Eficiência energética em redes ópticas elásticas

Abstract

Com o crescimento da Internet e o advento das aplicações emergentes, o consumo energético das redes de núcleo vem ganhando maior destaque na academia e na indústria. O surgimento das Redes Ópticas Elásticas (Elastic Optical Networks – EON) trouxe novas concepções nas operações das redes de núcleo, melhorando sua flexibilidade e eficiência no uso dos recursos. Suas características proporcionam uma maior versatilidade e escalabilidade na alocação do espectro. Tendo em vista que o consumo energético é um fator que está ganhando relevância especial no planejamento e na operação das redes de núcleo, esta Tese dedica-se ao estudo da eficiência energética nas EONs apresentando suas características, modelo de consumo energético e as principais linhas de pesquisa encontradas na literatura sobre eficiência energética em EON. Para isso, propõem-se três estudos que abordam diferentes aspectos relativos à eficiência energética em EON. O primeiro estudo, apresenta uma solução para o problema de roteamento e alocação de espectro com modulação adaptativa (Routing, Modulation Level, and Spectrum Allocation – RMLSA) em EONs translúcidas. Propõe-se um esquema de modulação adaptativa, acoplável a qualquer algoritmo de alocação de espectro EON, que promove eficiência energética através do uso de níveis de modulação mais eficientes. No segundo estudo, uma nova perspectiva para o problema RMLSA é investigada explorando técnicas de agregação de tráfego elétrica e óptica para EONs. Propõe-se um modelo de programação linear inteira que leva em consideração todas as características da arquitetura EON e técnicas de engenharia de tráfego para resolver o problema RMLSA dinâmico com eficiência energética. Por fim, o último estudo, apresenta um algoritmo heurístico para resolução do problema RMLSA translúcido dinâmico com técnicas de agregação de tráfego. A proposta baseia-se em um modelo de grafo auxiliar que melhora o consumo de energia da rede através de políticas de engenharia de tráfego inovadoras. Os resultados obtidos nos estudos apresentados, garantem uma redução significativa na taxa de bloqueio para diversas soluções RMLSA da literatura sem comprometer a eficiência energética da rede.