Published October 1, 2022
| Version v1
Publication
Open
An Iterative Optimization Approach for Routing, Modulation, and Categorical Spatial Bandwidth Block Allocation to Improve Network Performance for Dynamic Traffic in Elastic Optical Networks
Creators
- 1. University of Engineering and Technology Peshawar
- 2. Prince Sattam Bin Abdulaziz University
- 3. Royal Military College of Canada
- 4. University of Monastir
Description
In this work, we have proposed an iterative optimization model for allocating spectral resources in optical networks.The proposed model gives spatial routes and spatial bandwidth allocations in optical networks with variable data-rates, modulation schemes, and optical reach adaptation.We have also proposed an algorithm which allocates continuous and contiguous block of frequency slots (FS) between transponders which forms bandwidth partitions.The primary objective of the bandwidth partition is to reduce spatial fragmentation.The integrated approach includes the routing information from using the optimization model and the categorical spectrum allocation from using the proposed algorithm.The integrated approach has been used for dynamic traffic to improve network performance in terms of bandwidth blocking, link utilization, and fragmentation metrics.It has been shown that the FS utilization (FSU) and link utilization (LU) largely increase in the proposed integrated scheme with 80% LU compared to shortest path first (SPF) routing with LU as low as 20%.Similarly, the standard deviation between FSU in the proposed scheme is approximately 5% compared to 25% in other schemes which shows that the FSU sufficiently increases in the integrated approach.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
في هذا العمل، اقترحنا نموذج تحسين تكراري لتخصيص الموارد الطيفية في الشبكات البصرية. يعطي النموذج المقترح مسارات مكانية وتخصيصات عرض النطاق الترددي المكاني في الشبكات البصرية ذات معدلات البيانات المتغيرة، ومخططات التعديل، وتكيف الوصول البصري. اقترحنا أيضًا خوارزمية تخصص كتلة مستمرة ومتجاورة من فتحات التردد (FS) بين أجهزة الإرسال والاستقبال التي تشكل أقسام عرض النطاق الترددي. الهدف الأساسي من قسم عرض النطاق الترددي هو تقليل التجزؤ المكاني. يتضمن النهج المتكامل معلومات التوجيه من استخدام نموذج التحسين وتخصيص الطيف الفئوي من استخدام الخوارزمية المقترحة. تم استخدام النهج المتكامل لحركة المرور الديناميكية لتحسين أداء الشبكة من حيث حجب النطاق الترددي واستخدام الوصلات ومقاييس التجزؤ. وقد تبين أن استخدام FS (FSU) واستخدام الوصلات (LU) يزيدان إلى حد كبير في المخطط المتكامل المقترح بنسبة 80 ٪ LU مقارنة بأقصر مسار أولاً (SPF) مع توجيه LU بنسبة منخفضة تصل إلى 20 ٪. وبالمثل، فإن الانحراف المعياري بين FSU في المخطط المقترح يبلغ حوالي 5 ٪ مقارنة بـ 25 ٪ في المخططات الأخرى مما يدل على أن يزداد FSU بشكل كافٍ في النهج المتكامل.Translated Description (French)
Dans ce travail, nous avons proposé un modèle d'optimisation itérative pour l'allocation des ressources spectrales dans les réseaux optiques. Le modèle proposé donne les routes spatiales et les allocations de bande passante spatiale dans les réseaux optiques avec des débits de données variables, des schémas de modulation et une adaptation de portée optique. Nous avons également proposé un algorithme qui alloue un bloc continu et contigu de créneaux de fréquence (FS) entre les transpondeurs qui forme des partitions de bande passante. L'objectif principal de la partition de bande passante est de réduire la fragmentation spatiale.L' approche intégrée comprend les informations de routage provenant de l'utilisation du modèle d'optimisation et l'allocation catégorielle du spectre provenant de l'utilisation de l'algorithme proposé.L' approche intégrée a été utilisée pour le trafic dynamique afin d'améliorer les performances du réseau en termes de blocage de la bande passante, d'utilisation de la liaison et de mesures de fragmentation.Il a été démontré que l'utilisation de la FS (FSU) et l'utilisation de la liaison (LU) augmentent considérablement dans le schéma intégré proposé avec 80 % de LU par rapport au routage le plus court (SPF) avec LU aussi bas que 20 % .Similairement, l'écart type entre la FSU dans le schéma proposé est d'environ 5 % par rapport à 25 % dans d'autres schémas, ce qui montre que le FSU augmente suffisamment dans l'approche intégrée.Translated Description (Spanish)
En este trabajo, hemos propuesto un modelo de optimización iterativo para asignar recursos espectrales en redes ópticas. El modelo propuesto proporciona rutas espaciales y asignaciones de ancho de banda espacial en redes ópticas con velocidades de datos variables, esquemas de modulación y adaptación de alcance óptico. También hemos propuesto un algoritmo que asigna bloques continuos y contiguos de ranuras de frecuencia (FS) entre transpondedores que forman particiones de ancho de banda. El objetivo principal de la partición de ancho de banda es reducir la fragmentación espacial. El enfoque integrado incluye la información de enrutamiento del uso del modelo de optimización y la asignación categórica de espectro del uso del algoritmo propuesto. El enfoque integrado se ha utilizado para el tráfico dinámico para mejorar el rendimiento de la red en términos de bloqueo de ancho de banda, utilización de enlaces y métricas de fragmentación. Se ha demostrado que la utilización de FS (FSU) y la utilización de enlaces (LU) aumentan en gran medida en el esquema integrado propuesto con 80% de LU en comparación con el enrutamiento de ruta más corta primero (SPF) con LU tan bajo como 20%. De manera similar, la desviación estándar entre FSU en el esquema propuesto es de aproximadamente 5% en comparación con 25% en otros esquemas que muestran que el FSU aumenta suficientemente en el enfoque integrado.Files
09882089.pdf.pdf
Files
(245 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:9505019f2b0bfe569576d78032b40058
|
245 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نهج التحسين التكراري للتوجيه والتعديل وتخصيص كتلة عرض النطاق الترددي المكاني الفئوي لتحسين أداء الشبكة لحركة المرور الديناميكية في الشبكات البصرية المرنة
- Translated title (French)
- Une approche d'optimisation itérative pour le routage, la modulation et l'allocation de blocs de bande passante spatiale catégorielle afin d'améliorer les performances du réseau pour le trafic dynamique dans les réseaux optiques élastiques
- Translated title (Spanish)
- Un enfoque de optimización iterativa para enrutamiento, modulación y asignación de bloques de ancho de banda espacial categórico para mejorar el rendimiento de la red para el tráfico dinámico en redes ópticas elásticas
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4295046708
- DOI
- 10.1109/jphot.2022.3205412
References
- https://openalex.org/W1579655362
- https://openalex.org/W2021066776
- https://openalex.org/W2059766883
- https://openalex.org/W2116917711
- https://openalex.org/W2338354025
- https://openalex.org/W2765858976
- https://openalex.org/W2785682165
- https://openalex.org/W2969330916
- https://openalex.org/W2981911981
- https://openalex.org/W2990913890
- https://openalex.org/W2991066251
- https://openalex.org/W2998282680
- https://openalex.org/W3010230800
- https://openalex.org/W3040598572
- https://openalex.org/W3042952083
- https://openalex.org/W3088820140
- https://openalex.org/W3122113176
- https://openalex.org/W3131456432
- https://openalex.org/W3133069948
- https://openalex.org/W3133737434
- https://openalex.org/W3158850018
- https://openalex.org/W3170698206
- https://openalex.org/W3188683091
- https://openalex.org/W3196732239
- https://openalex.org/W3210056560
- https://openalex.org/W3211769238
- https://openalex.org/W4205618686
- https://openalex.org/W4280602528
- https://openalex.org/W4384933761