Una de las principales actividades llevadas a cabo en el proyecto 6G ON TIME es evaluar mecanismos como ECN (explicit congestion communication para aprovechar las capacidades de adaptación para optimizar los tiempos de transmisión y reducir la latencia en las comunicaciones.

El objetivo de esta actividad es realizar una serie de pruebas sobre el comportamiento del tráfico multimedia en tiempo real y, por tanto, sensible ante efectos de pérdida de paquetes, retransmisiones, latencias y cambios de jitter, en escenarios de congestión de red. Esta actividad valora la idoneidad o no del uso de los mecanismos basados en ECN para casos de uso propios de entornos xURLLC de baja latencia y alta fiabilidad.

Típicamente, las redes TCP/IP señalan la congestión descartando paquetes. Cuando ECN se negocia con éxito, un router compatible con ECN puede establecer una marca en el encabezado IP en lugar de descartar un paquete para indicar una congestión inminente. El receptor del paquete hace eco de la indicación de congestión al remitente, que reduce su tasa de transmisión como si detectara un paquete descartado.

En IP la interpretación de los bits ECN es, a priori, muy sencilla. ECN utiliza los dos bits menos significativos (más a la derecha) del campo “Clase de tráfico” en el encabezado de IPv4 o IPv6. Los enrutadores utilizan la información de este byte para el uso de servicios diferenciados, DSCP (Differentiated Services Code Point), aplicando QoS a las redes IP (estableciendo prioridades a los paquetes y asignándoles rutas de baja latencia o alta velocidad).

Sin ECN, el retorno de congestión hacia el transmisor se logra indirectamente mediante la detección de paquetes perdidos.

Con ECN, la congestión se indica configurando el campo ECN dentro de un paquete IP como “Congestión Detectada”.

Cuando ambos extremos (endpoints) soportan ECN marcan sus paquetes como ECN 01 o 10 (lo que se denomina habitualmente ECT-0 o ECT-1. Los routers gestionan los códigos ECT-0 o ECT-1 como equivalentes. Así, en el caso de que el paquete atraviese una cola que soporte AQM (active queue management), como es el caso de aquellas que soporta RED (random early detection) y se está experimentando congestión, si el router soporta ECN, puede cambiar el código a ECN 11 (llamado CE, congestión detectada).

Esta operación se conoce como «marcado» y su propósito es informar al terminal receptor de la congestión inminente. En el punto final de recepción, esta indicación de congestión se gestiona por el protocolo de la capa superior (protocolo de la capa de transporte) y debe devolverse al nodo transmisor para indicarle que reduzca su velocidad de transmisión.

TCP admite ECN utilizando dos indicadores en el encabezado. El primero es ECN-Echo (ECE) se utiliza para dar feedback de la indicación de congestión (es decir, para señalar al remitente que reduzca la velocidad de transmisión). El segundo es el CWR Congestión Window Reduced (o ventana de congestión reducida), para confirmar que se recibió el eco de indicación de congestión.

Al recibir un paquete IP con el punto de código Congestión Detectada, el receptor TCP reenvía esta indicación de congestión utilizando el indicador ECE en el encabezado TCP. Cuando el endpoint recibe un segmento TCP con el bit ECE, reduce su ventana de congestión como si se hubiera tratado de una pérdida de un paquete. Luego reconoce la indicación de congestión enviando un segmento con el bit CWR activo.

Un nodo sigue transmitiendo segmentos TCP con el bit ECE activo hasta que recibe un segmento con el bit CWR activo.