Proteção multicaminho com otimização de particionamento da taxa de transmissão e do ordenamento de prioridade do RMSA em redes ópticas elásticas

Abstract

As redes ópticas de transporte são largamente utilizadas para suportar os grandes volumes de tráfego demandados por diversos serviços utilizados pela sociedade. Pesquisas mostram um alto crescimento de tais demandas ao longo dos últimos anos. Nesse contexto, as redes ópticas elásticas (EON) permitem uma flexibilidade de utilização espectral e aumento da capacidade das redes ópticas de forma adequada para se atender às crescentes demandas de tráfego. A ocorrência de falha por causa humana ou por equipamentos da rede é um evento possível que, normalmente, gera grandes perdas de dados e de receita para as operadoras. Assim, a área de sobrevivência a falhas é um requisito essencial para as EONs. Dentre os mecanismos de sobrevivência encontrados na literatura, a proteção multicaminho utiliza a técnica de divisão espectral (Split Spectrum) para dividir a taxa de transmissão requisitada em partições menores e transmiti-las simultaneamente por caminhos ópticos disjuntos. A técnica de squeezing, que permite uma redução na largura de banda requisitada por uma conexão durante a ocorrência de falha, também é comumente investigada pelos trabalhos que abordam proteção multicaminho. Essas duas técnicas associadas permitem a aplicação de estratégias de otimização para a melhoria do desempenho de EONs. Esta tese apresenta algumas heurísticas e meta-heurísticas propostas para otimizar o desempenho de redes ópticas elásticas sob esquemas de proteção multicaminho e sob tráfego dinâmico. Primeiramente, propõem-se algumas estratégias de ordenamento de priorização de aplicação de recursos no RMSA e uma meta-heurística que utiliza algoritmo evolucionário para encontrar a melhor estratégia de ordenamento para cada par origem-destino de forma a reduzir a probabilidade de bloqueio de chamada da rede (PB). Em seguida, propõe- se o emprego de particionamento assimétrico da taxa de transmissão total das conexões nos esquemas de proteção multicaminho para melhorar a utilização dos recursos da rede. Para isso, é proposta uma otimização multiobjetivo que determina o melhor particionamento para cada par origem-destino capaz de mitigar a PB como também o squeezing médio das conexões. Além disso, essa pesquisa apresenta um algoritmo de roteamento que gera grupos de rotas disjuntas, ordenados estrategicamente, e os utiliza para executar o roteamento fixo-alternativo ou dinâmico das chamadas em redes com proteção multicaminho. Também é apresentada uma nova métrica que permite medir o percentual médio de redução da taxa de transmissão requisitada, em caso de falha, em redes protegidas que admitem squeezing. Os resultados das simulações mostraram que o uso de um ordenamento híbrido de prioridade do RMSA, aplicado individualmente a cada par origem-destino de forma otimizada, proporcionou redução na probabilidade de bloqueio da rede em todos os cenários analisados. Os resultados também mostraram que a utilização de um particionamento assimétrico da taxa de transmissão total, otimizado para cada par origem-destino, pode reduzir a fração média de banda espremida das conexões em caso de falha única de enlace e ainda melhorar a probabilidade de bloqueio da rede.