Uma das premissas fundamentais em redes fotônicas baseadas na tecnologia de multiplexação por comprimento de onda (WDM) é o controle dos caminhos ópticos. Um caminho óptico, ou caminho de luz, é uma conexão puramente óptica estabelecida entre dois nós da rede, que pode atravessar diversos nós intermediários. Para dar suporte eficiente à demanda exigida de uma rede WDM sobre a qual executam aplicações de alto desempenho, os caminhos ópticos devem ser estabelecidos e encerrados dinamicamente, de tal forma que as rotas e os comprimentos de onda escolhidos minimizem a probabilidade de ocorrência de bloqueios de conexão por falta de recursos disponíveis. O elemento central de uma rede WDM é o sistema que controla os comutadores ópticos, determina as rotas, aloca os comprimentos de onda, e estabelece, mantém e encerra as conexões ópticas entre os nós da rede. O objetivo deste trabalho é apresentar estratégias de roteamento e de atribuição de comprimentos de onda para redes fotônicas usando heurísticas baseadas em inteligência de enxame. Os resultados demonstram que as estratégias desenvolvidas apresentam baixa probabilidade de bloqueio de requisições e buscam, sempre que possível, os caminhos de menor custo. As estratégias desenvolvidas levam em conta o dinamismo da rede, sendo as decisões de caminho baseadas em dados atualizados em cada nó da rede em tempo real, sem a necessidade do conhecimento global do estado da rede em cada nó. / A fundamental aspect of photonic networks based on wavelength division multiplexing (WDM) technology is the control of optical paths. An optical path, or lightpath, is a purely optical connection established between two network nodes, which can pass through several intermediate nodes. To efficiently support the demands required from a WDM network that runs high performance applications, the optical paths should be established and finished dynamically, in such a way that the selected routes and wavelengths tend to minimize the blocking probability due to the lack of available resources. The central element of a WDM network is the system that controls the optical switches, determines routes, allocates the wavelengths, and establishes, maintains and finishes connections between optical network nodes. The purpose is to present strategies for routing and wavelength assignment over photonic networks using heuristics based on swarm intelligence. Results show that the developed strategies exhibit low blocking probability of requests and find the paths of minimum cost whenever possible. The strategies developed take into account the dynamics of the network, and decisions are based on updated data at each network node in real time without the need of a complete knowledge of network state at each node.

Uma das premissas fundamentais em redes fotônicas baseadas na tecnologia de multiplexação por comprimento de onda (WDM) é o controle dos caminhos ópticos. Um caminho óptico, ou caminho de luz, é uma conexão puramente óptica estabelecida entre dois nós da rede, que pode atravessar diversos nós intermediários. Para dar suporte eficiente à demanda exigida de uma rede WDM sobre a qual executam aplicações de alto desempenho, os caminhos ópticos devem ser estabelecidos e encerrados dinamicamente, de tal forma que as rotas e os comprimentos de onda escolhidos minimizem a probabilidade de ocorrência de bloqueios de conexão por falta de recursos disponíveis. O elemento central de uma rede WDM é o sistema que controla os comutadores ópticos, determina as rotas, aloca os comprimentos de onda, e estabelece, mantém e encerra as conexões ópticas entre os nós da rede. O objetivo deste trabalho é apresentar estratégias de roteamento e de atribuição de comprimentos de onda para redes fotônicas usando heurísticas baseadas em inteligência de enxame. Os resultados demonstram que as estratégias desenvolvidas apresentam baixa probabilidade de bloqueio de requisições e buscam, sempre que possível, os caminhos de menor custo. As estratégias desenvolvidas levam em conta o dinamismo da rede, sendo as decisões de caminho baseadas em dados atualizados em cada nó da rede em tempo real, sem a necessidade do conhecimento global do estado da rede em cada nó. / A fundamental aspect of photonic networks based on wavelength division multiplexing (WDM) technology is the control of optical paths. An optical path, or lightpath, is a purely optical connection established between two network nodes, which can pass through several intermediate nodes. To efficiently support the demands required from a WDM network that runs high performance applications, the optical paths should be established and finished dynamically, in such a way that the selected routes and wavelengths tend to minimize the blocking probability due to the lack of available resources. The central element of a WDM network is the system that controls the optical switches, determines routes, allocates the wavelengths, and establishes, maintains and finishes connections between optical network nodes. The purpose is to present strategies for routing and wavelength assignment over photonic networks using heuristics based on swarm intelligence. Results show that the developed strategies exhibit low blocking probability of requests and find the paths of minimum cost whenever possible. The strategies developed take into account the dynamics of the network, and decisions are based on updated data at each network node in real time without the need of a complete knowledge of network state at each node.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:36:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2456764 bytes, checksum: 4ac348983da5718e79b705aa01b9aa0a (MD5) Previous issue date: 2014-08-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This dissertation proposes two new algorithms for routing and wavelength allocation EA-RWA (Energy Aware Routing and Wavelength Assigment) and IEA-RWA (Impairment and Energy Aware Routing and Wavelength Assigment). The algorithms have the characteristic, improve energy efficiency in dynamic transparent optical networks, the first being simpler, because it does not care about the imperfections of the physical layer. The EA-RWA is compared with a traditional RWA / classic that does not take into account at the time of admission of the physical layer connections restrictions nor energy consumption algorithm. Have the IEA-RWA is compared with a RWA algorithm that takes into account the constraints (IA-RWA) physical layer. Numerical simulations show that the IEA-RWA performs better in many aspects / Esta dissertação propõe dois novos algoritmos de roteamento e alocação de comprimento de onda, a saber, o EA-RWA (Energy Aware Routing and Wavelength Assigment) e o IEA-RWA (Impairment and Energy Aware Routing and Wavelength Assigment). Os algoritmos terão como característica, melhorar a eficiência energética em redes ópticas transparentes dinâmicas, sendo o primeiro mais simples, pois não se preocupa com as imperfeições da camada física. O EA-RWA é comparado com um algoritmo RWA tradicional/clássico que não leva em conta, no momento de admissão de conexões, restrições da camada física e nem consumo de energia. Já o IEA-RWA é comparado com um algoritmo RWA que leva em conta restrições da camada física (IA-RWA). As simulações numéricas mostram que o IEA-RWA apresenta melhor desempenho em vários aspectos