Estratégia de projeto de atribuição de comprimento de onda com restrição de camada física em redes WDM

O sistema WDM (Wavelength Division Multiplexing) é considerado como uma tecnologia madura para ser usada no backbone de redes ópticas. Entretanto, encontrar uma solução ótima para o algoritmo de atribuição de comprimento de onda no projeto e operação destas redes, ainda é uma questão em aberto. A pesquisa realizada nesta tese aborda os principais aspectos relacionados ao processo de atribuição de comprimento de onda em sistemas WDM, e como resultado foi proposta uma metodologia que minimiza a degradação do sinal óptico gerada pela modulação de fase cruzada (XPM – Cross-Phase Modulation). Esta proposta é composta por uma metodologia híbrida baseada em Coloração de Grafo e Algoritmo Genético (AG), sendo que o primeiro tem a função de reduzir o número de comprimentos de onda necessários para atender a matriz de tráfego (que é fornecida a priori) e o último tem a função de encontrar a ordem de ativação de canais na grade de comprimentos de onda, com o objetivo de reduzir o efeito XPM. A proposta foi comparada com o algoritmo First-Fit em diferentes cenários e topologias de redes, e demonstrou uma considerável redução na probabilidade de bloqueio.

ABSTRACT: The system based on Wavelength Division Multiplex (WDM) has been considered as a mature technology to be used in the backbone of optical networks. However, finding an optical solution for Routing and Wavelength Assignment (RWA) algorithm in the design and operation of the networks remains an open issue. The research conducted in this thesis, addresses the main issues regarding the process of Wavelength Assignment (RWA) in WDM systems, and as result a methodology that minimizes the degradation of the optical signal generated by Cross-Phase Modulation (XPM), has been proposed. This proposal consists of a hybrid methodology based on Graph-Coloring and Genetic Algorithm (GA), where the first has the function of reducing the number of necessary wavelengths to meet the traffic matrix (known a priori), and the latter will find the cannels activation order on the wavelengths grid with the aim of reducing the XPM effect. This proposal was compared with the First-Fit algorithm in different scenarios and network topologies, and has shown a significant reduction in blocking probability.