Analyse et optimisation d'une nouvelle architecture de réseau optique futuriste. (Analysis and optimization of a new futuristic optical network architecture)

La demande en debit dans les reseaux augmente en raison de la croissance continue de trafic mondial et l'emergence de nouveaux services avec des exigences de plus en plus elevees. Dans ce contexte, la capacite du reseau devrait etre augmente tout en prenant en compte la consommation energetique, son cout de construction et de maintenance. La combinaison des reseaux optiques avec un traitement oriente paquet pourrait repondre avantageusement a ces exigences. Cependant, a cause de l’absence de memoire tout optique pratique, la commutation de paquets est le plus souvent executee electriquement rendant l'architecture plus cher et moins performante.De ce fait, dans le cadre du projet ANR/N-GREEN, une nouvelle architecture de commutateur/routeur, qui apporte des solutions a ces contraintes, a ete proposee par une equipe de recherche a Nokia Bell Labs. L'architecture a ete concu pour repondre aux exigences strictes de 5G telle qu'un delai de bout en bout de mois de 10μs, mais aussi pour repondre a l'augmentation des trafics prevue specialement dans la partie metropolitaine de reseau(MAN). Dans le cadre de cette these, nous nous sommes interesses a l'analyse et l'amelioration des performances de cette nouvelle architecture de noeud quand elle est utilise dans la partie metro de reseau. En effet, considerons cette partie, un reseau en anneau a commutation de slot optique OSS(Optical slot Switching), combinant la flexibilite, la mise a l'echelle de la technique de commutation de slot avec les avantages de la topologie en anneau promettraient une bonne solution pour les reseaux MAN du futur. Cette nouvelle architecture offre des fonctions intelligentes, avec un cout moins eleve en optimisant le type/nombre des composants utilises. Le rendant ainsi un bon candidat pouvant remplacer les architectures optoelectroniques existantes telles que Ethernet ou d'autres architectures prometteuses proposees dans la litterature telle que POADM (Paquet Optical Add Drop Multexplwing) ou TWIIN (Time-domaine Wavelength Interleaved Networking (TWIN). L'element fondamental du reseau est le WSADM (Wavelenght Slotted Add Drop Muliptexer) qui est implemente a l'interieur des noeuds des reseaux. Ceci permet de garantir la transparence optique et donc une commutation plus rapide et une reduction de consommation energetique.Dans cette these, nous avons analyse les performances en matiere de delais d'acces et d'efficacite d'utilisation des ressources d'un reseau en anneau compose d'un certain nombre de noeuds NGREEN. Les resultas preliminaires montrent que le reseau est surdimonsionne provoquant ainsi une large valeur de latence et une degradation des performances sous certaines conditions telle que des modeles des trafics complexes. Afin d'adapter l'architecture aux differents types de trafics, nous avons utilise quelques methodes d'optimisation telle que Nelder Mead Simplex calculant ainsi les valeurs optimales des timers (temps d'attente moyen d'un paquet avant d'etre insere dans l'anneau optique). Trois differents modeles de trafics ont ete consideres dans cette etude: outre que le modele le plus connue Poisson, on a considere deux modeles bases sur des traces de trafic reel deduite a partir de trace de CAIDA.En ayant recours aux regulateurs mono boucles, nous avons essaye par la suite de trouver un moyen afin d'auto-adapter les reseaux aux changements constants des trafics. Comme on parle d’une adaptation constante de la strategie dans des conditions bruyantes, nous avons propose un modele de trafic tres variable, beaucoup plus variable que celui tire de trace CAIDA compose d'un ou plusieurs generateur de trafics differents. En observant l'effet de changement de frequence de l’un des coefficients qui reagissent sur la strategie de transmission des paquets sur les performances momentanees du reseau; nous avons essaye de deduire une relation entre ces deux parametres.