La concatenación virtual ( VCAT ) es una técnica de multiplexación inversa que crea un contenedor de carga útil de gran capacidad distribuido sobre múltiples señales TDM de menor capacidad . Estas señales pueden transportarse o enrutarse de forma independiente. Se ha definido la concatenación virtual para señales de ruta SONET / SDH , OTN y PDH .
Las técnicas alternativas de concatenación de SONET / SDH son la concatenación contigua y la concatenación arbitraria.
Transmisión de datos de bits variables
La concatenación virtual se considera la mejora principal de SONET / SDH optimizados para voz, con el fin de admitir el transporte de flujos de datos de bits variables. Otras mejoras recientes de SONET / SDH incluyen el Esquema de ajuste de capacidad de enlace (LCAS) y el Procedimiento de encuadre genérico (GFP).
Junto con LCAS y GFP, la concatenación virtual ofrece la ventaja de dividir el ancho de banda requerido por igual entre un número determinado de subrutas llamadas Tributarios virtuales (VT).
La concatenación virtual se especifica en las Recomendaciones UIT-T G.707 (2007) [1] y G.783 (2006). [2]
La concatenación virtual se utiliza para dividir el ancho de banda de Sonet / SDH en grupos del tamaño adecuado. Estos grupos virtualmente concatenados pueden usarse para brindar soporte a diferentes clientes y servicios y facturar en consecuencia. VCAT funciona en toda la infraestructura existente y puede aumentar significativamente la utilización de la red al distribuir la carga de manera efectiva en toda la red.
Sonet / SDH es una red jerárquica. En cada nivel, las cargas útiles son una concatenación de cargas útiles de orden inferior. Entonces, por ejemplo, una carga útil STS192 (10 Gbit / s) consta de cuatro cargas útiles OC48 (2.5 Gbit / s) concatenadas juntas.
Con VCAT, una carga útil STS192 podría constar de varios grupos virtualmente concatenados, cada uno con hasta 192 cargas útiles STS1 (51 Mbit / s) no contiguas. Cada STS1 dentro de un grupo se puede aprovisionar en diferentes partes de la red. VCAT admite tanto rutas de alto orden como rutas tributarias de bajo orden.
VCAT de orden superior
Cada ruta dentro de un grupo es de aproximadamente 51 Mbit / s (STS1 / VC3) o 155 Mbit / s (STS3c / VC4). El ancho de banda se asigna utilizando el byte H4 dentro de la sobrecarga de la ruta.
El ancho de banda se asigna en múltiplos de 51 Mbit / sy, por lo tanto, se puede utilizar VCAT de alto orden para aprovisionar tráfico de subvelocidad en Gigabit Ethernet. Esto hace que VCAT de alto nivel sea ideal para la aplicación de metro.
VCAT de orden inferior
Cada ruta dentro de un grupo es de aproximadamente 1,5 Mbit / s (VT1.5 / VC11) o 2 Mbit / s (VT2 / VC12). El ancho de banda se asigna utilizando el byte Z7 / K4 dentro de la sobrecarga de la ruta.
El ancho de banda se asigna en fragmentos de 2 Mbit / s y, por lo tanto, se puede usar VCAT de bajo orden para aprovisionar tráfico de subvelocidad a través de Ethernet de 10/100 Mbit / s utilizado en la red de acceso.
Grupo de concatenación virtual
Varios Tributarios Virtuales, forman parte de un Grupo de Concatenación Virtual (VCG). Los tributarios virtuales para transportar datos a través de una red habilitada para VCAT pueden, en muchos casos, particularmente cuando la red subyacente está relativamente congestionada, costar menos que encontrar solo una ruta que cumpla con la capacidad requerida. Tal división de caminos a menudo encuentra caminos más cortos para canalizar el tráfico.
El protocolo de Concatenación Virtual realiza su entrega de contenido a través de un proceso llamado entrelazado de bytes . Por ejemplo, dado que deseamos aprovisionar un servicio Gigabit Ethernet (n, 1Gbit / s), lo aprovisionaríamos a través de (7) STS-nc VT, donde cada uno de los miembros de VCG tiene un ancho de banda equivalente a V = n / k [bits / segundo], donde en este caso n = 1 Gb y k = 7. Lo que suele ocurrir es que los datos se intercalan de tal manera que el primer byte se coloca en VT1, el segundo byte se coloca en VT2, y así sucesivamente hasta que El séptimo byte se coloca en VT7. El proceso se repite comenzando con el octavo byte que se envía en VT1.
Retardo diferencial
VCAT ayuda a proporcionar servicios a un costo menor y más rápido que la concatenación contigua. Sin embargo, crea un retardo diferencial mediante el cual cada ruta que se crea, representada por un VT, tiene un retardo de propagación diferente en la red. La diferencia en estos retardos se denomina "retardo diferencial" (D). El principal problema con el retardo diferencial es el requisito de búferes de alta velocidad en el nodo receptor para almacenar la información entrante mientras todos los caminos convergen. Este espacio de búfer, (B) puede equipararse al producto de retardo de ancho de banda de manera que B = n * D. Por lo tanto, cada conexión virtualmente concatenada requiere B bits de espacio de búfer. Esta necesidad de espacio de búfer eventualmente aumenta el costo de la red, por lo que es muy importante seleccionar rutas que minimicen el retardo diferencial, que es directamente proporcional al espacio de búfer requerido.
Existen varios algoritmos basados en heurística, que intentan minimizar el retardo diferencial para proporcionar una solución. Este no es un problema simple de abordar y se lo conoce matemáticamente como un conjunto de problemas NP-completo , para el cual no existe un algoritmo conocido que encuentre la solución óptima y termine en una restricción de tiempo polinomial.