Otimização de redes de fibra óptica usando algoritmos de busca discreta cuco híbridos com algoritmo genético

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Lima, Rayane Araujo lattes
Orientador(a): Carneiro, Marcos Lajovic lattes
Banca de defesa: Dantas, Maria José Pereira lattes, Vieira, Flávio Henrique Teles lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Pontifícia Universidade Católica de Goiás
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação STRICTO SENSU em Engenharia de Produção e Sistemas
Departamento: Escola Politécnica
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://tede2.pucgoias.edu.br:8080/handle/tede/5074
Resumo: Planning an optical network represents one of the most challenging in the telecommunications industry. Its discrete and combinatorial nature presents technical and economic problems, such as the resources¿ allocation, links and nodes, protection from failures, budget limitations, in addition to being costly for designers and engineers, among others. This work proposes some strategies to optimally design OTN/WDM networks. The network can be considered as a graph that has dynamic data traffic to flow from the source nodes to the destination. The proposed strategies deal with one of the main elements that affect the cost-performance ratio of an optical network: the design of the physical network topology (PTD). For the PTD problem, capital (CapEx) and operational (OpEx) costs are considered for analysis of network performance. Two models of metaheuristic algorithms are proposed, the first uses an adaptation of the cuckoo search algorithm and the second uses the hybrid cuckoo search algorithm with the genetic algorithm. these models are used to solve the MILP problem, for the planning of the optical transport network (OTN), considering cost minimization. Restrictions on guaranteeing demand fulfillment, specificity of the equipment technical capacity and exclusivity in the allocation of transmission link modularity are also contemplated. Therefore, the goal is to provide strategies that enable decision-making efficiently and realistically, taking into account the application scenario that is intended to portray. The computational results found are promising, the optimization resulted in topology models with reduced costs and relatively low processing time for a large network
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This work proposes some strategies to optimally design OTN/WDM networks. The network can be considered as a graph that has dynamic data traffic to flow from the source nodes to the destination. The proposed strategies deal with one of the main elements that affect the cost-performance ratio of an optical network: the design of the physical network topology (PTD). For the PTD problem, capital (CapEx) and operational (OpEx) costs are considered for analysis of network performance. Two models of metaheuristic algorithms are proposed, the first uses an adaptation of the cuckoo search algorithm and the second uses the hybrid cuckoo search algorithm with the genetic algorithm. these models are used to solve the MILP problem, for the planning of the optical transport network (OTN), considering cost minimization. Restrictions on guaranteeing demand fulfillment, specificity of the equipment technical capacity and exclusivity in the allocation of transmission link modularity are also contemplated. Therefore, the goal is to provide strategies that enable decision-making efficiently and realistically, taking into account the application scenario that is intended to portray. The computational results found are promising, the optimization resulted in topology models with reduced costs and relatively low processing time for a large networkO planejamento de uma rede óptica representa um dos mais desafiadores da indústria de telecomunicações. Sua natureza discreta e combinatória aborda problemas técnicos e econômicos, como a alocação de recursos e de enlaces e nós, a proteção de falhas, limitação orçamentárias, além de ser custoso para os projetistas e engenheiros, dentre outros. Neste trabalho são propostas algumas estratégias para projetar redes de transportes ópticas- multiplexação por comprimento de onda Optical Transport Network - Wavelength Division Multiplexing (OTN/WDM) de forma otimizada. A rede pode ser considerada como um grafo que possui tráfego de dados dinâmico a ser escoada pelos nós de origem até o destino. As estratégias propostas lidam com um dos principais elementos que afetam a relação custo desempenho de uma rede óptica: o projeto da topologia física da rede (PTD). Para o problema PTD são consideradas os custos de capital (CapEx) e operacional (OpEx) para análise do desempenho da rede. Dois modelos de algoritmos metaheurísticos são propostos, o primeiro usa uma adaptação do algoritmo busca cuco e o segundo utiliza o algoritmo busca cuco híbrido com o algoritmo genético. Neste sentido, esses modelos são utilizados para resolver o problema MILP, para o planejamento da rede de transporte óptica (OTN), considerando a minimização de custos. Restrições de garantia de atendimento de demanda, de especificidade de capacidade técnica de equipamentos e de exclusividade na alocação de modularidade de enlace de transmissão também são contempladas. Logo o objetivo é fornecer estratégias que possibilita à tomada de decisão de forma eficiente e realista levando em consideração o cenário que possibilitem a aplicação que se pretende retratar. Os resultados computacionais encontrados são promissores, a otimização resultou em modelos de topologias com custos reduzidos, uma redução de até 11.05% para a rede de menor porte e até 3.34% para a rede de maior porteSubmitted by Marcelo Lopes Ferreira (ferreira@pucgoias.edu.br) on 2024-09-13T00:27:25Z No. of bitstreams: 1 Rayane Araújo Lima.pdf: 5806034 bytes, checksum: e68b54d017e16847b7e701684e22097f (MD5)Made available in DSpace on 2024-09-13T00:27:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rayane Araújo Lima.pdf: 5806034 bytes, checksum: e68b54d017e16847b7e701684e22097f (MD5) Previous issue date: 2022-03-17application/pdfhttp://tede2.pucgoias.edu.br:8080/retrieve/16732/Rayane%20Ara%c3%bajo%20Lima.pdf.jpgporPontifícia Universidade Católica de GoiásPrograma de Pós-Graduação STRICTO SENSU em Engenharia de Produção e SistemasPUC GoiásBrasilEscola PolitécnicaProblemas combinatoriaisOtimização de redeAlgoritmo busca cucoAlgoritmo busca cuco híbrido.EngenhariasEngenharia de ProduçãoOtimização de redes de fibra óptica usando algoritmos de busca discreta cuco híbridos com algoritmo genéticoOptimization of fiber optic networks using hybrid cuckoo discrete search algorithms with genetic algorithminfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_GOAIS (TEDE-PUC Goiás)instname:Pontifícia Universidade Católica de Goiás (PUC-GO)instacron:PUC_GOTHUMBNAILRayane Araújo Lima.pdf.jpgRayane Araújo Lima.pdf.jpgimage/jpeg3474http://localhost:8080/tede/bitstream/tede/5074/4/Rayane+Ara%C3%BAjo+Lima.pdf.jpg769134a7b2b4f140ef7aae52b2991504MD54TEXTRayane Araújo Lima.pdf.txtRayane Araújo Lima.pdf.txttext/plain126186http://localhost:8080/tede/bitstream/tede/5074/3/Rayane+Ara%C3%BAjo+Lima.pdf.txtb9120d3e547741a570eac0e5ae3b0bbaMD53ORIGINALRayane Araújo Lima.pdfRayane Araújo Lima.pdfapplication/pdf5806034http://localhost:8080/tede/bitstream/tede/5074/2/Rayane+Ara%C3%BAjo+Lima.pdfe68b54d017e16847b7e701684e22097fMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82001http://localhost:8080/tede/bitstream/tede/5074/1/license.txtfd9262f8b1e1c170dee71e4fbec6b16cMD51tede/50742024-09-13 01:00:13.629oai:ambar: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 Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://tede2.pucgoias.edu.br:8080/http://tede2.pucgoias.edu.br:8080/oai/requesttede@pucgoias.edu.bropendoar:65932024-09-13T04:00:13Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_GOAIS (TEDE-PUC Goiás) - Pontifícia Universidade Católica de Goiás (PUC-GO)false
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