Requerimientos de Qos en la Asignación Óptima de Lightpath

Abstract

El intenso tráfico generado por aplicaciones en redes de alto desempeño, hace que la utilización de fibras ópticas (FO) sea un imperativo. La transmisión en redes de FO con la mutiplexación por división de longitud de onda ha contribuido al aumento de la capacidad de ancho de banda utilizable. Se espera además un óptimo desempeño con la selección de lightpath mediante algoritmos especializados en las tareas de enrutamiento y Asignación de longitudes de onda (Routing and Wavelength Assignment – RWA). Desde el punto de vista de la Calidad de Servicio (QoS) en redes ópticas se introducen algunas formas de recuperación y/o protección ante caídas eventuales en los enlaces, por medio de asignación de lightpaths alternativos a los ya existentes, los cuales pueden ser compartidos o dedicados dependiendo del QoS. Se propone una solución basada en Algoritmos Evolutivos MultiObjetivos (MultiObjective Evolutionary Algorihtms – MOEAs), específicamente el SPEA y el NSGA-II para la asignación óptima de lightpaths con requerimientos de QoS en redes WDM con capacidad de recuperación, y minimizar el número de conversiones de longitudes de onda (wavelength conversion) y la cantidad de saltos en forma simultánea (hop count) con requerimientos de QoS. Resultados experimentales muestran el desempeño de los algoritmos en situaciones con diversos grados de complejidad, desde poca carga hasta el límite de utilización extrema de recursos.

The intense traffic originated by applications in high performance networks forces the adoption of optical fibers transmission systems. Communications in optical networks along with wavelength-division multiplexing (WDM) technology, has contributed to increase available bandwidth. Suitable selections of lightpaths are expected with the utilization of Algorithms designed specifically for Routing and Wavelength Assignment (RWA). From the perspective of Quality of Service (QoS) in an all-optical network, the need for survivability and protection under eventually failure of a link could be expressed as a restoration path and a dedicated or shared path, according to the QoS of the request. This paper presents a version of Evolutionary Algorithms based on the Strength Pareto Evolutionary Algorithm – SPEA, and the Elitist Non-dominate Sorting Genetic Algorithm II – NSGA-II, for the optimal assignation of lightpath in survivable WDM networks. These two algorithms simultaneously minimized the wavelength conversion and the hop count for a set of given demand, considering QoS and wavelength constraint. Experiments carried out indicate the performance level of the proposed algorithms under different environmental situations, from low resources load to very high resources utilization.