Métodos de encaminhamento dependentes do tempo

3.4.1 Encaminhamento Dinâmico Não Hierárquico

(“Dynamic Non-Hierarchical Routing” - DNHR)

Até 1984, o encaminhamento alternativo hierárquico foi o método de encaminhamento universal nas redes telefónicas em todas as partes do mundo. Nessa altura, uma grande mudança foi introduzida no encaminhamento da rede de longa distância AT&T nos Estados Unidos, o que representou uma quebra radical com métodos hierárquicos clássicos. Este método é chamado encaminhamento dinâmico não hierárquico.

Os velhos comutadores mecânicos (usados nas redes hierárquicas) foram substituídos pelos sistemas de comutação electrónicos controlados por computador (Electronic Switching Systems - ESS, no encaminhamento DNHR na rede AT&T - 4ESS ), mais flexíveis, em que não é necessário manter a estrutura hierárquica das redes para utilizar o encaminhamento alternativo. Os sistemas de comutação electrónicos encontram-se interligados por feixes de Sinalização por Canal Comum (CCS).

O método DNHR é descrito em [Ash90], [Ash95], [Ash98], [Girard90] e [Watanabe90]. Todas as centrais numa rede DNHR são do mesmo nível funcional e não existe qualquer relação hierárquica entre elas. Este encaminhamento é ainda do tipo alternativo fixo, pois as sequências de caminhos são constantes, com a condição de que os caminhos alternativos são limitados a dois feixes, quando muito. Esta restrição foi introduzida porque é conhecido que os métodos de encaminhamento não hierárquico que permitem caminhos longos podem ser mais sensíveis a sobrecargas, além de aumentar a carga nos sistemas de sinalização e controlo.

Um Estudo Simulacional de Redes Inter-centrais com Encaminhamento Dinâmico

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A central origem mantém o controlo sobre o encaminhamento dinâmico da chamada até que seja completada ou bloqueada. Uma chamada bloqueada no segundo feixe de uma ligação com dois feixes, regressa à central origem para tentar outro caminho alternativo, se possível. O controlo é devolvido pelo envio de um sinal de retorno (crankback) por um canal de sinalização comum para a central origem. A técnica de crankback é então usada para identificar o bloqueio na segunda etapa de cada caminho alternativo de dois feixes, e uma chamada bloqueada numa central de trânsito será reencaminhada.

A operação de gestão da rede tem-se tornado mais centralizada, fornecendo a possibilidade de recolher informação global do estado da rede, necessária na etapa de projecto. Durante a fase de planeamento a oferta de tráfego é representada por um número de matrizes de tráfego, cada uma correspondendo a um período do dia. Das muitas alternativas possíveis temos como resultado do projecto a produção de uma sequência de caminhos quase óptima para cada um desses períodos, e para cada fluxo de tráfego. Cada uma das várias sequências de encaminhamento usa um subconjunto de caminhos numa ordem diferente. Terminando esta fase de projecto, estas tabelas de encaminhamento são armazenadas nas centrais, sendo seleccionada a tabela apropriada em cada período de tempo, sem ter em consideração o estado da rede. Podem ser armazenados até 14 caminhos nas centrais 4ESS por cada um dos 15 períodos de tempo. Os 14 caminhos armazenados para cada um dos períodos de tempo incluem os caminhos nominais (pré-determinados) e os caminhos de utilização em tempo real (à frente apresenta- se a respectiva definição). Adicionalmente o sistema de gestão em tempo real da rede pode juntar 7 caminhos aos 14 caminhos numa base de tempo real.

O DNHR é um método de encaminhamento dinâmico, pois muda as sequências de encaminhamento em intervalos de tempo fixo. O padrão de sequências de encaminhamento variáveis no tempo (ver figura 3·2) é preplaneado off-line de acordo com a não coincidência dos picos de tráfego previstos, para diferentes horas do dia. A eficiência do projecto desses padrões de encaminhamento depende da certeza com que se pode prever a carga na rede. Porque estas previsões são de natureza incerta, os encaminhamentos determinados não são necessariamente os melhores para as condições de tráfego encontradas na rede. As falhas e sobrecargas causam ineficiência, devido à natureza não adaptativa do método. O algoritmo de encaminhamento deve então ser capaz de reagir em tempo real, procurando capacidade livre numa base chamada após chamada, se necessário. Esta capacidade é oferecida pelos caminhos em tempo real. Quando os caminhos são determinados, os primeiros k melhores caminhos são destinados para o encaminhamento ordinário. Destes, m<k são disponíveis para encaminhamento, designados por caminhos “nominais”, os restantes k−m são reservados, designados por caminhos de utilização em tempo real, e são usados sempre que o desempenho da rede pareça estar a degradar-se. Os caminhos em tempo real oferecem então possibilidades adicionais para completar chamadas que de outro modo seriam bloqueadas. O uso destes caminhos em tempo real não

Resenha sobre os Métodos de Encaminhamento Dinâmico

deve, no entanto, causar um aumento da perda do tráfego para o qual esses caminhos foram originalmente projectados. Isto é, estes caminhos só são usados quando capacidade livre adicional está disponível. Para conseguir isso, é aplicado aos caminhos em tempo real, uma técnica de reserva de junções baseada num nível de reserva fixo, de modo que estes caminhos não sejam usados a menos que a ocupação, na altura em que eles sejam necessários, esteja abaixo desse nível. Isto garante uma interferência mínima com os caminhos nominais, evitando que as chamadas que normalmente usam um feixe sejam trocadas pelas chamadas em tempo real. Sobrecargas profundas e certas avarias podem resultar em tráfego que transborda os caminhos em tempo real. Quando isto ocorre, caminhos adicionais podem ser implementados automaticamente ou manualmente como um resultado da gestão da rede.

A gestão em tempo real da rede DNHR é controlada por um sistema centralizado simples, o qual usa medidas de tráfego obtidas em cada central 4ESS e analisa estes dados todos os cinco minutos para monitorizar e controlar a disponibilidade da rede. Padrões de encaminhamento especialmente adaptados para maximizar a eficiência nos dias de pico - tais como o Natal ou o dia da Mãe - podem ser colocados na rede para uso nesses dias. O encaminhamento dinâmico não hierárquico usa portanto um mecanismo de selecção de caminho híbrido variável no tempo e em tempo real (implementação simples do encaminhamento adaptativo) para responder às variações de carga da rede.

Caminhos engendrados 2 1 4 6 5 3 2 Origem Destino Sequências de encaminhamento: 1 1 1 2 3 4 2 4 3 4 5 5 5 5 4 3 3 2 1 6 6 6 6

Caminhos em tempo real

Manhã Tarde Noite Fim de Semana

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A reserva de circuitos, neste método, só é aplicada aos caminhos em tempo real.

3.5 Métodos de encaminhamento dependentes do