Ruteamiento en redes ópticas WDM

Yanko ArévaloEvandry Ramos

Conceptos• WDM: Esquema en el que se modulan varias portadoras a

distinta longitud de onda con distintas tramas de información.

• Light path: Camino de comunicación óptica entre un par fuente-destino. Puede abarcar múltiples conexiones de fibra.

• Single-hop: Cada nodo está conectado directamente a todos los otros nodos de la red

• Multi-hop: Los nodos están conectados parcialmente, por lo que una señal óptica debe ejecutar varios saltos antes de llegar a su destino.

Problema

• Dada una topología física de red WDM (incluyendo las caracteristicas de cada enlace) y un conjunto fuente/destino:

• Asignar la ruta: Escoger la ruta para cada light path de la red.

• Asignar la longitud de onda: Escoger la longitud de onda para cada light path.

• Estos problemas pueden resolverse juntos (RWA) o separadamente (R+WA).

Requisitos de enrutamiento

• La información debe llegar correctamente

• Soluciones sencillas

• Sistema robusto

• Estable

• Igual para todos los usuarios

• Corrección rapida

• Escalabilidad

Metodos Heurísticos de Enrutamiento

- Greedy-EDP-RWA: Aborda ambos problemas simultáneamente. En cada iteración se selecciona un subconjunto de pares de nodos a los cuales se les calcula una ruta de tramos disjuntos del enlace, a los cuales se les asigna una misma longitud de onda y se hace lo mismo con los restantes pares de nodos.

- PCP (Participon Coloring Problem): Primero a cada par fuente-destino se le asignan varias rutas, después se asigna a cada par fuente-destino una ruta previamente calculada y una longitud de onda. El PCP consiste en asignar una ruta y un color (longitud de onda) para cada par de nodos.

Metodos Heurísticos de Enrutamiento(cont.)

- Tabu Search: A cada par de nodos se le asigna más de una ruta, luego se asigna a cada par una ruta y una longitud de onda mediante búsqueda Tabú: A partir de una solución inicial y en cada iteración se escogen caminos etiquetados y longitudes de onda aleatorias, intentando minimizar el número de longitudes de onda.

- Skorin-Kapov: Se toma un par de nodos a unir, se busca la ruta más corta y se le asigna una longitud de onda, luego, si se puede unir otro par de nodos con las aristas restantes, se les asigna la misma longitud de onda. Las rutas con la misma longitud de onda no comparten aristas.

Asignación de ruta

• Enrutamiento éstatico.

• Los requerimientos conocidos.

• Enrutamiento dinámico.

• Los requerimientos se atienden con cada conexión.

Ruteo Dinámico R+WARouting Wavelenght

• Adaptative Routing

• Adaptative Shortest Cost Path

• Adaptative Least Cost Path

• First Fit

• Random Fit

• Least Used/SPREAD

• Most Used/SPREAD

•Fixed Routing

•Fixed Alternate Routing

•Adaptative Routing

- Adaptative Shortest Cost Path

- Adaptative Least Congested Path

• First Fit

• Random

• Least Used/SPREAD

• Most Used/PACK

Asignación de ruta

Asignación de longitud de

onda

R+WA

Asignación de ruta R+WA

• Fixed Routing: Técnica de ruteo en la que a cada par fuente-destino se le asigna una única ruta. Si no está disponible la ruta designada, se bloquea la transmisión.

Asignación de ruta R+WA

• Fixed Alternate Routing: A cada par fuente-destino se le asigna un conjunto de rutas.

Asignación de ruta R+WA

• Adaptative Routing: Las rutas se asignan dinámicamente con el estado actual de la red, realización on line, este método tiene baja probabilidad de bloqueo, es tolerante a fallas, pero requiere mucho control y soporte.

Asignación de ruta R+WA

- Adaptative Shortest Cost Path: Se escogen rutas más cortas.

- Adaptative Least Congested Path: Se escogen ruta menos congestionadas.

Asignación de longitud de onda R+WA

• First Fit: Se les asigna un orden a las longitudes de onda, luego se asigna la primera, siguiendo el orden, que esté disponible. Algoritmo muy usado debido al bajo costo computacional que presenta y a la baja carga de la red.

Asignación de longitud de onda R+WA

• Random: Se asigna una longitud de onda utilizando probabilidad uniforme, necesita la información de las longitudes de onda respecto al enlace.

Asignación de longitud de onda R+WA

• Least Used/SPREAD (LU) y Most Used/PACK (MU): Se busca el equilibrio de cargas entre enlaces. LU busca la longitud de onda menos usada, fragmentandola y MU busca la más usada, sin fragmentarla.

• AUR-E

• AUR-F

• AUR-S

• AUR-R

• AUR-P

• Ant Colony

• Genetic Algorithm

• Learning Automata

Adaptative Unconstrained

Routing

Soft Computing

RWA

Adaptative Unconstrained Routing• Separa la red en grafos, uno por cada longitud de onda. Dependiendo del tipo de AUR, es la

acción a realizar

• AUR-Exhaustive:

• En cada grafo busca el camino más corto.

• Asigna el ligthpath en la longitud de onda que tenga la menor cantidad de hops.

• AUR-PACK:

• Busca primero en las longitudes de onda más usadas.

• AUR-SPREAD:

• Busca primero en las longitudes de onda menos usadas.

• AUR-RANDOM:

• Busca en una longitud de onda cualquiera.

• AUR-FIXED:

• Busca en un orden pre-establecido.

Ejemplo Adaptative Unconstrained Routing

Ejemplo AUR

Soft Computing

• Algoritmos que tienden a la solución optima por medio de procesos que se asemejan a los biológicos.

Ant Colony

Genetic algorithm

Se crea una población de rutas desde un nodo fuente a uno destino.

Se evalúa el costo de la ruta (distancia y lambdas (λ) disponibles).

Se examinan pares de rutas que tengan nodos comunes y se aumenta la población al doble.

Se toma un nodo de una ruta y nodo a mutar (conectados) para mejorar la aptitud.

Limites de comparación

• Límite analítico.

• Se liberan todas las restricciones sobre la red, y se calcula teóricamente cuales serán las probabilidades de bloqueo.

• Límite Heurístico.

• Se impone la condición de continuidad de longitud de onda. Sin embargo, dado una petición, se pueden reasignar los lightpaths mientras están en uso

Bibliografía

• Routing and Wavelenght Assignment

• http://en.wikipedia.org/wiki/Routing_and_wavelength_assignment

• Ahmed Mokhtar, Murat Azizofjknfvbjkdvhjkdz

• Presentación Ruteamiento en Redes WDM: Vergello Cricencio - Andrés Llico.

• Presentación (Asignatura redes WDM) Asignación de recursos en redes WDM dinámicas: Patricio Olivares - Diego Acevedo.

• agarawal

Preguntas

Gracias.