Projeto Completo de Redes Ópticas com Topologia em Hierarquia Marcelo O. Lima UFES - Universidade Federal do Espírito Santo PPGEE – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica Vitória, 26 de julho de 2010

Sumário Introdução Definições Problema Estudado Metodologia Experimentos Conclusões

Introdução As comunicações ópticas são amplamente empregadas atualmente Elas possibilitam altas taxas de transmissão e perdas reduzidas Os problemas envolvendo comunicações ópticas são largamente estudados no meio científico

Roteamento por Comprimento de Onda Equipamentos ópticos como o WXC (Optical Cross Connect), são capazes de rotear os canais ópticos sem realizar conversão eletrônica.

Definições Matriz de demandas de tráfego Matriz de distâncias Topologia física Topologia virtual Grau lógico Comprimento de onda Congestionamento Tráfego retransmitido origem destino

Definições Quando não existe uma ligação transparente entre cada par de nós da rede, a mesma é dita semitransparente. Restrição de continuidade de comprimentos de onda. Com a tecnologia WDM, dois caminhos ópticos podem compartilhar uma ligação física, utilizando comprimentos de onda diferentes. As demandas de tráfego percorrem caminhos sobre a topologia lógica, podendo ser subdivididas e transportadas paralelamente.

Sub-Problemas

Topologia Estudada

Modelo TWA

Modelo TWA

Metodologia Proposta

Estrutura Hierárquica

Qualidade da Hierarquia Distância média entre os nós da hierarquia Total de tráfego de acesso ao backbone Função de avaliação Soma Quantidade Fator de calibragem

Estatísticas Média Desvio padrão

Taxa de Instalação Física Média por nó do custo das ligações físicas existentes Média do custo de todas as ligações físicas possíveis

Restrições Adicionais ao TWA A restrição controla o nº de transmissores (início de ligação), o que equivale a controlar o total de ligações.

Restrições Adicionais ao TWA A restrição soma todo tráfego da rede, exceto aquele referente a primeira transmissão, quando

Restrições Adicionais ao TWA

Metodologia Proposta

Experimentos Rede de 30 nós Matriz de tráfego uniforme Matriz de distância obedece a desigualdade triangular Num triângulo o comprimento de qualquer lado é menor ou igual a soma dos outros dois.

Composição das Sub-Redes Tamanhos Quantidades

Composição das Sub-Redes Fator de calibragem 17 milhões de soluções visitadas Fitness variou mais de 50% Média das distâncias (M) variou mais de 145% Tráfego de acesso (T) variou menos de 30% Tempo de execução do genético: 30 min

M=24

T=51579

Estatísticas Método Geração de topologias virtuais aleatoriamente Obtenção do congestionamento e tráfego retransmitido ótimos Utilização de modelo linear em AMPL Distribuição do tráfego utilizando o GLPK Variação do grau lógico de 1 a Objetivo Cálculo da média e desvio padrão amostrais Nível de confiança: 99% Margem de erro: 1% Tempo de execução: 50 min

Estatísticas Tamanho mínimo da amostra: 1000

Notação

Congestionamento

Tráfego Retransmitido

Upper Bounds Resultado das Estatísticas Congestionamento e Tráfego Retransmitido Custo Físco Quantidade de desvios padrão Resultado das Estatísticas Folga Referência

Uso do TWA

Resultado Final

Conclusões Destaques Projeto completo (inclusive físico) Topologia estudada Sub-redes resolvidas separadamente (Tráf. acesso e tratamento do mesmo como opaco) Uso da TIF Aplicação de indução estatística Modelo matemático usado para obter solução viável Trabalhos Futuros Topologia em malha para comparação com outros autores Custo da rede física mais realista

Obrigado!