Algoritmos RMLSA cientes de imperfeições de camada física em redes ópticas elásticas

Abstract

Redes ópticas elásticas são uma tecnologia promissora para o futuro das redes de transporte de alta capacidade. Suas características proporcionam flexibilidade e escalabilidade na alocação de espectro, acompanhando a demanda crescente do tráfego de Internet. Para este tipo de rede é necessário prover mecanismos que garantam a sua disponibilidade mesmo após a ocorrência de uma falha. É importante também garantir a qualidade do sinal óptico, que tende a se degradar pelos efeitos de camada física. Esta tese aborda o problema de roteamento, seleção de formato de modulação e alocação de espectro (RMLSA - Routing, Modulation Level, and Spectrum Assignment) em redes ópticas elásticas considerando capacidade de sobrevivência, limitações de camada física e consumo de energia nestas redes. Nesta tese, são propostos três algoritmos que levam em consideração imperfeições de camada física (IA-RMLSA - Impairment-Aware RMLSA) em redes ópticas elásticas. O primeiro deles, Spectrum Assignment with Interference Minimization (SAIM), consiste em um novo algoritmo de aloca-ção de espectro, que busca selecionar faixas de espectro livre que causem menos interferências nos outros circuitos já ativos na rede. O segundo algoritmo, Energy Aware Modulation Dedicated Path Protection (EAMDPP), consiste em uma proposta de um novo algoritmo de proteção dedicada ciente do consumo de energia. O algoritmo busca selecionar os formatos de modulação que deixam os circuitos mais resistentes à interferência de outros circuitos e que consomem menos energia. O terceiro algoritmo proposto, Power Assignment by Binary Search (PABS), baseia-se no método de busca binária para realizar a atribuição de potência por circuito. Foram realizadas avaliações de desempenho mediante simulação computacional para comparar os algoritmos propostos nesta tese com outros algoritmos presentes na literatura. Os resultados da avaliação de desempenho mostram que os três algoritmos propostos nesta tese alcançaram desempenho superior em relação aos outros algoritmos presentes na literatura em termos de probabilidade de bloqueio de banda. O algoritmo SAIM levou a uma redução na probabilidade de bloqueio de banda em relação aos outros algoritmos que varia de 2% a 55%. O algoritmo EAMDPP alcançou uma redução que varia de 5% a 43%. A redução alcançada pelo PABS varia de 39% a 83%.