Projeto Completo de Redes Ópticas com Topologia em Hierarquia UFES - Universidade Federal do...
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Projeto Completo de Redes Ópticascom Topologia em Hierarquia
UFES - Universidade Federal do Espírito SantoPPGEE – Programa de Pós-Graduação em Engenharia
Elétrica
Vitória, 26 de julho de 2010
Marcelo O. Lima
• Introdução• Definições• Problema Estudado• Metodologia• Experimentos• Conclusões
SumárioSumário
IntroduçãoIntrodução• 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 Roteamento por Comprimento de OndaOnda
• Equipamentos ópticos como o WXC (Optical Cross Connect), são capazes de rotear os canais ópticos sem realizar conversão eletrônica.
DefiniçõesDefinições• Matriz de demandas de tráfego• Matriz de distâncias• Topologia física• Topologia virtual• Grau lógico• Comprimento de onda• Congestionamento• Tráfego retransmitido
destinoorigem
DefiniçõesDefinições• 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-ProblemasSub-Problemas
Topologia EstudadaTopologia Estudada
Modelo TWAModelo TWA
Modelo TWAModelo TWA
Metodologia PropostaMetodologia Proposta
Estrutura HierárquicaEstrutura Hierárquica
• Distância média entre os nós da hierarquia
• Total de tráfego de acesso ao backbone
• Função de avaliação
Qualidade da HierarquiaQualidade da Hierarquia
Fator de calibragem
Soma
Quantidade
EstatísticasEstatísticas• Média
• Desvio padrão
• Média por nó do custo das ligações físicas existentes
• Média do custo de todas as ligações físicas possíveis
Taxa de Instalação FísicaTaxa de Instalação Física
Restrições Adicionais ao TWARestrições Adicionais ao TWA
LigaçõesNNlgTT º..
• A restrição controla o nº de transmissores (início de ligação), o que equivale a controlar o total de ligações.
Restrições Adicionais ao TWARestrições Adicionais ao TWA
• A restrição soma todo tráfego da rede, exceto aquele referente a primeira transmissão, quando .si
Restrições Adicionais ao TWARestrições Adicionais ao TWA
Metodologia PropostaMetodologia Proposta
ExperimentosExperimentos• Rede de 30 nós
• Matriz de tráfego uniforme
• Matriz de distância obedece a desigualdade triangular
),(),(),( yzdzxdyxd Num triângulo o comprimento de qualquer lado é
menor ou igual a soma dos outros dois.
Composição das Sub-RedesComposição das Sub-Redes
73104
a
i
a
i
QQMM
Tamanhos
Quantidades
• 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
Composição das Sub-RedesComposição das Sub-Redes
M=24
T=51579
MétodoMétodo• 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
ObjetivoObjetivo• Cálculo da média e desvio padrão amostrais• Nível de confiança: 99%• Margem de erro: 1%
• Tempo de execução: 50 min
EstatísticasEstatísticas
2/kt
EstatísticasEstatísticas Tamanho mínimo da amostra: 1000
NotaçãoNotação
CongestionamentoCongestionamento
Tráfego RetransmitidoTráfego Retransmitido
Upper BoundsUpper Bounds• Congestionamento e Tráfego Retransmitido
• Custo Físco
Quantidade de desvios padrão Resultado dasEstatísticas
Folga
Referência
Uso do TWAUso do TWA
Resultado FinalResultado Final
ConclusõesConclusõesDestaques• 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!