Eficiência energética em redes ópticas elásticas

Autor: Costa, Lucas Rodrigues
Přispěvatelé: Drummond, André Costa
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UnB
Universidade de Brasília (UnB)
instacron:UNB
Popis: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2021. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). Com o crescimento da Internet e o advento das aplicações emergentes, o consumo energético das redes de núcleo vem ganhando maior destaque na academia e na indústria. O surgimento das Redes Ópticas Elásticas (Elastic Optical Networks – EON) trouxe novas concepções nas operações das redes de núcleo, melhorando sua flexibilidade e eficiência no uso dos recursos. Suas características proporcionam uma maior versatilidade e escalabilidade na alocação do espectro. Tendo em vista que o consumo energético é um fator que está ganhando relevância especial no planejamento e na operação das redes de núcleo, esta Tese dedica-se ao estudo da eficiência energética nas EONs apresentando suas características, modelo de consumo energético e as principais linhas de pesquisa encontradas na literatura sobre eficiência energética em EON. Para isso, propõem-se três estudos que abordam diferentes aspectos relativos à eficiência energética em EON. O primeiro estudo, apresenta uma solução para o problema de roteamento e alocação de espectro com modulação adaptativa (Routing, Modulation Level, and Spectrum Allocation – RMLSA) em EONs translúcidas. Propõe-se um esquema de modulação adaptativa, acoplável a qualquer algoritmo de alocação de espectro EON, que promove eficiência energética através do uso de níveis de modulação mais eficientes. No segundo estudo, uma nova perspectiva para o problema RMLSA é investigada explorando técnicas de agregação de tráfego elétrica e óptica para EONs. Propõe-se um modelo de programação linear inteira que leva em consideração todas as características da arquitetura EON e técnicas de engenharia de tráfego para resolver o problema RMLSA dinâmico com eficiência energética. Por fim, o último estudo, apresenta um algoritmo heurístico para resolução do problema RMLSA translúcido dinâmico com técnicas de agregação de tráfego. A proposta baseia-se em um modelo de grafo auxiliar que melhora o consumo de energia da rede através de políticas de engenharia de tráfego inovadoras. Os resultados obtidos nos estudos apresentados, garantem uma redução significativa na taxa de bloqueio para diversas soluções RMLSA da literatura sem comprometer a eficiência energética da rede. With the growth of the Internet and the arising of emerging applications, the energy consumption of core networks has gained greater relevance in academia and industry. The emergence of Elastic Optical Networks (EON) brought new conceptions in the operations of core networks, improving network flexibility and efficiency in the use of resources. Its features provide greater versatility and scalability in spectrum allocation. Considering that energy consumption is a factor that is gaining special relevance for the planning and operation of core networks, this Thesis is dedicated to the study of the energy efficiency in the EON presenting its main characteristics, energy consumption models, and the main research lines found in the literature on energy efficiency in EON. For this, three studies are proposed that address different aspects related to energy efficiency in EON. The first study presents a solution to Routing, Modulation Level, and Spectrum Allocation (RMLSA) problem in translucent EONs. An adaptive modulation scheme is proposed, which can be connected to any EON spectrum allocation algorithm, which promotes energy efficiency through the use of more efficient modulation levels. In the second study, a new perspective for the RMLSA problem is investigated exploring electrical and optical grooming techniques for EONs. A linear programming model is proposed that takes into account all the characteristics of the EON architecture and traffic engineering techniques to solve the dynamic RMLSA problem with energy efficiency. Finally, the last study presents a heuristic algorithm for solving the dynamic translucent RMLSA problem with traffic grooming techniques. The proposal is based on an auxiliary graph model that improves the energy consumption of the network through innovative traffic engineering policies. The results obtained in the studies presented, guarantee a significant reduction in the blocking rate for several RMLSA solutions of the literature without compromising the energy efficiency of the network.
Databáze: OpenAIRE
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