Arquitectura para la provisión de calidad de servicio extremo a extremo con sistemas satélite basados en dvb-rcs

Resumen

La red del futuro se fundamenta en el desarrollo de un entorno de comunicaciones "todo IP" y de una infraestructura de servicios que gradualmente reemplace a Internet y a las redes móviles, fijas y de difusión actuales. Los sistemas de comunicaciones por satélites tradicionalmente se les han considerado una tecnología aislada, que se ha utilizado para la difusión de contenidos a gran escala. Por lo tanto, es necesario que los sistemas satélite evolucionen con el fin de jugar un papel clave como red de acceso en el nuevo escenario de las telecomunicaciones gracias a sus características, a través de las cuales puede proporcionar acceso a los nuevos servicios independientemente de la ubicación del usuario final. El estándar DVB-RCS especifica una red de acceso de banda ancha via satélite. Este estándar se concibe como una red con capacidades de calidad de servicio. Sin embargo, para conseguir una adecuada provisión de calidad de servicio extremo a extremo es necesario establecer mecanismos de interoperabilidad con otras redes IP. Las principales innovaciones que se desarrollan y proponen en esta tesis doctoral son: i) Esta tesis doctoral integra los sistemas DVB-RCS con la arquitectura de calidad de servicio DiffServ, de tal forma que se aprovechen la ventajas que ofrecen las capacidades de calidad de servicio de DVB-RCS y los mecanismos de provisión de calidad de servicio a nivel 3 (DiffServ). En este contexto, la red DVB-RCS actúa como un dominio DiffServ, donde los RCSTs y el Hub/Gateway son nodos de acceso o salida. Un nodo Diffserv se basa en un modelo donde el tráfico entra, se clasifica y se asigna a un grupo de comportamiento (EF,AF y BE). El Terminal o el Hub/Gateway incluyen los elementos funcionales que componen la arquitectura de un nodo genérico DiffServ: clasificador, bloque para el acondicionado de tráfico y bloque de envío PHB. La arquitectura propuesta define el tratamiento de los paquetes (mecanismos de colas) para cada uno de los PHBs. La arquitectura básica de un nodo DiffServ se ha refinado y adaptado con el fin de integrarla con los mecanismos de calidad de servicio DVB-RCS. Por lo tanto, esta propuesta también incluye el mapeo entre las categorías PHB DiffServ y las categorías de capacidad DVB-RCS. ii) Los nuevos servicios multimedia están demandando la provisión de tasas de transmisión cada vez más altas con calidad de servicio por parte de los proveedores de red. Los sistemas satélite de banda ancha se enfrentan a este problema con el inconveniente de que el ancho de banda es un recurso escaso en las comunicaciones satélite. Por lo tanto, es necesario establecer mecanismos que permitan explotar eficientemente el espectro. El estándar DVB-RCS define un mecanismo para la gestión de capacidad entre varias RCSTs basado en la petición-asignación. El estándar define las peticiones de capacidad, algunos parámetros de calidad de calidad y ciertas pautas generales. Proporcional un marco que deja un alto de grado libre para la implementación. Esta tesis doctoral presenta un mecanismo DAMA innovador, que proporciona una gestión eficiente de los recursos de red. Se basa en la combinación de métodos y técnicas en la NCC y el RCST. El mecanismo DAMA se compone de dos entidades lógicas: agente DAMA (localizado en el RCST) y el controlador DAMA (localizado en la NCC). El agente DAMA monitorea los parámetros de ancho de banda (como los tamaños de cola y las tasas de entrada) con el fin de realizar el cálculo de las peticiones de capacidad. Este cálculo se hace de acuerdo con las categorías de capacidad DVB-RCS. El controlador DAMA recibe las peticiones de capacidad y realiza la asignación de los recursos disponibles de acuerdos con el SLA de cada uno de los RCSTs y de las peticiones actuales y pasadas. Como resultado final de esta tesis doctoral se propone un sistema completo DVB-RCS con soporte de calidad de servicio IP y un sistema de gestión eficiente del ancho de banda. Este sistema se puede considerar como una tecnología de acceso a los nuevos servicios multimedia y una tecnología de red dentro del marco de telecomunicaciones "todo IP". La evolución presentada de los sistemas satélite DVB-RCS permitirá el desarrollo de nuevos modelos de negocios y servicios a la industria del satélite y proporciona a toso los usuarios potenciales la disponibilidad generalizada de servicios. Un proveedor de servicios podrá ofrecer servicios extremo a extremo a través de redes heterogéneas permitiendo distribuir el coste de los servicios satélite entre todos los usuarios. Esta tesis doctoral proporciona el primer paso de la evolución del estándar DVB-RCS hacía el entorno NGN.