Elastic Optical Network Simulator

RÉSUMÉ La nouvelle génération de réseaux optiques de type backbone est passée d’une grille fixe, où les connexions devaient s’imbriquer dans des canaux espacés de 50 ou 100 GHz, vers une grille flexible, composée de plus petits blocs, nommés slots, ayant typiquement des largeurs de bande de 6.25 GHz. Cette grille est dite flexible car les connections peuvent être assignées sur la base de multiples contigus de ces slots afin d’optimiser l’utilisation du spectre. Les réseaux utilisant ce type de grille, appelés Réseaux Optiques Élastiques (ou Elastic Optical Networks (EONs)) ont ainsi pour effet à la fois de réduire les espaces fréquentiels inutilisés imposés par les contraintes d’une grille fixe et de permettre l’établissement de connexions nécessitant de plus grandes largeurs de bande que celle offerte par cette dernière. Il est donc possible de maximiser le débit du réseau tout en évitant l’achat et installation de capacité additionnelle. Le chevauchement dans le réseau de connexions de granularités variables, combiné à la nature dynamique de leurs établissements et de leurs retraits, entraîne toutefois l’apparition de petits regroupements de slots inutilisés et inutilisables pour des connections futures en raison de leurs tailles. La répartition de ces blocs sur l’ensemble du spectre des fibres du réseau mène à une hausse du taux de blocage global à la dégradation de sa performance. C’est sur cette problématique précise de fragmentation du spectre que porte le présent mémoire de Maîtrise. La fragmentation qui se manifeste dans les Réseaux Optiques Élastique est causée par deux contraintes d’assignation. Nommées contiguïté et continuité, ces contraintes peuvent être traduites à l’aide d’un modèle mathématique permettant d’exprimer le phénomène. Celui-ci est ensuite utilisé pour mettre en place des métriques visant à déterminer le niveau de fragmentation sur les liens du réseau. De plus, le choix de la route et de la région spectrale empruntées par une connexion peut être régi par une multitude d’algorithmes, dont la complexité et l’efficacité sont variables. Les plus complexes vont jusqu’à effectuer un choix d’assignation prenant en compte l’impact de celui-ci sur la fragmentation résultante ou encore, partitionner le spectre en fonction des granularités des connexions pour ainsi relaxer la contrainte de contiguïté. Les plus simples, pour leur part, assignent les connexions en suivant des consignes élémentaires. Par ailleurs, lorsque le niveau de fragmentation est trop élevé et qu’il risque d’entraîner un taux indésirable de blocage, les Réseaux Optiques Élastiques peuvent aussi être défragmentés. Dans de tels cas, l’ensemble ou une partie des connexions du réseau est redirigé vers une nouvelle région spectrale, en empruntant la même route ou une route alternative. La défragmentation peut s’exécuter sur les connexions relocalisées sans interruption de service, mais le coût matériel additionnel d’une telle mesure est non-négligeable.