Δρομολόγηση και ανάθεση μήκους κύματος για οικολογικά οπτικά δίκτυα
Creators: name: Πλίτσης, Γεώργιος Αθανασίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2013
Subjects: Ενεργειακή απόδοση
Δίκτυα δρομολόγησης μήκους κύματος
Δρομολόγηση και ανάθεση μήκους κύματος
Power efficiency
Wavelength routed networks
Routing and wavelength assignment

description: Αντικείμενο αυτής της εργασίας είναι η μελέτη της μείωσης της κατανάλωσης ενέργειας των δικτύων δρομολόγησης μήκους κύματος με τη χρήση αλγορίθμων που λαμβάνουν υπόψιν την κατανάλωση ισχύος ενώ το επίπεδο ποιότητας υπηρεσίας παραμένει σταθερό. Παρουσιάζεται η αρχιτεκτονική κόμβων οπτικών δικτύων, και μη, ειδικά για χρήση πολυπλεξίας μήκους κύματος και πώς επηρεάζει την κατανάλωση ενέργειας. Περιγράφονται στοιχεία οπτικών δικτύων και μοντέλα κατανάλωσης ισχύος τους. Διατυπώνεται μαθηματικά το πρόβλημα ενεργειακά αποδοτικής επιλογής των συνδέσμων οπτικού δικτύου, του οποίου η τοποθεσία των κόμβων είναι δεδομένη, με μορφή ακέραιου γραμμικού προγραμματισμού και μη, αναλύονται ευριστικός αλγόριθμος επίλυσης, και άλλοι βοηθητικοί αλγόριθμοι. Γίνεται μία εισαγωγή στην υλοποίηση στο πλαίσιο προσομοίωσης διακριτών γεγονότων δικτύων με χρήση τμηματικού και αντικειμενοστραφούς προγραμματισμού OMNET++. Παρουσιάζεται η δρομολόγηση και ανάθεση μήκους κύματος (RWA) με σκοπό τη βελτίωση της ενεργειακή απόδοσης, και διάφοροι αλγόριθμοι RWA για αυτό το σκοπό. Δίνονται αποτελέσματα προσομοιώσεων μικρής, μεσαίας και μεγάλης διάρκειας και μελετάται η απόδοση των προαναφερθέντων αλγόριθμων για δυναμικές αιτήσεις δέσμευσης σε δίκτυο δρομολόγησης μήκους κύματος αυστηρώς διαφανές χωρίς δυνατότητα μετατροπής μήκους κύματος με πολλαπλές ίνες ανά σύνδεσμο κυρίως ως προς τη βελτίωση της ενεργειακής αποδοτικότητας. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι περαιτέρω μείωση της κατανάλωσης ενέργειας είναι δυνατή με χρήση απλών, αλλά και πιο πολύπλοκων, δυναμικούς RWA αλγορίθμων.
description: The purpose of this thesis is to study the potential of power aware algorithms to minimize energy consumption in wavelength routed networks without affecting the quality of service. The architecture of optical network nodes is presented and especially wavelength division multiplexing networks and how it affects power consumption. Elements of optical networks and their power consumption models are described. A mathematical formulation of choosing links in an optical network with given node coordinates to improve power efficiency in the form of integer linear/nonlinear programming is provided, accompanied by a heuristic solution and other supplementary algorithms. Also, aspects of the implementation in the object oriented modular discrete event network simulation framework OMNeT++ are introduced. Τhe power-aware routing and wavelength assignment (RWA) problem is presented together with various power-aware RWA algorithms. Simulation results of short, medium and long duration are given and their performance, mainly the effect on the network power efficiency, of the aforementioned algorithms is studied in a dynamic lightpath establishment scenario in a strictly transparent wavelength routed network without wavelength converters using multi-fiber links. The results show that the power consumption can be further reduced with the help of simple, but also more complex, dynamic RWA algorithms.