Projeto Completo de Redes Ópticas com Topologia em Hierarquia

1. Projeto Completo de Redes Ópticascom 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

2. Sumário Introdução Definições Problema Estudado Metodologia Experimentos Conclusões

3. 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

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

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

6. 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.

7. Sub-Problemas

8. Topologia Estudada

9. Modelo TWA

10. Modelo TWA

11. Metodologia Proposta

12. Estrutura Hierárquica

13. 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

14. Estatísticas • Média • Desvio padrão

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

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

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

18. Restrições Adicionais ao TWA

19. Metodologia Proposta

20. 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.

21. Composição das Sub-Redes Tamanhos Quantidades

22. 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

23. M=24

24. T=51579

25. 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

26. Estatísticas Tamanho mínimo da amostra: 1000

27. Notação

28. Congestionamento

29. Tráfego Retransmitido

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

33. Uso do TWA

34. Resultado Final

36. 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

37. Obrigado!