Este trabalho apresenta um estudo sobre redes ópticas de interconexão aplicadas em arquiteturas paralelas, onde são propostos, simulados e analisados alguns modelos de redes. Essa é uma importante pesquisa, pois, as redes de interconexão influenciam diretamente o custo e desempenho das arquiteturas paralelas de computadores. O primeiro modelo de rede óptica proposto é chamado de SCF (Sistema Circular com Filas). Esse e um sistema sem colisões, onde há um canal exclusivo para controle de comunicação e cada nó possui um canal exclusivo para recepção de dados. Esse sistema tem um desempenho com alta taxa de vazão, alto nível de utilização e pequenas filas. Para a simulação da rede SCF foi desenvolvido um simulador dedicado, cuja adaptação para a simulação de outros modelos de redes, propostos nesse trabalho, foi facilmente realizada. Neste trabalho também foram propostos, simulados e analisados três modelos diferentes de chaves ópticas de distribuição para arquitetura paralela do tipo Dataflow. Os resultados dessas simulações mostram que componentes ópticos relativamente simples podem ser utilizados no desenvolvimento de sistemas de alto desempenho. / This work presents a study about optical interconnection network applied to parallel computer architectures, where is proposed, simulated and analyzed some models of optical interconnection networks. It is an important research because the interconnection networks influence directly the cost and performance of parallel computer architectures. The first optical interconnection network model proposed in this work is called SCF (Sistema Circular com Filas). It is a system without collisions, where there is a dedicated channel for communication control and each node has a fixed channel for data reception. The system has a performance with high throughput, high utilization leve1 and small queue size. For the SCF simulation was developed a dedicated simulator, whose adjust to simulate others optical interconnection network, proposed in this work, was easily performed. In this work also were proposed, simulated and analyzed three different models of optical distributing network for Dataflow computer architecture, whose results shows that single optical devises can ensure the development of high performance systems.

Submitted by Eduarda Figueiredo (eduarda.ffigueiredo@ufpe.br) on 2015-03-06T15:39:38Z No. of bitstreams: 2 RenanVBCarvalho-Dissertacao.pdf: 3897681 bytes, checksum: 2240419bab0a3bab7d9e1e5b7811e687 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-06T15:39:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 RenanVBCarvalho-Dissertacao.pdf: 3897681 bytes, checksum: 2240419bab0a3bab7d9e1e5b7811e687 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-07-13 / CNPq / Esta dissertação propõe a solução conjunta de dois problemas de planejamento de redes ópticas levando em consideração aspectos de custo e desempenho da rede. O primeiro é a inserção de regeneradores (RP) nos nós e o segundo é o dimensionamento da capacidade dos enlaces, ou seja, a definição da quantidade de comprimento de ondas (WP) disponibilizada em cada enlace. O tratamento conjunto dos dois problemas é chamado de problema de inserção de comprimentos de onda e de regeneradores (WRP). Duas propostas são sugeridas para a solução do problema de WRP. Elas utilizam o algoritmo evolucionário multiobjetivo SPEA2, que tem como metas de otimização a diminuição da probabilidade de bloqueio da rede, e a diminuição dos custos financeiro (CapEx) e operacional (OpEx). Por se tratarem de técnicas de otimização multiobjetiva, o resultado final consiste em um conjunto de redes que apresentam soluções de compromisso entre metas de otimização. São feitas várias análises dos resultados. Uma delas refere-se à restrição de inserir o mesmo número de comprimentos de onda em todos os enlaces da rede em comparação à abordagem sem restrição. Os resultados mostram que tal imposição onera o custo das redes e o dimensionamento individual de cada enlace é o indicado. Outra análise compara a robustez das técnicas segundo variações no modelo de CapEx. Para os cenários analisados, as duas propostas apresentam resultados semelhantes. Por fim, a convergência do algoritmo é verificada para o número de gerações utilizadas nas simulações.

Submitted by Eduarda Figueiredo (eduarda.ffigueiredo@ufpe.br) on 2015-03-06T15:47:00Z No. of bitstreams: 2 Tese_Rodrigo_Choji_de_Freitas.pdf: 3582270 bytes, checksum: de853c11feb70926d05f9cb458e258c2 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-06T15:47:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese_Rodrigo_Choji_de_Freitas.pdf: 3582270 bytes, checksum: de853c11feb70926d05f9cb458e258c2 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-12-13 / FAPEAM e CAPES / Nesta tese é investigado um importante tópico concernente às redes totalmente ópticas: sobrevivência à ocorrência de falhas. Garantir tolerância a falhas é um requisito indispensável para as atuais redes ópticas de alta capacidade, principalmente porque elas transportam um grande volume de dados e, caso alguma interrupção no tráfego ocorra e que não possa ser solucionada imediatamente, uma perda significativa de informação é inevitável, provocando transtornos técnicos e, sobretudo, econômicos. Um outro tema tratado neste trabalho diz respeito às penalidades impostas a um sinal, oriundas de uma rede totalmente óptica. Nestas infraestruturas de rede, o sinal óptico não é regenerado a cada nó. Portanto, é importante que as soluções que garantem resiliência à rede óptica levem em consideração também a degradação do sinal óptico. A pesquisa desenvolvida neste trabalho visa a contribuir com a área de sobrevivência em redes totalmente ópticas, a partir da proposição de novos algoritmos de restauração e proteção que, além de garantir a resiliência de uma chamada contra falhas, também encontrem uma rota que seja adequada.

Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-08-29T19:39:30Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Erick de Andrade Barbosa.pdf: 14348736 bytes, checksum: 3deda52b9c99ae058b17979cabdd2ad2 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-09-05T18:54:30Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Erick de Andrade Barbosa.pdf: 14348736 bytes, checksum: 3deda52b9c99ae058b17979cabdd2ad2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-05T18:54:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Erick de Andrade Barbosa.pdf: 14348736 bytes, checksum: 3deda52b9c99ae058b17979cabdd2ad2 (MD5) Previous issue date: 2017-07-20 / FACEPE / Redes ópticas dinâmicas estão desa ando os dispositivos a se tornarem autoadaptativos. Por ser um dispositivo crucial para as redes ópticas, é necessário que o amplificador óptico tenha a capacidade de alterar seu ponto de operação de acordo com as necessidades da rede. O problema do controle adaptativo do ponto de operação dos amplificadores ópticos (Adaptive Control Operation Point - ACOP) é recente e poucas técnicas foram propostas para resolvê-lo. O objetivo desta tese é propor técnicas para resolver o ACOP, o que permitirá que os amplificadores em uma cascata de amplificadores adaptem seu ponto de operação de forma a aumentar, ou ao menos manter, a qualidade da transmissão do enlace. Serão consideradas técnicas que realizam esta adaptação de forma local e global, para que se possa avaliar os prós e contras relativos a qualidade das suas soluções e seus tempos computacionais. As técnicas também deverão respeitar restrição na potência de saída da cascata para que seja possível existirem enlaces com e sem técnicas ACOP em uma mesma rede. As técnicas propostas serão avaliadas em comparação com outras técnicas encontradas na literatura considerando-se um cenário realístico, inclusive com efeitos não-lineares. Também será avaliado se o controle de outros dispositivos, além do amplificador óptico, é capaz de melhorar as soluções das técnicas ACOP. Além disso, os benefícios das redes definidas por software (SDN) serão utilizados para implementar as técnicas como aplicativos de um plano de controle SDN em um ambiente de rede real. Os resultados alcançados mostram que a definição correta do ponto de operação dos amplificadores ópticos pode melhorar o desempenho da cascata de amplificadores, principalmente, por conta da redução do ruído inserido no sinal óptico e melhora da planicidade do sinal, em comparação ao método tradicional que define os ganhos dos amplificadores para compensar as perdas do enlace. / Dynamic optical networks are challenging the network devices to become self-adaptive. Since the optical amplifier is a crucial device in optical networks, it is necessary to add in this device the capability to change its operating point according to the network conditions. The problem of adaptive control of optical ampli er operating point (ACOP) is recent and few approaches have been proposed to solve it. The aim of this thesis is to propose approaches to solve the ACOP problem, which will enable optical ampli ers to adapt their operating points in order to increase, or at least maintain, the quality of the transmission in the link. It is considered approaches that perform this adaptation locally and globally, to evaluate the pros and cons related to the quality of their solutions and their computational time. The approaches will also respect a restriction in the cascade output power in order to enable the coexistence of links with and without ACOP approaches in the same network. The proposed approaches will be evaluated in comparison with other approaches proposed in the literature in realistic scenarios that consider nonlinear noise as a physical impairment. It is also evaluated if the control of other devices, besides the optical amplifier, can enhance the results of the ACOP approaches. Moreover, the benefits of software de ned networking (SDN) will be used to implement the approaches as an application that runs above a SDN control plane in a real network testbed. The achieved results show that the correct definition of the optical ampli ers operating points can enhance the transmission performance by reducing the inserted noise, and improving the gain flatness, when compared with the traditional method that de nes theamplifier gains to compensate the link losses.

Orientador: Nelson Luis Saldanha da Fonseca / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T07:49:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Drummond_AndreCosta_D.pdf: 3173697 bytes, checksum: 8c446932862579ce4a57c4c53cce79b7 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Em redes ópticas com multiplexação por comprimento de onda (WDM), a alocação de banda passante ocorre em múltiplos da capacidade de um comprimento de onda, que, nos dias de hoje, corresponde a 40 Gbps. No entanto, a demanda de banda passante dos fluxos em redes IP sobre WDM é da ordem de Mbps, o que é, consideravelmente inferior a capacidade de um comprimento de onda. Para a utilização eficiente da grande capacidade disponível em redes WDM, agrega-se diversos fluxos com pequena demandas de banda em caminhos ópticos compostos pelos comprimentos de onda. A referida agregação é realizada pelo mecanismo chamado agregação de tráfego (em Inglês, traffic grooming). Para a agregação, é necessário, que se defina a rota a ser utilizada para o estabelecimento de uma conexão entre pares comunicantes, bem como o comprimento de onda a ser utilizado ao longo da rota, ou seja, é necessário resolver o chamado problema de roteamento e alocação de comprimento de onda (do Inglês, routing ou wavelength assignment, usualmente abreviado por RWA). Por outro lado, aplicações emergente em e-Ciência e novas aplicações multimídia demandam banda passante superior 'a capacidade de um comprimento de onda, requerendo que o fluxo seja transmitido em vários caminhos ópticos, possivelmente por rotas distintas, o que traz novos desafios, inclusive para os mecanismos de agregação de tráfego. Esta tese investiga diversos problemas em agregação de tráfego e propõe soluções originais para os mesmos. Propõe-se solução para o problema de coloração de grafo auxiliar para a resolução do problema RWA, através da recente Teoria de Complexidade Parametrizada, a fim de se reduzir a complexidade computacional da solução, tornando-a escalável. Introduzem-se, também, algoritmos para a resolução do problema de agregação dinâmica de tráfego, que consideram, parcialmente, a topologia da rede, para se promover a escalabilidade da solução. Tais algoritmos promovem, adicionalmente, bloqueio balanceado entre os diversos pares comunicantes na rede (justiça de bloqueio). Propõem-se, por último, algoritmos para agregar tráfego quando os fluxos demandam maior quantidade de banda passante do que a capacidade de um canal, através do roteamento por múltiplos caminhos, tanto para cenários envolvendo um único domínio como para cenários envolvendo múltiplos domínios. A solução proposta, redunda em maior robustez à falhas / Abstract: In wavelength division multiplexing (WDM) networks, the great discrepancy between the bandwidth demand of Internet Protocol (IP) flows (of the order of Mbps) and the bandwidth availability in one wavelength, which currently can be 40 Gbps, has motivated the adoption of techniques, called traffic grooming, for the efficient transmission of these flows. Traffic grooming aggregates flows with small bandwidth demand in a wavelength. For that, it is necessary to determine the route to be used for the establishment of a requested connection between a source and a destination as well as the wavelength to be allocated to this connection. These are determined by the solution of the so called routing and wavelength assignment problem (RWA). Moreover, the bandwidth requirement of some emerging e-Science and multimedia applications exceed the capacity of one wavelength requiring that a requested connection be established using multiple wavelengths and possibly multiple paths. In this Thesis, several issues in traffic grooming are addressed. An algorithm based on the recent Parametrized Complexity Theory is proposed for solving efficiently the graph coloring problem which is one of the steps in the solution of the RWA problem. Additionally, efficient algorithms which consider partially the topology of the network (zones) are introduced for producing balanced blocking among source destination pairs. Moreover, algorithms for providing connectivity to requests with bandwidth demand greater than the capacity of a wavelength are proposed. These algorithms use multiple paths for both requests that transverse multiple domains and those which do not. Furthermore, robustness to link failure is increased by using these algorithms / Doutorado / Doutor em Ciência da Computação

Orientador: Christian Rodolfo Esteve Rothenberg / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-27T08:39:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Siqueira_MarcosAntoniode_D.pdf: 7263131 bytes, checksum: fad0f39a012c338503de664fbec8fe8c (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Esta tese apresenta uma proposta de arquitetura para controle de redes ópticas de transporte que utiliza o paradigma de redes definidas por software, com suporte a operação autonômica com base em políticas. A arquitetura é constituída pelos seguintes pilares: (i) modelagem dos elementos de rede, incluindo suas interconexões, restrições, capacidades, entre outros, utilizando a linguagem YANG; (ii) composição dos modelos dos elementos de rede e suas relações em um modelo que representa a rede, suportando transformações para representação da rede como grafos de propriedades; e (iii) um modelo de políticas baseado em objetos associados ao grafo de propriedades da rede que viabiliza a operação autonômica do controlador. A proposta foi validada através de provas de conceito realizadas por simulações, protótipos e experimentos, incluindo casos de uso de segmentação e virtualização da rede óptica de transporte, aplicações SDN para ajuste de parâmetros operacionais da rede com base em políticas, bem como a operação autônoma do controlador SDN com auxílio de ferramentas de simulação com rotinas de planejamento automatizado / Abstract: This thesis proposes an architecture for optical transport networks control, using the software defined networking paradigm, with support for policy-based autonomic operation. The architecture is composed of three pillars: (i) modeling of network elements, its interconnections, constraints and capabilities using the YANG language; (ii) composition of the network element models and its interconnections forming a network model, supporting transformations for representing the network as property graphs; and (iii) a policy model based on objects associated to the network graph designed for allowing autonomic operation of the network controller. The proposal has been validated through a set of proofs of concept performed via simulations, prototypes and experiments, including use cases for optical transport network slicing and virtualization, SDN applications for policy-based operational parameters adjustment, and autonomic operation of the SDN controller assisted by simulation tools with routines for automated planning / Doutorado / Engenharia de Computação / Doutor em Engenharia Elétrica

A crescente demanda de tráfego em redes de acesso pressiona a melhor utilização das redes backbone, que são utilizadas para transporte de grandes taxas de dados em diversos domínios (Sistemas Autônomos, SAs). Com o aumento destas redes, aumenta-se a complexidade de topologia das interligações entre domínios. Desta maneira, roteamento de tráfego e pontos de interconexão de SAs (nós de borda) são questões importantes para o desempenho destas redes, que são operadas por diversos provedores que podem utilizar protocolos de comunicação distintos. Neste sentido, o roteamento interdomínio apresenta desafios como a publicação ou não de informações de parâmetros de rede de SAs e como tratar esta questão de maneira globalizada, com novos protocolos e suas especificações. Em termos de pontos de interconexão de SAs, a especificação dos locais onde enlaces inter-redes são conectados aos domínios são importantes para seu desempenho, já que são responsáveis por toda troca de tráfego entre redes distintas. O trabalho considera redes ópticas opacas e translúcidas em cenário multidomínio com bandas multigranulares. Neste cenário é estudado um algoritmo de roteamento multidomínio. No trabalho também é feito um planejamento, especificando em quais nós serão conectados enlaces interdomínio. A principal contribuição deste trabalho é o estudo de planejamento de enlaces interdomínio, com a proposta de um método para escolha de nós de borda (sistematização), com objetivo de diminuir a probabilidade de bloqueio interdomínio. A sistematização é baseada em estudos de resultados de algoritmo genético desenvolvido para o mesmo propósito e sua utilização diminui em até 42% o bloqueio interdomínio. Um algoritmo de alocação de banda também foi desenvolvido para redes multidomínio, que considera parâmetros da camada de rede e óptica para o cálculo de peso de enlaces para encontrar caminhos ópticos entre nós fonte e destino. Os resultados mostram diminuição de até 35% no bloqueio interdomínio com a modificação feita em algoritmo proposto na literatura. / The huge demand for traffic in last mile networks push the better utilization of backbone networks, which are used to transport large data rates in several domains (Autonomous Systems, ASs). With this growth, the topology complexity of interdomain links increases. Then, traffic routing and interconnection points of ASs (border nodes) are relevant questions for the performance of these networks, which are managed by several providers that can use distinct communications protocols. Thus, the interdomain routing presents challenges such as the decision on publishing or not the network´s parameters from ASs and how to deal with this issue in a global way, with new protocols and its specifications. For interconnection points between ASs, the points where interdomain links are connected are important for their performances, since they are responsible for all traffic exchange between distinct networks. This work considers opaque and translucent optical networks in a multidomain scenario with multigranular data rates. In this scenario a multidomain routing algorithm is studied and a network planning is developed, specifying the nodes where interdomain links are connected. The main contribution of this work is the planning of interdomain links, with the proposal of a method for border nodes selection (systematization), with the objective of decreasing the interdomain blocking probability. The systematization is based on the results from a genetic algorithm developed for the same purpose and its utilization decrease up to 42% of the interdomain blocking. A bandwidth allocation algorithm was also created for multidomain scenarios, that considers parameters from network and optical layer for the link weight calculation in order to find optimal paths. The results show a decreasing of up to 35% for interdomain blocking with a contribution based on literature\'s work.

A busca de sistemas de comunicação eficientes e econômicos é cada vez maior, principalmente com o aumento da demanda por tráfego e banda de transmissão. Conhecidas pela utilização eficiente de largura de banda, as redes ópticas de segmentação espectral flexível têm sido intensamente estudadas e são consideradas boas candidatas para a próxima geração de redes. Tais redes flexíveis utilizam formatos de modulação multinível e multiplexação multiportadora. Sistemas com alta capacidade de transmissão devem ser extremamente confiáveis, pois a falha em um dispositivo ou enlace da rede acarreta enorme perda de dados. Por isso, as técnicas de proteção e restauração do tráfego devem ser eficientes, de modo a garantir a sobrevivência da rede. Neste trabalho, foi desenvolvido um algoritmo capaz de lidar com cada requisição de conexão, encontrar um caminho óptico para transmissão e reservar outro caminho para recuperação do tráfego em caso de falha na rede. A seleção dos caminhos primário e de proteção utiliza a técnica smart-fit, que escolhe a solução com menor custo final, definido pela distância da rota percorrida somada ao custo do índice inicial da faixa espectral alocada, buscando equilibrar a escolha entre a posição no espectro e rota escolhida. Além disso, são definidos custos diferentes para slots de frequência livres e compartilhados, a fim de incentivar o compartilhamento espectral em caminhos de proteção. Dentre as técnicas de alocação espectral, a varredura com janela espectral varre o espectro em todos os enlaces da rota, slot por slot, em busca de uma faixa livre com tamanho suficiente para atender uma demanda. Neste trabalho, foi desenvolvida uma técnica chamada busca lógica, que lida simultaneamente com todos os enlaces da rota ao realizar operações lógicas com seus espectros. Em seguida, é realizada uma convolução entre a janela espectral, com tamanho da demanda, e o espectro resultante. A partir desse resultado, é possível saber as posições no espectro onde a demanda poderá ser alocada. Tal técnica, como será demonstrado, é mais veloz que a varredura com janela espectral. Para garantir a eficácia e confiabilidade do algoritmo, utilizando o software MATLAB, avaliou-se a probabilidade de bloqueio e probabilidade de bloqueio de banda, a fragmentação espectral média na rede, o grau de compartilhamento, a taxa de utilização espectral e a taxa de capacidade reservada. O algoritmo desenvolvido foi capaz de organizar o tráfego na rede de modo ordenado e pouco fragmentado, além de utilizar de maneira eficiente os recursos destinados à proteção. / The search for efficient and economical communication systems is increasing, especially with the increased demand for traffic and bandwidth transmission. The elastic optical networks, well known for their efficient using of bandwidth, have been thoroughly studied and are considered good candidates for the next generation networks. Such flexible networks use multilevel modulation formats and multicarrier multiplexing. Systems with high transmission capacity should be extremely reliable, as a failure in a device or link brings huge data loss. Therefore, traffic protection and restoration techniques should be efficient, to ensure network survivability. In this work, we propose an algorithm capable of managing each connection request, finding an optical path for transmission and a protection path to recover traffic in case of network failure. The selection of the primary and protection path uses the smart-fit technique, which chooses the solution with the lower final cost, defined by the route\'s distance plus the index\'s cost of the first slot of the allocated spectrum, in order to balance the choice between the position in the spectrum and the chosen route. In addition, different costs for free or shared frequency slots are defined, so as to encourage spectral sharing in protection paths. Among the spectrum allocation techniques, scanning with spectrum window scans the spectrum in all links of the route, slot by slot, searching for a free band large enough to meet the demand. In this work, we developed a new technique, called logical search, that simultaneously deals with all the links in the route, by performing logical operations with them. Then, a convolution is performed between a spectrum window, with the same size of the demand, and the resulting spectrum. From this result, it is possible to know all the positions in the spectrum where the demand may fit. This technique, as will be shown, is faster than the scan with spectrum window. To guarantee the efficiency and reliability of the algorithm, using the MATLAB software, we evaluated the blocking probability and bandwidth blocking probability, the average spectral fragmentation in the network, the shareability ratio, the spectral utilization ratio and the spare capacity ratio. The developed algorithm was able to organize the traffic in an orderly and less fragmented way, and use the protection resources efficiently.

A crescente demanda de tráfego em redes de acesso pressiona a melhor utilização das redes backbone, que são utilizadas para transporte de grandes taxas de dados em diversos domínios (Sistemas Autônomos, SAs). Com o aumento destas redes, aumenta-se a complexidade de topologia das interligações entre domínios. Desta maneira, roteamento de tráfego e pontos de interconexão de SAs (nós de borda) são questões importantes para o desempenho destas redes, que são operadas por diversos provedores que podem utilizar protocolos de comunicação distintos. Neste sentido, o roteamento interdomínio apresenta desafios como a publicação ou não de informações de parâmetros de rede de SAs e como tratar esta questão de maneira globalizada, com novos protocolos e suas especificações. Em termos de pontos de interconexão de SAs, a especificação dos locais onde enlaces inter-redes são conectados aos domínios são importantes para seu desempenho, já que são responsáveis por toda troca de tráfego entre redes distintas. O trabalho considera redes ópticas opacas e translúcidas em cenário multidomínio com bandas multigranulares. Neste cenário é estudado um algoritmo de roteamento multidomínio. No trabalho também é feito um planejamento, especificando em quais nós serão conectados enlaces interdomínio. A principal contribuição deste trabalho é o estudo de planejamento de enlaces interdomínio, com a proposta de um método para escolha de nós de borda (sistematização), com objetivo de diminuir a probabilidade de bloqueio interdomínio. A sistematização é baseada em estudos de resultados de algoritmo genético desenvolvido para o mesmo propósito e sua utilização diminui em até 42% o bloqueio interdomínio. Um algoritmo de alocação de banda também foi desenvolvido para redes multidomínio, que considera parâmetros da camada de rede e óptica para o cálculo de peso de enlaces para encontrar caminhos ópticos entre nós fonte e destino. Os resultados mostram diminuição de até 35% no bloqueio interdomínio com a modificação feita em algoritmo proposto na literatura. / The huge demand for traffic in last mile networks push the better utilization of backbone networks, which are used to transport large data rates in several domains (Autonomous Systems, ASs). With this growth, the topology complexity of interdomain links increases. Then, traffic routing and interconnection points of ASs (border nodes) are relevant questions for the performance of these networks, which are managed by several providers that can use distinct communications protocols. Thus, the interdomain routing presents challenges such as the decision on publishing or not the network´s parameters from ASs and how to deal with this issue in a global way, with new protocols and its specifications. For interconnection points between ASs, the points where interdomain links are connected are important for their performances, since they are responsible for all traffic exchange between distinct networks. This work considers opaque and translucent optical networks in a multidomain scenario with multigranular data rates. In this scenario a multidomain routing algorithm is studied and a network planning is developed, specifying the nodes where interdomain links are connected. The main contribution of this work is the planning of interdomain links, with the proposal of a method for border nodes selection (systematization), with the objective of decreasing the interdomain blocking probability. The systematization is based on the results from a genetic algorithm developed for the same purpose and its utilization decrease up to 42% of the interdomain blocking. A bandwidth allocation algorithm was also created for multidomain scenarios, that considers parameters from network and optical layer for the link weight calculation in order to find optimal paths. The results show a decreasing of up to 35% for interdomain blocking with a contribution based on literature\'s work.

A busca de sistemas de comunicação eficientes e econômicos é cada vez maior, principalmente com o aumento da demanda por tráfego e banda de transmissão. Conhecidas pela utilização eficiente de largura de banda, as redes ópticas de segmentação espectral flexível têm sido intensamente estudadas e são consideradas boas candidatas para a próxima geração de redes. Tais redes flexíveis utilizam formatos de modulação multinível e multiplexação multiportadora. Sistemas com alta capacidade de transmissão devem ser extremamente confiáveis, pois a falha em um dispositivo ou enlace da rede acarreta enorme perda de dados. Por isso, as técnicas de proteção e restauração do tráfego devem ser eficientes, de modo a garantir a sobrevivência da rede. Neste trabalho, foi desenvolvido um algoritmo capaz de lidar com cada requisição de conexão, encontrar um caminho óptico para transmissão e reservar outro caminho para recuperação do tráfego em caso de falha na rede. A seleção dos caminhos primário e de proteção utiliza a técnica smart-fit, que escolhe a solução com menor custo final, definido pela distância da rota percorrida somada ao custo do índice inicial da faixa espectral alocada, buscando equilibrar a escolha entre a posição no espectro e rota escolhida. Além disso, são definidos custos diferentes para slots de frequência livres e compartilhados, a fim de incentivar o compartilhamento espectral em caminhos de proteção. Dentre as técnicas de alocação espectral, a varredura com janela espectral varre o espectro em todos os enlaces da rota, slot por slot, em busca de uma faixa livre com tamanho suficiente para atender uma demanda. Neste trabalho, foi desenvolvida uma técnica chamada busca lógica, que lida simultaneamente com todos os enlaces da rota ao realizar operações lógicas com seus espectros. Em seguida, é realizada uma convolução entre a janela espectral, com tamanho da demanda, e o espectro resultante. A partir desse resultado, é possível saber as posições no espectro onde a demanda poderá ser alocada. Tal técnica, como será demonstrado, é mais veloz que a varredura com janela espectral. Para garantir a eficácia e confiabilidade do algoritmo, utilizando o software MATLAB, avaliou-se a probabilidade de bloqueio e probabilidade de bloqueio de banda, a fragmentação espectral média na rede, o grau de compartilhamento, a taxa de utilização espectral e a taxa de capacidade reservada. O algoritmo desenvolvido foi capaz de organizar o tráfego na rede de modo ordenado e pouco fragmentado, além de utilizar de maneira eficiente os recursos destinados à proteção. / The search for efficient and economical communication systems is increasing, especially with the increased demand for traffic and bandwidth transmission. The elastic optical networks, well known for their efficient using of bandwidth, have been thoroughly studied and are considered good candidates for the next generation networks. Such flexible networks use multilevel modulation formats and multicarrier multiplexing. Systems with high transmission capacity should be extremely reliable, as a failure in a device or link brings huge data loss. Therefore, traffic protection and restoration techniques should be efficient, to ensure network survivability. In this work, we propose an algorithm capable of managing each connection request, finding an optical path for transmission and a protection path to recover traffic in case of network failure. The selection of the primary and protection path uses the smart-fit technique, which chooses the solution with the lower final cost, defined by the route\'s distance plus the index\'s cost of the first slot of the allocated spectrum, in order to balance the choice between the position in the spectrum and the chosen route. In addition, different costs for free or shared frequency slots are defined, so as to encourage spectral sharing in protection paths. Among the spectrum allocation techniques, scanning with spectrum window scans the spectrum in all links of the route, slot by slot, searching for a free band large enough to meet the demand. In this work, we developed a new technique, called logical search, that simultaneously deals with all the links in the route, by performing logical operations with them. Then, a convolution is performed between a spectrum window, with the same size of the demand, and the resulting spectrum. From this result, it is possible to know all the positions in the spectrum where the demand may fit. This technique, as will be shown, is faster than the scan with spectrum window. To guarantee the efficiency and reliability of the algorithm, using the MATLAB software, we evaluated the blocking probability and bandwidth blocking probability, the average spectral fragmentation in the network, the shareability ratio, the spectral utilization ratio and the spare capacity ratio. The developed algorithm was able to organize the traffic in an orderly and less fragmented way, and use the protection resources efficiently.