Abordagens para atribuição de espectro em redes ópticas elásticas baseadas em perda de capacidade sob múltiplas rotas

Abstract

Esta Dissertação discute soluções para o problema de roteamento e alocação de espectro em redes ópticas elásticas. As propostas apresentadas são uma adaptação do algoritmo de atribuição de espectro denominado Min Slot-Continuity Capacity Loss (MSCL). Esse algoritmo reduz o impacto da rede ao escolher um conjunto de slots que apresenta a menor perda de capacidade. Ambas as propostas recorrem a um conjunto de múltiplas rotas obtido pelo algoritmo de roteamento Yen-MH, cujo as rotas são selecionadas a partir do menor número de enlaces. As heurísticas são denominadas MSCL Sequencial e MSCL Combinado, definidas pela maneira como elas escolhem a solução dentre as de menor perda de capacidade nas rotas. Os desempenhos das heurísticas MSCL foram comparados com a heurística amplamente utilizada na literatura chamada First-Fit, heurística esta que requer baixo esforço computacional e apresenta bons resultados. Os resultados mostram a capacidade das heurísticas MSCL em reduzir a probabilidade de bloqueio, seguindo o seguinte ordenamento por desempenho: First-Fit, MSCL Sequencial e MSCL Combinado. No entanto, o algoritmo MSCL demanda alto esforço computacional, portanto, procedimentos de otimização foram abordados com o objetivo de melhorar o tempo de simulação das heurísticas, mantendo o compromisso com a probabilidade de bloqueio. As otimizações utilizam heurísticas executadas de forma estática (ou seja, com ordenamento pré-configurado) e dinâmicas (com ordenamento modificado durante a operação da rede). Um algoritmo genético inspirado no NSGAII foi desenvolvido para encontrar soluções mais genéricas e de bom desempenho no espaço de probabilidade de bloqueio e tempo de simulação. As heurísticas foram comparadas com o MSCL padrão, sendo encontradas melhorias para a probabilidade de bloqueio e o tempo de simulação. Os resultados mostram os benefícios dos métodos de otimização, demostrando as suas eficácias.