autoenrutamiento binario (KP, inglés  SF - Switch Fabric ) tenía 10 niveles, 1024 puertos y constaba de aproximadamente 1.300 VLSI . A través del CP se transmitían paquetes a una velocidad de 12 Mbit/s, es decir, 8 veces más rápido que a través de sistemas T1 externos. Así, según los cálculos de Turner, cuando los sistemas T1 se cargan en un 85 %, la carga del CP es inferior al 11 %, y cuando se utiliza el segundo plano paralelo del CP, es inferior al 6 %. La contabilización del retraso en la transmisión de los paquetes de voz se llevó a cabo utilizando un sello de tiempo (en inglés,  Time Stamp ) contenido en cada paquete [5] . En este caso, si el retraso excedía el valor permitido, el paquete, incluso sin errores binarios, se descartaba.

• Campo de conmutación del sistema J. Turner
• CE para conmutación Campos de Turner

• En la segunda mitad de la década de 1980, las empresas de telecomunicaciones en varios países del mundo, además de los Estados Unidos, participaron en el desarrollo - francés, japonés, etc., mientras que el enfoque se desplazó hacia los sistemas con una constante (fijo ) longitud del paquete.

Aplicaciones

Los siguientes sistemas prácticos se basan en los principios de BKP:

• Transferencia de datos asíncrona ( ing.  ATM - Asynchronous Transfer Mode ), con paquetes (celdas) de longitud constante. En 1991 se creó el Foro ATM [8] para desarrollar y desarrollar la tecnología ATM ;
• Frame relays ( ing.  FR - Frame Relay ), con paquetes (frames) de longitud variable. El correspondiente Frame Broadcast Forum también se organizó en 1991 [8] ;
• Fragmentación en paquetes con "etiquetas" en redes de Internet ( MPLS - MultiProtocol Label Switching ) .  El Foro MPLS se estableció en 2000 [8] .

En 2009, estos foros se fusionaron en un solo foro de banda ancha [ 8 ] . 

Notas

1. ↑ Yu. Black, Redes informáticas: protocolos, estándares, interfaces, 1990 , p. 52.
2. ↑ La recomendación X.25 de la Unión Internacional de Telecomunicaciones se utiliza para transmitir paquetes a través de dichos canales.
3. ↑ A. Pattavina, "Teoría de conmutación: arquitectura y rendimiento en redes ATM de banda ancha", 1998 , p. 13
4. ↑ 1 2 3 J. S. Turner, "Diseño de una red de paquetes de servicios integrados", JSAC-4, n.° 8, 1986 , p. 1379-1380.
5. ↑ 1 2 W. A. ​​​​Montgomery, Técnicas para la sincronización de paquetes de voz, JSAC-1, n.° 6, 1983 , p. 1022-1028.
6. ↑ P. Kermani y L. Kleinrock, "Corte transversal virtual", Computer Networks, 1979 .
7. ↑ Yu. Black, Redes informáticas: protocolos, estándares, interfaces, 1990 , p. 331-332.
8. ↑ 1 2 3 4 Broadband Forum, Historia Archivado el 23 de febrero de 2016 en Wayback Machine .

Enlaces

• Estándar federal 1037C, Telecomunicaciones: Glosario de términos de telecomunicaciones: conmutación rápida de paquetes, Fecha de publicación: 7 de agosto de 1996
• Techopedia Inc, conmutación rápida de paquetes
• WhatIs.com: tecnología de paquetes rápidos
• https://www.kazedu.kz/referat/133098/4
• Foro de banda ancha

Véase también

• Artículo en inglés sobre Jonathan Turner

Literatura

• Parviz Kermani y Leonard Kleinrock. Corte virtual: una nueva técnica de conmutación de comunicación informática  (inglés)  // Redes informáticas: Revista. - North-Holland Publishing Company, 1979. - Vol. 3 . - pág. 267-286 . - ISSN 1389-1286 .
• Warren A. Montgomery. Técnicas para la sincronización de paquetes de voz  (inglés)  // IEEE Journal on Selected Areas in Communications : journal. - Sociedad de Comunicaciones IEEE, 1983. - Vol. SAC-1 , no. 6 (diciembre) . - P. 1022-1028 . — ISSN 0733-8716 .
• JS Turner. Diseño de una red de paquetes de servicios integrados  (inglés)  // IEEE Journal on Selected Areas in Communications: revista. - Sociedad de Comunicaciones IEEE, 1986. - Vol. SAC-4 , no. 8 (noviembre) . - P. 1373-1380 . — ISSN 0733-8716 .
• JS Turner , Patente de EE. UU. 4.484.326, "Monitoreo de carga de paquetes por controladores troncales", noviembre de 2010. 20, 1984.
• JS Turner , Patente de EE. UU. 4.486.877, "Pruebas de instalaciones y red de bucle de conmutación de paquetes", dic. 4, 1984.
• JS Turner , Patente de EE. UU. 4.488.288, "Disposición de memoria de información de extremo a extremo en un controlador de línea", dic. 11, 1984.
• JS Turner , Patente de EE. UU. 4.488.289, "Facilidad de interfaz para un sistema de conmutación de paquetes", dic. 11, 1984.
• JS Turner , Patente de EE. UU. 4.490.817, "Medidas de tasa de errores de paquetes por controladores distribuidos", dic. 25, 1984.
• JS Turner , Patente de EE. UU. 4.491.945, "Conmutación rápida de paquetes", enero de 2010. 1, 1985.
• JS Turner , Patente de EE. UU. 4.494.230, "Sistema de conmutación rápida de paquetes", enero. 15, 1985.
• Y. Negro. Redes de computadoras: protocolos, estándares, interfaces = Uyless Black, REDES DE COMPUTADORAS: Protocolos, estándares e interfaces / per. De inglés. edición Doctor. V. V. Vasilkova. - M. : "Mir", 1990. - 506 p. — 25.000 copias.  - ISBN 5-03-001367-9 (ruso); 0-13-166091-8 (inglés).
• Achille Pattavina. Teoría de conmutación: arquitectura y rendimiento en redes ATM de banda ancha. - John Wiley & Sons Ltd, 1998. - ISBN 0-471-96338-0 (tapa dura); 0-470-84191-5 (Electrónico).