In this paper, we propose an efficient dynamic wavelength assignment algorithm in distributed WDM (Wavelength-Division Multiplexing) networks without wavelength conversion. The algorithm tries to assign a locally-most-used wavelength distributedly on a fixed routing path. We first formulate our algorithm by using the concept of a sample space which consists of optical fibers connected to nodes on a routing path of a lightpath to be assigned a wavelength. In particular, we analyze the blocking performance mathematically as compared with that of the most-used (MU) wavelength assignment algorithm previously proposed for WDM networks under centralized control. We also obtain numerical results by simulation on the blocking performance of other centralized/distributed wavelength assignment algorithms as well as our algorithm using the M/M/c/c dynamic traffic model. Consequently, we show that analytical results match simulation results and that our algorithm is efficient in distributed WDM networks in terms of blocking performance, control traffic overhead and computation complexity.
Miliotis Konstantinos V.;Papadimitriou Georgios I.;Pomportsis Andreas S.
Journal of Communications and Networks
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제7권4호
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pp.499-508
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2005
In this paper, we address the problem of efficient routing and wavelength assignment (RWA) in multi-fiber wavelength division multiplexing (WDM) networks without wavelength translation, under dynamic traffic. We couple Dijkstra's shortest path algorithm with a suitable weight function which chooses optical paths based both on wavelength availability and multi-fiber segments. We compare our approach with other RWA schemes both for regular and irregular WDM multi-fiber network topologies in terms of blocking probability and overall link utilization.
파장 할당에 대해 제안된 알고리즘들의 대부분은 무한한 수의 ADM을 가정하여 I/O 블로킹을 배제하였으며 파장을 할당한 이후, 네트워크 내에 파장이 불연속적인 형태로 남게 되어 링크 블로킹을 증가시킬 수 있다는 문제점이 있다. 또한 최악의 경우 O(W $N^3$)의 시간 복잡도를 갖는다. 본 논문에서는 온라인 상에서 동적인 트래픽 요청에 대해 최악의 경우 O(W $N^2$)의 복잡도를 가지면서 I/O 블로킹과 링크 블로킹을 모두 고려하는 파장 할당 알고리즘을 제안하였다. 파장의 불연속성을 최소화함으로써 블로킹의 발생을 감소시킬 수 있었다.
본 논문에서는 동적 파장 할당 기법을 이용한 광 버스트 스위칭 네트워크에서의 절대적 QoS (qualify of service) 제공 방안에 대하여 기술한다. 버퍼 또는 offset time 을 이용한 기존의 QoS 보장 방법과는 달리 본 논문에서 제안하는 동적 가상 파장 분할 (DVLP: dynamic virtual lambda partitioning) 방법은 버퍼 혹은 추가적인 offset time을 필요로 하지 않으며 절대적 QoS를 보장할 수 있는 특징이 있다. 이러한 새로운 동적 가상 파장 분할 방법은 파장 자원을 몇 개의 우선순위 파장 그룹으로 나누고, 절대적 QoS를 제공하기 위해 동적으로 파장 그룹을 재 설정하는 방법이다. 제안된 알고리즘의 성능 분석 및 시뮬레이션 결과를 통하여 긴 주기 및 짧은 주기 내에서도 절대적 QoS를 제공하는 것을 볼 수 있다. 또한 제한된 FDL(fiber delay line) 버퍼를 사용하여 동적 가상 파장 분할 방법의 효율을 더욱 높일 수 있음을 보였다.
In multifiber all-optical networks, optical amplifiers are used for amplifying multiple optical signals with different wavelengths in fibers. An optical amplifier operates when any of lightpaths passes through it. Therefore, it should simultaneously amplify as many lightpaths as possible for efficiently utilizing its power. This paper proposes a dynamic lightpath establishment scheme considering the use efficiency of the optical amplifiers and the depletion of the wavelength resources in multifiber all-optical networks. The proposed scheme provides a routing and wavelength assignment strategy that reduces both the power consumption of the optical amplifiers and the blocking probability of the lightpath establishment. Through simulation experiments, we demonstrate the effectiveness of the proposed scheme.
The large potential bandwidth available in wavelength-division multiplexed optical networks makes this technology of crucial importance for satisfying the ever increasing capacity requirements of the next-generation Internet. In this scenario, the routing and wavelength assignment(RWA) problem that concerns determining the optical paths and wavelengths to be used for connection establishment in a wavelength-routed network, is still one of the most important open issues. In this paper we propose a new online dynamic grooming-capable RWA heuristic scheme working on wavelength division multiplexing(WDM) networks as a multistage selection process. The proposed algorithm is transparent with respect to the presence of wavelength converters, achieves very low connection rejection ratios with minimal computational complexity and is appropriate for the modern multilayer optical circuit and wavelength switched networks with sparse wavelength conversion capability.
대한전자공학회 2004년도 ICEIC The International Conference on Electronics Informations and Communications
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pp.155-158
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2004
We propose a dynamic wavelength assignment algorithm for online RWA problem in WDM networks with wavelength conversion. With our algorithm, for a given network condition, the following results have been proven mathematically: (1) the probability to find the set of wavelengths for a requested connection is equal or better than any other previously proposed algorithms, (2) our algorithm minimizes the usage of converters by chaining the minimum number of the longest wavelength continuous segments, leaving more converters available for future requests and (3) the complexity of our algorithm is reasonable, which is also another advantage of our algorithm.
To reduce delay for high priority packets in the ring-based EPON, the EPON packet classifier groups services as their priorities and frames for services are dynamically framed as their priorities. Since dynamic framing for a packet priority dynamically changes assignment spaces in the maximum framing packet size as network traffics, it makes services with high priority to improve quality of services with relative low threshold time for transmitting.
논문에서는 인터넷 트래픽 환경에서 예측하기 어려운 동적 트래픽은 물론 양방향 비대칭적 트래픽을 광 네트워킹 기술을 이용하여, WDM(Wavelength Division Multiplexing) Mesh 네트워크로 수용하는 방안을 제안한다. 제안된 방안에서는 중간 노드(intermediate node)에서 변동하는 인터넷 트래픽에 대한 IP 라우터의 스위칭 통계정보를 기반으로 새로운 광경로를 결정하도록 함으로써, 네트워크의 동적인 그리고 분산적인 트래픽 제어가 이루어지도록 하였다. 이로써 인터넷 트래픽의 실시간적 변동에 따른 RWA(Routing and Wavelength Assignment)의 효율성 열화 효과를 줄이면서 네트워크의 확장성과 유연성이 개선되도록 하였다. 본 논문에서는 노드에서의 트래픽 형상 분석방법과 광경로 설정/절체 과정에 대해 설명하고, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안한 개념의 성능을 분석하였다.
최근 인터넷 트래픽의 폭발적인 증가에 따라 다수의 광섬유 링크를 사용하는 광 네트워크에 관한 관심이 높아지고 있다. 그러나 네트워크에서의 트래픽 증가는 네트워크 장비의 에너지 소모를 증가시키는 문제점이 있다. 본 논문에서는 다중 광섬유로 구성된 대용량 IP over WDM 네트워크에서 에너지 절감을 위한 동적 경로 배정 및 파장 할당 (Dynamic RWA) 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 에너지 효율 향상을 위하여 V-like 함수를 이용한다. V-like 함수는 사용 파장 수에 따라 광섬유의 비용을 결정하여 네트워크의 에너지 소모와 블록킹 확률을 줄일 수 있도록 한다. 이를 기반으로 다수의 광섬유로 구성된 링크의 비용과 자원할당을 위한 광섬유를 결정한다. 마지막으로 파장단위의 그래프로 구성된 계층 그래프를 이용하여 에너지 소모를 줄일 수 있도록 경로배정 및 파장할당을 수행한다. 제안한 알고리즘의 성능평가를 위하여 OPNET Modeler를 이용한 모델링과 시뮬레이션을 실시하였다. 시뮬레이션 결과는 연결 요청 당 평균 전력 소모와 블록킹 확률 관점에서 기존 방식과 성능을 비교하고 분석한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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