Αρχιτεκτονικές Και Πρωτόκολλα Οπτικών Δικτύων Με Έμφαση Στα Δίκτυα Wdm Μεταγωγής Ριπών

Abstract

Ο κυριότερος στόχος της διατριβής είναι η πρόταση μίας καινοτόμας αρχιτεκτονικής οπτικών δικτύων κορμού WDM μεταγωγής ριπών, καθώς και των πρωτοκόλλων που τη συνοδεύουν. Η νέα αυτή προσέγγιση έρχεται να δώσει λύσεις στα προβλήματα που εμφανίζουν οι ήδη υπάρχουσες προτάσεις στον τομέα αυτό. Πιο συγκεκριμένα, τα οπτικά δίκτυα κορμού μεταγωγής ριπών, αν και είναι σχεδιασμένα για να συμβιβάσουν την αυξανόμενη εκρηκτικότητα της κίνησης με τη διαθέσιμη οπτική τεχνολογία, παρουσιάζουν πολύ υψηλά ποσοστά απωλειών ακόμα και σε πολύ χαμηλά φορτία δικτύου, καθώς και υψηλό βαθμό πολυπλοκότητας και κόστους. Η προτεινόμενη προσέγγιση αποτελεί μία εξαιρετικά αποδοτική και εφαρμόσιμη λύση. Η βασική ιδέα έγκειται στην εκμετάλλευση της διαθέσιμής ηλεκτρονικής ενταμίευσης στους ακραίους κόμβους του οπτικού δικτύου και η αποδοχή μίας ελεγχόμενης αύξησης στην καθυστέρηση. Χρησιμοποιώντας την έννοια των χρονοσχισμών και κάνοντας χρήση παραλληλισμένων διμερών δεσμεύσεων και ενός έξυπνου μηχανισμού χρονοδρομολόγησης, το σύστημα αυτό καταργεί τις απώλειες (εκτός από αυτές που οφείλονται σε υπερχείλιση των ακραίων ηλεκτρονικών ενταμιευτών), αλλά ταυτόχρονα εξασφαλίζει χαρακτηριστικά που ευνοούν την ποιότητα των υπηρεσιών. Οι διάφορες πτυχές του προτεινόμενου συστήματος αναλύονται σε βάθος και η βελτιωμένη απόδοσή του αποδεικνύεται με τη βοήθεια προσομοιώσεων σε υπολογιστή, αλλά και με τη χρήση μαθηματικής μοντελοποίησης. Καθώς η προαναφερθείσα πρόταση αναφέρεται σε δίκτυα περιορισμένης χωρικής έκτασης, προτείνεται επιπλέον και μία αρχιτεκτονική η οποία υλοποιεί κατανεμημένη, αμιγώς οπτική μεταγωγή του φορτίου, διαιρώντας το δίκτυο κορμού σε ένα πλήθος περιφερειών ή ομάδων περιορισμένης γεωγραφικής έκτασης, μέσα στις οποίες παραδοσιακά σχήματα διμερούς δέσμευσης πόρων, αποκτούν νόημα. Έτσι, μέσα σε κάθε τέτοια ομάδα οι απώλειες εξαλείφονται, ενώ κίνηση από πολλούς κόμβους μπορεί να συσσωματωθεί σε ριπές, βελτιώνοντας την απόδοση του δικτύου. Η χωρίς απώλειες συγκέντρωση της κίνησης από αρκετούς κόμβους κορμού επιτρέπει τη χρήση συμφέρουσας μεταφοράς χωρίς ενταμίευση μεταξύ των περιφερειών, σε συνδυασμό με τη χρήση ηλεκτρονικής ενταμίευσης στην περιφέρεια του συστήματος. Το τελικό αποτέλεσμα είναι μία τριπλή βελτίωση, στις πιθανότητες απωλειών, στην απόδοση και στο κόστος. Τέλος, ένας ακόμα στόχος της διατριβής είναι η πρόταση μίας νέας τεχνικής για συγκέντρωση κίνησης σε οπτικά δίκτυα κορμού μεταγωγής ριπών καθώς και η αναλυτική μοντελοποίηση αυτής. Η σημασία των μηχανισμών αυτών είναι γενικά ζωτική για την αποδοτική λειτουργία των δικτύων κορμού, καθώς επηρεάζουν σημαντικές παραμέτρους, όπως η καθυστέρηση και η χρησιμοποίηση των πόρων του δικτύου. Η προτεινόμενη μέθοδος καταφέρνει να εξασφαλίζει την ποιότητα υπηρεσίας απαιτητικών μορφών κίνησης, διατηρώντας παράλληλα τη χρησιμοποίηση σε υψηλά επίπεδα.