Defesa de Doutorado de Pedro Mesquita Moura

Título do Trabalho
Roteamento e Alocação de Núcleo e Espectro em Redes Ópticas com Multiplexação por Divisão Espacial
Candidato(a)
Pedro Mesquita Moura
Nível
Doutorado
Data
Add to Calender 2019-08-28 00:00:00 2019-08-28 00:00:00 Defesa de Doutorado de Pedro Mesquita Moura Roteamento e Alocação de Núcleo e Espectro em Redes Ópticas com Multiplexação por Divisão Espacial Sala 85 do IC2 INSTITUTO DE COMPUTAÇÃO mauroesc@ic.unicamp.br America/Sao_Paulo public
Horário
09:00
Local
Sala 85 do IC2
Orientador(a)
Nelson Luis Saldanha da Fonseca
Banca Examinadora

* Titulares

Unidade/Instituição

Nelson Luis Saldanha da Fonseca

IC/UNICAMP

André Castelo Branco Soares

DC/UFPI

Gustavo Bittencourt Figueiredo

DCC/UFBA

Fábio Luiz Usberti

IC/UNICAMP

Edmundo Roberto Mauro Madeira

IC/UNICAMP

 

* Suplentes

Unidade/Instituição

Leandro Aparecido Villas

IC/UNICAMP

Darli Augusto de Arruda Mello

FEEC/UNICAMP

André Costa Drummond

UNB

Resumo

A capacidade de transmissão redes ópticas, que compõem o núcleo da Internet, deve ser otimizada para acompanhar o crescimento da demanda de tráfego gerada pelas aplicações modernas. Entretanto, possibilidades de otimização do uso do espectro em fibras mono núcleo estão se esgotando devido às limitações físicas. A fim de expandir a capacidade de transmissão, novos modelos de redes ópticas estão em desenvolvimento e, dentre eles, os mais promissores são os de redes ópticas com multiplexação espacial, que utilizam múltiplos modos ou núcleos em cada fibra para transmissões de forma paralela.

Para que ocorram transmissões nas redes ópticas com multiplexação espacial, é necessário o estabelecimento de caminhos ópticos por meio de seleção de rotas, núcleos e espectro óptico. Os algoritmos de roteamento e alocação de núcleo e espectro são responsáveis por esta tarefa e possuem complexidade maior do que os algoritmos tradicionais de roteamento para redes ópticas devido à introdução do domínio espacial.

Nesta Tese, são propostos cinco algoritmos de roteamento e alocação de núcleo e espectro que mantêm baixa a complexidade computacional através do emprego de algoritmos de processamento de imagens, para a identificação do espectro óptico disponível. São propostas também quatro políticas de alocação de espectro considerando interferência entre os núcleos das fibras na decisão.

O algoritmo de roteamento baseado em processamento de imagens é o fundamento dos demais propostos. A primeira extensão consiste de um algoritmo de roteamento com modulação adaptativa que estima o crosstalk para calcular a modulação com maior número de bits por símbolo possível para transmissão, diminuindo, assim, o bloqueio de requisições em até três ordens de grandeza. O algoritmo é estendido para realizar alocações multicaminho, quando não é possível realizar alocação em apenas um caminho, o que diminui o bloqueio de requisições em mais uma ordem de grandeza sem produzir variações significativas de atraso nos diferentes caminhos. Propõe-se, também, um mecanismo de eficiência energética, que computa o consumo energético das possíveis rotas, priorizando aquelas com menor consumo, o que aumenta a eficiência energética total da rede em até 16%. Por fim, um mecanismo de agregação de tráfego capaz de adiar a alocação de requisições para agrupá-las em lotes é empregado. Deste modo, os lotes demandam menos espectro, por meio da economia de bandas de guarda, reduzindo o bloqueio de requisições em até uma ordem de grandeza.