Nova estratégia de desfragmentação de canais para redes ópticas elásticas

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Fávero, Ricardo Vicente
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: PUC-Campinas
• Palavras-chave em Português: Redes ópticas elásticas; Redes ópticas transparentes; Algoritmos de roteamento e atribuição espectral; Estratégias de desfragmentação de canais ópticos; Elastic optical networks; Transparent optical networks; Routing and spectrum assignment algorithms; Defragmentation strategy for optical channel; Simulador de redes ópticas elásticas; Elastic optical network simulator
• Link de acesso: http://repositorio.sis.puc-campinas.edu.br/xmlui/handle/123456789/14993

As redes ópticas de multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM) acomodam o tráfego em canais fixos de 100, 50 e 25 GHz. Esta condição de grade fixa limita o número de conexões por fibra óptica (80 canais na banda C), e não permite taxas de transmissão com ocupação espectral acima de 50 GHz. Para melhorar estes fatores, foram propostas as redes ópticas elásticas (EON) com canais flexíveis, visando acomodar adequadamente as taxas de transmissão demandas pelos usuários. Esta proposta possibilita maior eficiência espectral e também amplia as taxas de transmissão suportadas pela rede. A eficiência espectral nas EONs é obtida com os algoritmos de roteamento e atribuição espectral (Routing and Spectrum Assignment, RSA), que atuam para maximizar seu uso espectral. Mesmo com o uso de RSAs, as EONs ainda apresentam índices de fragmentação consideráveis. Neste contexto, este trabalho propõe uma nova estratégia de desfragmentação espectral para EONs. Esta proposta de desfragmentação seleciona as conexões do enlace mais fragmentado, para o processo de desfragmentação. A desfragmentação baseia seu processo de realocação de conexões por RSA, denominado DF-RSA. O DF-RSA determina a nova posição e realiza a realocação das conexões. Com o uso de simulação computacional da operação de funcionamento da EON, foram submetidas várias demandas de taxas de transmissão com diferentes modulações e cargas de tráfego entre 45 e 100 erlang. Foram propostos dois cenários de simulação. No primeiro, foi comparado o desempenho do algoritmo RSA First-Fit (FF) com e sem o processo de desfragmentação. Considerou-se como ponto de inicio das desfragmentações (gatilho), o número de conexões liberadas da rede. Neste cenário obteve-se até 48% de ganho relativo na minimização da probabilidade de bloqueio. No segundo cenário, foram comparados os desempenhos dos seguintes algoritmos RSAs: FF, Maximize Path Spectrum Consecutiveness (MPSC) e Fragmentation Aware (FA). O FF foi avaliado com e sem desfragmentação e os demais somente com desfragmentação. Empregou-se como gatilho o eventual bloqueio de conexão. O segundo cenário alcançou mais de 80% de ganho relativo de probabilidade de bloqueio para carga de tráfego de 50 erlang. Conclui-se que a nova estratégia de desfragmentação para EONs oferece ganhos consideráveis na utilização espectral e, consequentemente, redução na probabilidade de bloqueio.