Le routage optique

1. Le routage optique

2. Introduction • La technique de transport optique est devenue la clé importante du réseau de transport de données • Par convention, la transmission de données dans le réseau optique doit satisfaire deux conditions: • la continuité de la longueur d’onde sur une connexion • l’unité de la longueur d’onde transmise dans une fibre optique

3. Multiplexage optique • Multiplexage temporel (TDM) • Multiplexage en longueur d’onde (WDM)

4. Comparaison TDM - WDM • Débit global • Flexibilité WDM est la technique de multiplexage la plus efficace

5. Commutateurs optiques :répartiteur

6. Commutateurs optiques :multiplexeur à insertion/extraction

7. Commutateurs optiques :brasseur

8. Multiplexage en longueur d’onde • Problème : • Deux canaux optiques de même longueur d’onde ne peuvent emprunter une même fibre !!! • Solutions : • Utiliser plusieurs fibres entre deux nœuds • Equiper les nœuds de convertisseurs en longueurs d’onde (conversion éparse ou partielle)

9. Convertisseurs optiques :Conversion opto-électronique • Consomme beaucoup • Affecte la transparence • Flexible

10. Convertisseurs optiques :Conversion tout optique • Transparence totale du signal • Débit plus important Brasseur convertisseur

11. Problème du routage optique « Etant donnés un réseau, une instance de requêtes de communication, et un ensemble de ressources (fibre, longueurs d’onde, convertisseurs), trouver un chemin optique pour chaque requête tel que deux chemins ne peuvent pas utiliser la même longueur d’onde sur la même fibre. » Exemple : réseau à 1 fibre, 6 couleurs et 1 conversion par sommet

12. Graphe de longueurs d’onde • Graphe des longueurs d’ondes : • Ne reflète pas les contraintes de commutations entre deux longueurs d’ondes

13. Coût des contraintes de commutation de longueur d’onde • Commutation au niveau du nœud • Coût d’initialisation (add cost) : a(h) • Coût de terminaison (drop cost) : b(h) • Coût de base (base cost) : c(h)

14. Graphe auxiliaire • Ajout d’une source et d’une destination virtuelle

15. Les graphes : résumons • Le problème du routage optique sur le graphe du réseau est équivalent au problème du chemin le plus court sur le graphe auxiliaire

16. Problème : le graphe des longueurs d’ondes peut être énorme • Particulièrement vrai pour les réseaux riche en : • Topologie • Conversion de longueur d’onde • Exemple :

17. Graphe de canaux primaires • On regroupe les canaux d’une même fibre • Les nœuds représentent des ensembles de canaux plutôt que des canaux individuels

18. Graphe de canaux primaires Network graphe Primary channel graphe

19. Gain en complexité

20. Utilisation • Idée de base : trouver les chemins sur le graphe de canaux primaires puis résoudre les canaux de longueur d’onde • Deux algorithmes : • Expand in isolation (EXIS) • Expand in place (EXIP)

21. Expand in isolation (EXIS) Entrée : Graphe de canaux primaires Gp Sortie : un chemin optique, ou ECHEC si aucun ne peut être trouvé 1. k=1 2. Calculer le kiéme chemin le plus court pk sur Gp 3. Retourner ECHEC si pk ne peut être trouvé 4. Trouver un assignement de canaux de coût minimal su pk 5. Retourner pk et les canaux assignés si l’assignement de canaux a réussi 6. Sinon, k=k+1 et retourner à l’étape 2

22. EXIS : Application L’algorithme EXIS réussi si et seulement si il existe un chemin optique qui n’inclue pas plus d’un canal de longueur d’onde de chaque regroupement de canaux

23. Expand in place (EXIP) Entrée : Graphe de canaux primaires Gp Sortie : un chemin optique, ou ECHEC si aucun ne peut être trouvé 1. Calculer le chemin le plus court p sur Gp 2. Retourner ECHEC si p ne peut être trouvé 3. Retourner p si chaque nœud représente un canal simple 4. Etendre les canaux non résolus le long de p et retourner à l’étape 1

24. EXIP : Application • L’algorithme EXIP réussi si et seulement si il existe un chemin optique • Plus dur à implémenter, mais trouvera le chemin s’il existe

25. Conclusion • Les réseaux migrent vers le tout optique • WDM permet une exploitation optimale de la bande passant d’un tel support • Le matériel et les modèles existant permettent déjà un routage efficace des signaux • Le coût prohibitif de la mise en œuvre de cette solution freine son développement