Abstract
The important considerations in the design of fiber-optic networks are reliability and survivability preparing against a failure. The SDH(Synchronous Digital Hierarchy), the international standard of optical transmission, offers several network reconfiguration methods that enable network to be automatically restored from failure. One of the methods is the SHR(Self Healing Ring), which is a ring topology system. Most network providers have constructed their backbone networks with SHR architecture since it can provide survivability economically. The network architecture has eventually evolved into a multi-ring network comprised of interconnected rings. This paper addresses multi-ring network design problems is to minimize ring-construction cost. This problem can be formulated with MIP(mixed integer programming) model. However, it is difficult to solve the model within reasonable computing time on a large scale network because the model is NP-complete. Furthermore, in practice we should consider the problem of routing demands on rings to minimize total cost. This routing problem involves multiplex bundling at the intermediate nodes. A family of heuristic algorithms is presented for this problem. These algorithms include gateway selection and routing of inter-ring demands as well as load balancing on single rings. The developed heuristic algorithms are applied to some network provider's regional and long-distance transmission networks. We show an example of ring design and compare it with another ring topology design. Finally, we analysis the effect bundling.
광전송망은 망의 장애에 미리 대비할 수 있도록 신뢰성과 생존도를 고려하여 설계하여야 한다. 동기식 다중화의 국제표준인 SDH(Synchronous Digital Hierarchy) 방식의 광전송망은 장애 발생시 이를 자동적으로 복구할 수 있도록 생존도를 고려한 여러 가지 망 재구성 기법들을 제공한다. 그 중 SHR(Self-Healing Ring)은 링의 형태로 망을 구성한 시스템으로 뛰어난 생존도와 경제성으로 통신사업자들의 기간통신망 구조로 활발히 채택되고 있다. 이 때, 링들이 설치되는 지역적 범위가 넓어지고 수요가 증가되면, 다수의 링들이 중첩되어 상호연결되는 다중링(Multi-ring) 구조로 발전하게 된다. 본 연구에서는 수요의 분할처리를 허용하는 BSHR(Bidirectional SHR)들이 연접한 다중링 설계 문제를 다룬다. 이 문제는 망구축용량을 최소로하는 관점에서 생존도가 보장되는 부하 최적화 문제가 되며, 혼합정수계획법에 의한 정식화가 가능하다. 그러나, 현실문제에서는 망구축용량의 최소화 뿐만아니라 노드가 수요로 다계위 수요가 주어지며 중계노드에서의 다중화 번들링도 같이 고려되어야 하므로 수리모형으로는 해결할 수 없는 복잡한 문제가 된다. 따라서 이 叩걋\ulcorner고려사항들을 반영한 최적근사해를 실시간내에 구할 수 있는 휴리스틱 알고리즘을 개발하게 되었다. 사례연구에서는 휴리스틱 알고리즘을 적용한 실제 망설계 문제를 설명하였고, 망구성 방법에 따른 차이와 다중화 번들링 여부로 인한 실험 결과를 비교하였다.
