ESTRATÉGIAS PARA ALOCAÇÃO DE RECURSOS EM REDES ÓPTICAS ELÁSTICAS CONSIDERANDO AS PENALIDADES DA CAMADA FÍSICA.
Atribuição de espectro, atribuição de potência, penalidades da camada física, redes ópticas elásticas.
As Redes Ópticas Elásticas (EONs – Elastic Optical Networks) são cruciais para atender à crescente demanda por largura de banda, oferecendo flexibilidade na alocação de espectro e modulação. No entanto, enfrentam desafios como a degradação da qualidade da transmissão (QoT - Quality of Transmission) e aumento da probabilidade de bloqueio (PB) devido ao tráfego intenso e ruídos não lineares. Estratégias avançadas de alocação de recursos são fundamentais para otimizar o uso do espectro, lidar com tráfego dinâmico, suportar serviços diversos, reduzir custos e aumentar a confiabilidade do sistema. Neste contexto, a potência de lançamento da luz na fibra óptica é crucial para equilibrar a eficiência espectral e os efeitos das não linearidades, pois, em potências baixas, o sinal sofre degradação pela amplificação do ruído ASE, enquanto potências altas intensificam efeitos não lineares, como mistura de quatro ondas, auto-interferência do canal e interferência cruzada entre canais, que distorcem o sinal e limitam a transmissão. O ponto ideal de potência maximiza a relação sinal-ruído óptico (OSNR - optical signal-to-noise ratio) sem exacerbar as não linearidades, sendo essencial para sistemas que utilizam modulações avançadas, que exigem alta OSNR. Diante desse cenário, esta Tese de Doutorado visa contribuir para o avanço dessa tecnologia, propondo estratégias que busquem melhorar o desempenho das redes ópticas elásticas em termos de PB, com ênfase na melhoria da QoT por meio da atribuição de potência, visando à redução das penalidades da camada física e o uso eficiente do espectro. Para isso, são propostas duas abordagens de alocação de recursos: (1) P-MSCL (Power and Min Slot-Continuity Capacity Loss - potência e perda mínima de capacidade de continuidade de slot): Essa abordagem atribui a potência como um percentual da margem entre a OSNR mínima e máxima, com o objetivo de alcançar a melhor QoT possível, melhorar a eficiência espectral e reduzir a fragmentação, minimizando a perda de continuidade de capacidade de slots. (2) MO-PMRSA (Multiobjective - Power, Modulation, Routing and Spectrum Allocation - otimização multiobjetivo de potência, modulação, roteamento e alocação de espectro): Essa abordagem utiliza a otimização multiobjetivo para determinar simultaneamente a potência e o espectro, visando aos mesmos objetivos da abordagem anterior, mas de maneira integrada e baseada em múltiplos critérios. Foram utilizadas duas topologias de rede para as simulações: a NSFNET, com enlaces mais longos, e a DT14, com enlaces mais curtos. O objetivo foi examinar as estratégias em cenários com diferentes influências das penalidades na camada física, variando a carga de rede entre 100 e 200 Erlang, com incrementos de 20 Erlang. De acordo com os resultados, a estratégia P-MSCL proposta supera as estratégias adotadas como referência em até duas ordens de grandeza, enquanto a técnica MO-PRMSA proposta supera a estratégia P-MSCL em uma ordem de grandeza.