Availability modeling of multi-service all-optical transmission network

doctoral thesis

• Title (croatian): Modeliranje raspoloživosti višeuslužne sveoptičke prijenosne mreže
• Author: Robert Inkret
• Mentor: Branko Mikac (mentor)
• Mentor: Michael John O'Mahony (komentor)
• Committee member: Mladen Kos (član povjerenstva)
• Committee member: Branko Mikac (član povjerenstva)
• Committee member: Michael John O'Mahony (član povjerenstva)
• Committee member: Vjekoslav Sinković (član povjerenstva)
• Committee member: Vlasta Hudek (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Electrical Engineering and Computing; (Department of Telecommunications); Zagreb
• Defense date and country: 2004-06-07, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Electrical Engineering; Telecommunications and Informatics
• Universal decimal classification (UDC): 621.3 - Electrical engineering ; 654 - Telecommunication and telecontrol

Abstract

The objective of the thesis is to analyze optical transport network architectures in terms of their ability to survive failures. Architectures are classified according to three paradigms; switching, topological and protection and restoration. The thesis proposes optical network architecture based on the premise that the provisioning of the fundamental service classes, circuit and packet switched, will be moved to the optical layer. Generic node structure for the proposed optical network architecture is presented with its functional elements and interfaces. The thesis presents generic availability modeling procedure that consist of modeling of an optical network and its corresponding transport entities, and creating of related availability structure. Further on, availability calculation techniques, analytical and simulation are used to evaluate availability performance. The procedure takes also into account complex dependencies between network entities failures. Availability models for optical circuit and packet switching paradigms are presented. Design procedures are used to create model of optical transport network. Procedures are based on the application of generic heuristic search techniques, such as Genetic Algorithms, Simulated Annealing and Tabu Search. The thesis describes object orient framework Nyx aimed at fast creation of design and optimization procedures. The thesis presents in detail an application of the Nyx to the design of a network employing p-cycle topological paradigm. The presented availability modeling procedures are applied in the availability analysis. COST 266 case study topologies are used. Results for the optical circuit switched, mesh and p-cycle, and packet switched architectures are presented. Sensitivity analysis of the availability for the circuit and packet switched architectures is performed.

Abstract (croatian)

U disertaciji su analizirane arhitekture optičkih transportnih mreža s ciljem mogućnosti njihova preživljavanja u slučaju kvara. Arhitekture se klasificiraju prema tri paradigme; prospajanje, topologija, te zaštita i obnavljanje. Predlaže se arhitektura optičke mreže zasnovana na pretpostavci da će pružanje osnovnih klasa usluga komutacije kanala i paketa migrirati u optički sloj. Opisana je generička struktura čvora za predloženu arhitekturu optičke mreže s funkcijskim elementima i sučeljima. Opisuje se generički postupak modeliranja raspoloživosti koji se sastoji od modeliranja optičke mreže i odgovarajućih transportnih entiteta, te kreiranja pripadne strukture raspoloživosti. U sljedećem se koraku koriste analitičke i simulacijske tehnike za proračun raspoloživosti. Postupak uzima u obzir složene zavisnosti između kvarova mrežnih entiteta. Opisani su modeli raspoloživosti za paradigme optičke komutacije kanala i paketa. Postupci za oblikovanje programskog modela optičke prijenosne mreže zasnovani su na primjeni općenitih heurističkih tehnika pretraživanja, poput genetičkih algoritama, simuliranog taljenja, odnosno tabu pretraživanja. Opisuje se objektno orijentirano okruženje Nyx, namijenjeno brzom stvaranju postupaka oblikovanja i optimizacije. Detaljno se opisuje primjena Nyx-a na problem optimalnog oblikovanja optičke mreže s „p-cycle“ topološkom paradigmom. Predstavljeni postupci modeliranja raspoloživosti primijenjeni su u analizi raspoloživosti mrežnih topologija razvijenih unutar projekta Europske Unije COST 266. Prikazani su rezultati analize za arhitekture s komutacijom kanala, „mesh“ i „p-cycle“, te arhitekture s optičkom komutacijom paketa. Provedena je analiza raspoloživosti na primjerima optičkih mreža s komutacijom kanala i paketa.

• Keywords: All-optical network; photonic network; availability; p-cycle; network design; heuristic search techniques; sensitivity analysis
• Keywords (croatian): Sveoptička mreža; fotonička mreža; raspoloživost; p-cycle; oblikovanje mreža; heurističke tehnike pretraživanja; analiza osjetljivosti
• Language: english
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:213034
• Study programme: Title: Doctoral study programme "Electrical Engineering and Computing"; Study programme type: university; Study level: postgraduate; Academic / professional title: doktor/doktorica znanosti, po-dručje tehničkih znanosti (doktor/doktorica znanosti, po-dručje tehničkih znanosti)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Closed access
• Created on: 2019-06-06 11:00:43