Um estudo sobre otimizações evolucionárias na mitigação de efeitos não-lineares em canais ópticos elásticos

Abstract

Redes ópticas elásticas oferecem uma solução promissora ao desafio de alocação adaptativa de recursos de acordo com as demandas vigentes de comunicação. Em tempos em que a conectividade impera, a não-restrição aos tradicionais 50GHz a que canais ópticos estão submetidos (em redes WDM) também impõe diversidade nas formas em que interações físicas não-lineares se manifestam em novas composições de arranjos espectrais. Movida pela elaboração de modelos matemáticos de propagação não-linear com baixa complexidade computacional, a busca pela fidelidade de reprodução de efeitos de camada física amplia o campo de análise em simulações de redes e permite avanço em otimizações que garantam QoT. Adicionalmente, a penetração de técnicas de Inteligência Artificial em aplicações de engenharia permite uma investigação eficiente (quando comparada a técnicas tradicionais de programação matemática) de dois problemas específicos na busca de mitigação das imperfeições físicas, o de determinação de perfis de potência e de alocação espectral. Neste contexto, o presente trabalho estuda a aplicação de duas técnicas de otimização baseadas em Inteligência Artificial: otimização por enxame de partículas e algoritmo genético, traçando um paralelo entre características biológicas com o enredo de transmissão óptica na tentativa de prover diversidade em perfis que atendam de forma apropriada as circunstâncias encontradas em redes de comunicação. Por fim, o contraste entre as duas meta-heurísticas propõe no algoritmo genético uma candidatura favorável na tratativa dos modelos não-lineares discutidos, por apresentar eficácia satisfatória quando comparado a recursos matemáticos amplamente utilizados. Além disso, a concordância com resultados científicos publicados e a possibilidade de análises de compromisso multiobjetivas, elencam o algoritmo genético com forte credibilidade para tratativas de otimização no campo de transmissão óptica.