ESTRATÉGIAS PARA O PLANEJAMENTO DE REDES
ÓPTICAS DE TRANSPORTE

Nome: Fabio de Oliveira Lima
Tipo: Tese de doutorado
Data de publicação: 12/06/2015
Orientador:

Nomeordem decrescente Papel
Marcelo Eduardo Vieira Segatto Orientador

Banca:

Nomeordem decrescente Papel
Anilton Salles Garcia Examinador Interno
Helio Waldman Examinador Externo
Magnos Martinello Examinador Externo
Marcelo Eduardo Vieira Segatto Orientador
Moisés Renato Nunes Ribeiro Examinador Interno

Resumo: Este trabalho apresenta estratégias para planejamento de redes ópticas de transporte (OTN - Optical Transport Network), desde a alocação de equipamentos até o roteamento e atribuição de comprimentos onda aos canais ópticos. Busca-se criar abordagens realistas, aplicáveis às redes e aos equipamentos atuais, visando preencher a lacuna entre academia e industria nesse contexto. É considerada a viabilidade técnica das soluções do ponto de vista das características paramétricas dos equipamentos, visando criar projetos otimizados e de fato aplicáveis, embasados teoricamente, mas buscando seguir as recomendações da ITU (International Telecommunication Union). As estratégias desenvolvidas conseguem ser abrangentes mas mantem um baixo custo computacional, minimizando a quantidade de equipamentos necessários, e maximizando a disponibilidade da rede. É mostrado como o projeto pode ser feito de forma segmentada, onde partes do problema são tratadas em sequência, dando prioridade para características técnicas ou custo, conforme o caso. Foi equacionado com maior precisão o relacionamento entre a quantidade de amplificadores e a qualidade do sinal óptico, de modo que se pode minimizar os custos do projeto diminuindo o número de pontos de amplificação, mas balanceado com a qualidade necessária de sinal. A viabilidade dos canais é determinada previamente, antes do roteamento e alocação de comprimentos de onda (RWA - Routing and Wavelength Assignment), etapa para a qual um novo modelo de Programação Inteira foi criado, próprio para considerar as informações definidas pelas etapas precedentes, chamado de MRWA (Multiservice RWA). Isso permitiu que também fosse minimizado o número de regeneradores necessários no projeto com custo computacional polinomial, estrategia esta cuja eficiência contrasta com a literatura, pois, nas abordagens anteriores encontradas, o custo computacional é severamente prejudicado ao se tratar da alocação de regeneradores conjuntamente com o RWA. As etapas iniciais foram agrupadas em uma ferramenta de planejamento para OTNs, chamada KEPLAN, que faz a alocação de equipamentos e cria uma solução inicial simplificada para o RWA, usando algoritmos de custo polinomial. A KEPLAN é capaz de fornecer projetos com proteção de canais, minimizando o número de nós compartilhados em caminhos disjuntos de comprimento minimo, graças a uma generalização do algoritmo clássico de Suurballe que foi desenvolvida. Já o modelo MRWA foi testado simulando o projeto de 29 OTNs reais de grande porte, onde a coloração ótima foi atingida sem grande demanda de tempo para o conjunto de rotas viáveis. Graças a técnicas modernas de otimização que foram adaptadas ao MRWA, para a maior rede, com 100 nós, foram necessários menos de 15 minutos para se obter a coloração ótima.

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