Routing, spectrum allocation and regenerator placement in flexible-grid optical networks
Esnek optik ağlarda yönlendirme, spektrum tahsisi ve yenileyici yerleştirilmesi
- Tez No: 335611
- Danışmanlar: PROF. DR. EZHAN KARAŞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 73
Özet
Kablosuz cihazların sayısındaki muazzam artış internet trafiğinin ciddi bir şekilde artmasına neden oluyor. Bu büyüme bizi internetin altyapısını oluşturan optik ağların kaynaklarını daha verimli kullanılmasına zorluyor. Son zamanlarda araştırmacıların ortaya koyduğu esnek optik ağ kavramı mevcut kanal koşullarından yararlanabilmek için iletim parametrelerini ayarlayıp kaynakların verimli bir şekilde kullanılmasını sağlıyor. Bu nedenle, esnek optik ağlar IP trafiğinin artan gelecekteki talebini karşılamak için umut verici bir çözümdürler. Optik spektrumun etkin kullanımı yanında, optik sinyalin fiber optik kabloda ilerlerken, bozulması da başka bir sorundur. Bu gibi durumlarda, eğer optik sinyalin gitmesi gereken yol, gidebileceği maksimum optik erişim sınırından daha uzun ise, optik sinyalin yeniden oluşturulması gerekir. Ancak, yenileyiciler pahalı cihazlardır ve bunların işletme giderleri de oldukça yüksektir. Bu nedenle, ağın yatırım maliyetini ve operasyonel maliyetini azaltmak için yenileyicilerin dikkatli bir şekilde yerleştirilmesi gerekir. Bu tezde, biz esnek optik ağlarda her talep için yönlendirme, spektrum tahsisi ve yenileyicilerin yerleştirme problemlerinin birlikte çözümüyle ilgilendik. Amacımız her talep için yönlendirme, spektrum tahsisini en az sayıda yenileyiciler grubunu topolojinin düğüm noktalarına yerleştirerek yapmak. Öncelikle, bu sorun için yeni bir karma tamsayı doğrusal programlama formülasyonu önerdik. Ancak, bu formülasyon büyük ağlar için pratik olmadığı için, bir ayrılmış sezgisel algoritma önerdik. Bu sezgisel algoritmada, ana problemi iki faza böldük. İlk fazda, biz ağın tam dalga boyu dönüştürebildiğini varsayarak, yenileyicilerin yerlerini belirledik ve talepler için yönlendirme yaptık. Sonra, ikinci aşamada her talep için spektrum tahsisini yaptık. Ayrılmış model makul büyüklükte optik ağlar için RSA-RP sorunu çözmek için kullanılabilir. Biz ayrılmış modelin, NSFNET topoloji için tüm vakaların % 92'de ve Deutsche Telekom topoloji için tüm vakaların % 99'da ideal çözümleri bulduğunu gösterdik. Ayrıca yenileyici gruplarının yerlerinin önemli ölçüde düğüm derecesi ve bitişik bağlantı uzunlukları gibi ağ parametrelerine bağlı olduğunu gösterdik.
Özet (Çeviri)
Tremendous increase in the number of wireless devices has been resulting in huge growth in the Internet traffic. This growth necessitates efficient usage of resources in the optical networks, which form the backbone of the Internet. Recently proposed flexible optical networks can adjust the optical layer transmission parameters to take advantage of existing channel conditions thereby increasing the resource utilization efficiency. Therefore, flexible optical network is a promising solution to fulfill growing future demand of IP traffic. Apart from efficient usage of the optical spectrum, the degradation of the optical signal as it propagates over the fiber is another problem. In such cases, the optical signal must be regenerated when a lightpath travels longer than the maximum optical reach. However, regenerators are expensive devices with high operational costs. Therefore, they should be placed carefully to reduce the capital and operational network costs. In this dissertation, we deal with the joint routing, spectrum allocation and regenerator placement (RSA-RP) problem for flexible optical networks. Our aim is to find the route and allocate spectrum for each traffic demand by assigning minimum number of nodes as regenerator sites. Firstly, we introduce a novel mixed integer linear programming (MILP) formulation for the joint RSA-RP problem. Since this formulation is not practical for large networks, we propose a decoupled formulation where the RSA-RP problem is decomposed into two phases. In the first step, we find routes and locations of regenerators assuming a full wavelength converting network. Then, we allocate the spectrum to each demand in the second phase. The decoupled model can be used to solve the RSA-RP problem for reasonably sized optical networks. We show that the decoupled model can find optimum solutions for 92% of the all cases tested for the NSFNET topology and 99% of the all cases tested for the Deutsche Telecom topology. We also show that the locations of regenerator sites significantly depend on network parameters such as the node degree and lengths of the links adjacent to the node.
Benzer Tezler
- Routing and spectrum allocation in static fiber optic networks
Statik fiber optik şebekelerde rotalama ve spektrum yerleştirme
PELİN ÖNER
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OYA KARAŞAN
- Comparative evaluation of spectrum allocation policies for dynamic flexgrid optical networks
Dinamik esnek-ızgara optik ağlarda spektrum tahsis politikalarının karşılaştırmalı değerlendirmesi
RAMAZAN YÜMER
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
DOÇ. NAİL AKAR
- Auction-based channel allocation approach in wireless networks
Kablosuz ağlarda açık arttırmaya dayalı kanal paylaşımı yaklaşımı
HAKAN MURAT KARACA
Doktora
İngilizce
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. S. ZAFER DİCLE
- Çok hücreli masif MIMO kablosuz iletişim sistemleri için spektrum verimliliğinin ve güç tahsisinin incelenmesi
Investigation of spectrum efficiency and power allocation for massive MIMO multi-cell wireless communication systems
OSMAN DİKMEN
Doktora
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDüzce ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELMAN KULAÇ
- On the throughput of in-band full-duplex communication in wireless systems
Kablosuz sistemlerde aynı bant tam-çift yönlü iletişimin başarımı üzerine
KUDRET AKÇAPINAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Mühendislik BilimleriSabancı ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR GÜRBÜZ ÜNLÜYURT