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metadata.dc.type: Tese
Issue Date: 7-Jun-2019
metadata.dc.creator: LOBATO, Fabricio Rossy de Lima
metadata.dc.description.affiliation: UNIFESSPA - Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará
metadata.dc.contributor.advisor1: COSTA, João Crisóstomo Weyl Albuquerque
metadata.dc.contributor.advisor-co1: CARTAXO, Adolfo da Visitação Tregeira
Title: Aprovisionamento dinâmico de recursos em redes ópticas elásticas multiplexadas por divisão de espaço considerando limitações de camada física
Other Titles: Dynamic resource provisioning in space division multiplexed elastic optical networks considering physical layer limitations
metadata.dc.description.sponsorship: CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Citation: LOBATO, Fabricio Rossy de Lima. Aprovisionamento dinâmico de recursos em redes ópticas elásticas multiplexadas por divisão de espaço considerando limitações de camada física. Orientador: João Crisóstomo Weyl Albuquerque Costa. 2019. 122 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2019. Disponível em:http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/11880 . Acesso em:.
metadata.dc.description.resumo: Em redes ópticas elásticas (EONs), empregando fibra multi-núcleo (MCF) com núcleos monomodo fracamente acoplados, a diafonia entre os núcleos (XT) pode afetar significativamente o desempenho da rede, particularmente com o aumento do número de núcleos e o comprimento da rota. Portanto, em nível de rede, o problema de roteamento e atribuição de núcleo e espectro (RSCA) consciente de limitações de camada física (IA) é um importante desafio de pesquisa de MCF-EONs. Nesta tese, uma metodologia de aprovisionamento dinâmico é proposta para resolver de forma independente o problema IARSCA levando em conta limitações de camada física. Para obter a minimização do impacto da XT, decompõe-se o problema IA-RSCA em dois subproblemas: o subproblema de roteamento IA e o subproblema de atribuição de núcleo e espectro (IA-SCA). Para a solução de roteamento, um método de pré-computação baseado no k caminhos mais curtos é usado, e uma fase de verificação de limitação de camada física é realizada levando em consideração a relação sinal ruído óptica requerida. Para o subproblema IA-SCA, o novo algoritmo guloso XT-aware é proposto para minimizar o impacto da XT no desempenho das MCF-EONs da seguinte maneira: para cada nova conexão, o nível de potência da XT detectada da nova conexão e conexões interferentes em relação ao limite de potência da XT de cada conexão é minimizado na média sobre todas essas conexões. Essa minimização é obtida escolhendo o núcleo e o intervalo de frequência da nova conexão. De modo a ter em conta a extensão de sobreposição espectral das conexões novas e interferentes na potência da XT detectada, um novo índice de sobreposição de intervalos de frequência é introduzido. O desempenho do algoritmo proposto é avaliado por meio de simulações computacionais. Os resultados mostram que a probabilidade de bloqueio total e a utilização média da rede obtida pelo algoritmo proposto são melhores que as obtidas pelas estratégias de priorização de núcleo, aleatória e first-fit, para diferentes cenários de nível da XT e fragmentação do espectro.
Abstract: In elastic optical networks (EONs) employing weakly-coupled single-mode multi-core fibers (MCF), inter-core crosstalk (XT) can affect significantly the network performance, particularly when the number of cores and the path length increase. Hence, from the network perspective, the impairment-aware (IA) routing, spectrum and core assignment (RSCA) problem is an important research challenge of MCF-EONs. In this thesis, we propose a dynamic provisioning methodology that solves independently the IA-RSCA problem taking impairments physical layer into account. To achieve the XT impact minimization, we decompose the IA-RSCA problem into two subproblems: the IA routing sub-problem and the IA spectrum and core assignment (IA-SCA) sub-problem. For the routing solution, a precomputation method based on the k-shortest path is used, and a physical layer impairment verification phase is performed taking the required optical signal to noise ratio into account. For the IA-SCA sub-problem, the novel XT-aware greedy algorithm is proposed to minimize the XT impact on the MCF-EONs performance as follows: for each new connection, the level of detected XT power of the new connection and interfering connections relative to the XT power threshold of each connection is minimized on the average over all those connections. This minimization is achieved by choosing the core and frequency slot of the new connection. In order to take the spectral overlapping extension of the new and interfering connections into account in the detected XT power, a novel frequency slot overlapping index is introduced. The performance of the proposed algorithm is evaluated through computer simulations. The results show that the total blocking probability and network average utilization achieved by the proposed algorithm are better than the ones obtained by core prioritization, random and first-fit strategies, for different scenarios of XT level and spectrum fragmentation.
Keywords: Algoritmo guloso
Diafonia entre núcleos
Fibra Multi-Núcleo
Multiplexação por Divisão Espacial
Rede Óptica Elástica
Roteamento
Atribuição de Núcleo e Espectro
metadata.dc.subject.areadeconcentracao: TELECOMUNICAÇÕES
metadata.dc.subject.linhadepesquisa: ELETROMAGNETISMO APLICADO
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES::SISTEMAS DE TELECOMUNICACOES
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal do Pará
metadata.dc.publisher.initials: UFPA
metadata.dc.publisher.department: Instituto de Tecnologia
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
metadata.dc.source: 1 CD-ROM
Appears in Collections:Teses em Engenharia Elétrica (Doutorado) - PPGEE/ITEC

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