Projeto eficiente de redes ópticas resilientes do tipo OTN sobre DWDM

Abstract

Nos últimos anos, a demanda por serviços de telecomunicações de alta qualidade vem crescendo bastante devido ao aumento do número de aplicações na Internet, como streaming de vídeo, televisão de alta definição, redes sociais, transferência de arquivos, entre outros. Atualmente, a tecnologia mais indicada para suprir as altas taxas de transmissão requeridas são as redes ópticas. Com a expansão do mercado de comunicações ópticas, os negócios relacionados a essa indústria passaram a atrair mais investimentos em inovação para esta área. As redes ópticas de transporte (Optical Transport Network - OTN) chegaram ao mercado de comunicações trazendo benefícios econômicos e operacionais de virtualização para a rede óptica. Essa tecnologia funciona como uma camada superior à rede DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) que permite uma utilização mais eficiente dos recursos. A comutação OTN desacopla os clientes das interfaces de linha DWDM, garantido que os enlaces DWDM estejam funcionando da forma mais eficiente possível, evitando assim, o desperdício de banda de transmissão. Esse conceito é levado a diante em uma rede de computadores OTN, permitindo que o tráfego seja agregado em nós intermediários e direcionado para rotas que estão sendo subutilizadas. O planejamento de redes OTN sobre DWDM é um problema complexo, pois envolve uma nova estrutura de equipamentos e arquitetura lógica. Esse problema tem despertado o interesse da academia e da indústria em desenvolver soluções de planejamento que reduzam o custo dos projetos. Esta Tese propõe duas estratégias de planejamento de redes OTN sobre DWDM de forma que o custo com interfaces de linha seja minimizado e que os requisitos de resiliência sejam totalmente atendidos. A primeira proposta utiliza uma abordagem heurística para a resolução do problema. A segunda proposta, que é a proposta central desta Tese, faz uso de um algoritmo evolucionário multiobjetivo para buscar uma solução que otimize o projeto considerando variáveis de decisão conflitantes, avaliando o número de interfaces OTN utilizadas e a taxa de insucesso na restauração mediante falhas. Os experimentos realizados neste trabalho mostraram que a proposta principal desta tese, quando avaliada em diversos cenários, obteve melhores resultados em relação a quantidade de interfaces alocadas quando comparada com o algoritmo heurístico desenvolvido com o mesmo objetivo.