Utilização de meta-heurística e de divisão espectral para alocação eficiente de espectro em redes ópticas elásticas

Abstract

O presente trabalho aborda a utilização de um método heurístico e um procedimento meta-heurístico para melhorias na alocação do espectro em Redes Ópticas Elásticas. O uso da meta-heurística é proposto com o fim de melhorar o algoritmo de alocação de espectro conhecido como MSCL (Min Slot-Continuity Capacity Loss). Para tanto, utiliza-se o algoritmo de otimização por enxame de partículas PSO (Particle Swarm Optimization) para determinar de forma mais adequada a relação entre o tamanho da requisição e o tamanho do espaço de espectro disponível na rede, onde se pode fazer a alocação da demanda. Para isso, fora proposto o uso de uma matriz de valores para quantificar a capacidade de alocação de cada conjunto de slots disponíveis nas rotas. A meta-heurística visa à obtenção de valores ótimos para preencher essa matriz de formas proposta, e assim quantificar mais apropriadamente o número de formas de alocação e, consequentemente, a perda de capacidade derivada da alocação da requisição nas redes ópticas elásticas. É mostrado que a técnica ajuda a diminuir a probabilidade de bloqueio das requisições futuras quando comparada com a técnica MSCL originalmente proposta. Nesta dissertação, também é proposta uma heurística que combina a técnica de Divisão Espectral (Split Spectrum) em redes ópticas elásticas com o cálculo da perda de capacidade na rede, de forma a encontrar melhores alternativas de divisão e alocação das requisições ao se utilizar a técnica descrita. A heurística proposta beneficia-se do aumento da quantidade de combinações de alternativas de alocação, gerado pelo método de Divisão Espectral, e por escolher aquela que promove uma maior eficiência na utilização do espectro na rede. Observa-se assim uma sinergia entre a técnica de divisão espectral e a técnica de redução da perda de capacidade, já que o uso do MSCL com a Divisão Espectral faz reduzir mais significativamente a probabilidades de bloqueio quando comparado com as outras técnicas de alocação de espectro.