MODELAGEM DE ESTRATEGIAS PARA A GARANTIA DA QUALIDADE DE TRANSMISSAO EM REDES OPTICAS ELASTICAS MULTIBANDA
: Redes Ópticas Elásticas, Cenário de Pior Caso, Carga-Máxima, Algoritmo Genético, GSNR, Alocação Espectral.
Redes ópticas elásticas (EON, do inglês Elastic Optical Network) constituem uma solução promissora para lidar com a crescente demanda por flexibilidade espectral e eficiência no uso da infraestrutura óptica. Contudo, a complexidade associada à operação em múltiplas bandas e à alta variabilidade espectral impõe desafios significativos à avaliação da qualidade de transmissão, em especial no que tange à razão sinal-ruído generalizada (GSNR, do inglês Generalized Signal-to-Noise Ratio). Esta tese tem como objetivo propor e validar metodologias para caracterização do cenário de pior caso de GSNR em enlaces ópticos, a partir da simulação de configurações espectrais com alocação total de canais. Inicialmente, são estruturados três modelos de preenchimento espectral — Homogêneo Total, Homogêneo por Banda e Heterogêneo Incremental — fundamentados no modelo físico de ruído gaussiano generalizado (GGN, do inglês Generalized Gaussian Noise), conforme implementado na biblioteca GNPy. Como principal contribuição, propõe-se um algoritmo genético adaptado à modelagem espectral multibanda, com operadores de cruzamento e mutação desenvolvidos para preservar a validade estrutural dos canais e explorar eficientemente o espaço de soluções. O algoritmo evolutivo busca configurações espectrais que resultem na máxima penalização de GSNR para um canal sob teste (CUT, do inglês Channel Under Test), posicionado em diferentes regiões do espectro. Os resultados demonstram que a abordagem evolutiva é capaz de identificar cenários de degradação mais acentuada do que os obtidos pelos modelos determinísticos, revelando padrões recorrentes de organização espectral. Verificou-se, em especial, a tendência de canais de alta potência e maior largura de banda se posicionarem à esquerda do CUT, enquanto canais mais estreitos e menos potentes concentram-se à sua direita — arranjo atribuído aos efeitos assimétricos do espalhamento Raman. Com base nesses achados, a tese apresenta reflexões conceituais e fundamentos para a construção de heurísticas generalizáveis, capazes de estimar de forma eficiente o pior caso espectral em EONs, contribuindo para o planejamento e a robustez de redes ópticas.
IMPACTO SOCIAL DO TRABALHO
Esta tese contribui para o avanço da infraestrutura de comunicação óptica, ao propor métodos inovadores que aumentam a confiabilidade e o planejamento inteligente de redes que transportam grandes volumes de dados — como internet, telefonia e serviços em nuvem. Ao identificar de forma precisa os cenários mais críticos de degradação do sinal em redes ópticas multibanda, a pesquisa possibilita o desenvolvimento de tecnologias mais robustas e eficientes. Isso impacta diretamente o cotidiano da sociedade, ao permitir conexões digitais mais estáveis, seguras e com melhor desempenho, especialmente diante da crescente demanda por serviços digitais.