4 research outputs found

    Architectures and protocols for sub-wavelength optical networks: contributions to connectionless and connection-oriented data transport

    Get PDF
    La r脿pida evoluci贸 d鈥橧nternet i l鈥櫭爉plia gamma de noves aplicacions (per exemple, multim猫dia, videoconfer猫ncia, jocs en l铆nia, etc.) ha fomentat canvis revolucionaris en la manera com ens comuniquem. A m茅s, algunes d鈥檃questes aplicacions demanden grans quantitats de recursos d鈥檃mple de banda amb diversos requeriments de qualitat de servei (QoS). El desenvolupament de la multiplexaci贸 per divisi贸 de longitud d鈥檕na (WDM) en els anys noranta va fer molt rendible la disponibilitat d鈥檃mple de banda. Avui dia, les tecnologies de commutaci贸 貌ptica de circuits s贸n predominants en el nucli de la xarxa, les quals permeten la configuraci贸 de canals (lightpaths) a trav茅s de la xarxa. No obstant aix貌, la granularitat d鈥檃quests canals ocupa tota la longitud d鈥檕na, el que fa que siguin ineficients per a proveir canals de menor ample de banda (sub-longitud d鈥檕na). Segons la comunitat cient铆fica, 茅s necessari augmentar la transpar猫ncia dels protocols, aix铆 com millorar l鈥檃provisionament d鈥檃mple de banda de forma din脿mica. Per tal de fer aix貌 realitat, 茅s necessari desenvolupar noves arquitectures. La commutaci贸 貌ptica de r脿fegues i de paquets (OBS/OPS), s贸n dues de les tecnologies proposades. Aquesta tesi contribueix amb tres arquitectures de xarxa destinades a millorar el transport de dades sub-longitud d鈥檕na. En primer lloc, aprofundim en la naturalesa sense connexi贸 en OBS. En aquest cas, la xarxa incrementa el seu dinamisme a causa de les transmissions a r脿fega. A m茅s, les col路lisions entre r脿fegues degraden el rendiment de la xarxa fins i tot a c脿rregues molt baixes. Per fer front a aquestes col路lisions, es proposa un esquema de resoluci贸 de col路lisions pro actiu basat en un algorisme d鈥檈ncaminament i assignaci贸 de longitud d鈥檕na (RWA) que balanceja de forma autom脿tica i distribu茂da la c脿rrega en la xarxa. En aquest protocol, el RWA i la transmissi贸 de r脿fegues es basen en l鈥檈xplotaci贸 i exploraci贸 de regles de commutaci贸 que incorporen informaci贸 sobre contencions i encaminament. Per donar suport a aquesta arquitectura, s鈥檜tilitzen dos tipus de paquets de control per a l鈥檈ncaminament de les r脿fegues i l鈥檃ctualitzaci贸 de les regles de commutaci贸, respectivament. Per analitzar els beneficis del nou algorisme, s鈥檜tilitzen quatre topologies de xarxa diferents. Els resultats indiquen que el m猫tode proposat millora en diferents marges la resta d鈥檃lgorismes RWA en funci贸 de la topologia i sense penalitzar altres par脿metres com el retard extrem a extrem. La segona contribuci贸 proposa una arquitectura h铆brida sense i orientada a connexi贸 sobre la base d鈥檜n protocol de control d鈥檃cc茅s al medi (MAC) per a xarxes OBS (DAOBS). El MAC ofereix dos m猫todes d鈥檃cc茅s: arbitratge de cua (QA) per a la transmissi贸 de r脿fegues sense connexi贸, i pre-arbitratge (PA) per serveis TDM orientats a connexi贸. Aquesta arquitectura permet una 脿mplia gamma d鈥檃plicacions sensibles al retard i al bloqueig. Els resultats avaluats a trav茅s de simulacions mostren que en l鈥檃cc茅s QA, les r脿fegues de m茅s alta prioritat tenen garantides zero p猫rdues i lat猫ncies d鈥檃cc茅s molt baixes. Pel que fa a l鈥檃cc茅s PA, es reporta que la duplicaci贸 de la c脿rrega TDM augmenta en m茅s d鈥檜n ordre la probabilitat de bloqueig, per貌 sense afectar en la mateixa mesura les r脿fegues sense connexi贸. En aquest cap铆tol tamb茅 es tracten dos dels problemes relacionats amb l鈥檃rquitectura DAOBS i el seu funcionament. En primer lloc, es proposa un model matem脿tic per aproximar el retard d鈥檃cc茅s inferior i superior com a conseq眉猫ncia de l鈥檃cc茅s QA. En segon lloc, es formula matem脿ticament la generaci贸 i optimitzaci贸 de les topologies virtuals que suporten el protocol per a l鈥檈scenari amb tr脿fic est脿tic. Finalment, l鈥櫭簂tima contribuci贸 explora els beneficis d鈥檜na arquitectura de xarxa 貌ptica per temps compartit (TSON) basada en elements de c脿lcul de camins (PCE) centralitzats per tal d鈥檈vitar col路lisions en la xarxa. Aquesta arquitectura permet garantir l鈥檃provisionament orientat a connexi贸 de canals sub-longitud d鈥檕na. En aquest cap铆tol proposem i simulem tres arquitectures GMPLS/PCE/TSON. A causa del enfocament centralitzat, el rendiment de la xarxa dep猫n en gran mesura de l鈥檃ssignaci贸 i aprovisionament de les connexions. Amb aquesta finalitat, es proposen diferents algorismes d鈥檃ssignaci贸 de ranures temporals i es comparen amb les corresponents formulacions de programaci贸 lineal (ILP) per al cas est脿tic. Per al cas de tr脿fic din脿mic, proposem i avaluem mitjan莽ant simulaci贸 diferents heur铆stiques. Els resultats mostren els beneficis de proporcionar flexibilitat en els dominis temporal i freq眉encial a l鈥檋ora d鈥檃ssignar les ranures temporals.The rapid evolving Internet and the broad range of new data applications (e.g., multimedia, video-conference, online gaming, etc.) is fostering revolutionary changes in the way we communicate. In addition, some of these applications demand for unprecedented amounts of bandwidth resources with diverse quality of service (QoS). The development of wavelength division multiplexing (WDM) in the 90's made very cost-effective the availability of bandwidth. Nowadays, optical circuit switching technologies are predominant in the core enabling the set up of lightpaths across the network. However, full-wavelength lightpath granularity is too coarse, which results to be inefficient for provisioning sub-wavelength channels. As remarked by the research community, an open issue in optical networking is increasing the protocol transparency as well as provisioning true dynamic bandwidth allocation at the network level. To this end, new architectures are required. Optical burst/packet switching (OBS/OPS) are two such proposed technologies under investigation. This thesis contributes with three network architectures which aim at improving the sub-wavelength data transport from different perspectives. First, we gain insight into the connectionless nature of OBS. Here, the network dynamics are increased due to the short-lived burst transmissions. Moreover, burst contentions degrade the performance even at very low loads. To cope with them, we propose a proactive resolution scheme by means of a distributed auto load-balancing routing and wavelength assignment (RWA) algorithm for wavelength-continuity constraint networks. In this protocol, the RWA and burst forwarding is based on the exploitation and exploration of switching rule concentration values that incorporate contention and forwarding desirability information. To support such architecture, forward and backward control packets are used in the burst forwarding and updating rules, respectively. In order to analyze the benefits of the new algorithm, four different network topologies are used. Results indicate that the proposed method outperforms the rest of tested RWA algorithms at various margins depending on the topology without penalizing other parameters such as end-to-end delay. The second contribution proposes a hybrid connectionless and connection-oriented architecture based on a medium access control (MAC) protocol for OBS networks (DAOBS). The MAC provides two main access mechanisms: queue arbitrated (QA) for connectionless bursts and pre-arbitrated (PA) for TDM connection-oriented services. Such an architecture allows for a broad range of delay-sensitive applications or guaranteed services. Results evaluated through simulations show that in the QA access mode highest priority bursts are guaranteed zero losses and very low access latencies. Regarding the PA mode, we report that doubling the offered TDM traffic load increases in more than one order their connection blocking, slightly affecting the blocking of other connectionless bursts. In this chapter, we also tackle two of the issues related with the DAOBS architecture and its operation. Firstly, we model mathematically the lower and upper approximations of the access delay as a consequence of the connectionless queue arbitrated access. Secondly, we formulate the generation of the virtual light-tree overlay topology for the static traffic case.Postprint (published version

    Actas de las XIV Jornadas de Ingenier铆a Telem谩tica (JITEL 2019) Zaragoza (Espa帽a) 22-24 de octubre de 2019

    Get PDF
    En esta ocasi贸n, es la ciudad de Zaragoza la encargada de servir de anfitriona a las XIV Jornadas de Ingenier铆a Telem谩tica (JITEL 2019), que se celebrar谩n del 22 al 24 de octubre de 2019. Las Jornadas de Ingenier铆a Telem谩tica (JITEL), organizadas por la Asociaci贸n de Telem谩tica (ATEL), constituyen un foro propicio de reuni贸n, debate y divulgaci贸n para los grupos que imparten docencia e investigan en temas relacionados con las redes y los servicios telem谩ticos. Con la organizaci贸n de este evento se pretende fomentar, por un lado el intercambio de experiencias y resultados, adem谩s de la comunicaci贸n y cooperaci贸n entre los grupos de investigaci贸n que trabajan en temas relacionados con la telem谩tica. En paralelo a las tradicionales sesiones que caracterizan los congresos cient铆ficos, se desea potenciar actividades m谩s abiertas, que estimulen el intercambio de ideas entre los investigadores experimentados y los noveles, as铆 como la creaci贸n de v铆nculos y puntos de encuentro entre los diferentes grupos o equipos de investigaci贸n. Para ello, adem谩s de invitar a personas relevantes en los campos correspondientes, se van a incluir sesiones de presentaci贸n y debate de las l铆neas y proyectos activos de los mencionados equipos
    corecore