Informatikai Tudományok Doktori Iskola

Témavezetők: Dr. Tapolcai János, Dr. Pin-Han Ho

BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék (TMIT)

Megbízható optikai gerinchálózatok tervezése közös kockázatú csoportok meghibásodásainak egyértelmű azonosításával

A kutatási téma néhány soros bemutatása

Az alkalmazások növekvő sávszélesség igényének, valamint a magas megbízhatósági és szigorú időzítési követelményeinek kielégítésére új hibamenedzsment eljárások kidolgozására van szükség optikai gerinchálózatokban. A helyzet tisztán optikai hálózatok esetén még kritikusabb a hatalmas adatsebesség és az adat sík átlátszósága miatt. Annak érdekében, hogy a hálózati infrastruktúra alkalmas legyen magas szolgáltatás minőségi (QoS) követelmények teljesítésére, a meghibásodások pontos modellezése elengedhetetlen. Ilyenkor a hálózatok modellezésekor a közös kockázatú csoportok (SRLG) alkalmazására van szükség a hibamenedzsment tervezésekor, mely a látszólag független linkek fizikai és földrajzi összefüggőségeit is figyelembe veszi.  

A hozzárendelt (1+1) védelmi algoritmusok előnyeiknek köszönhetően a legelterjedtebb gerinchálózati védelmi megoldásokká váltak a gyakorlatban. A jelenlegi módszerek hátránya viszont, hogy előre megadják a védelmi megoldás formáját, mely lehetetlenné teszi a felhasználó QoS igényeihez leginkább illeszkedő struktúra kiválasztását. A kutatás során egy általános matematika modellt (általános hozzárendelt védelem, GDP) vezetek be, amely általánosítja az irodalomban ajánlott hozzárendelt védelmi módszereket. Az útvonalválasztási feladat megoldásai ellenállóak és robusztusak a QoS osztályhoz rendelt valamennyi, a hálózat operátor által kialakított SRLG listában található hibák ellen. A hálózat csomópontjaiban rendelkezésre álló eszközöknek megfelelően a feladat több megközelítését is megvizsgálom. Tovább általánosítva a GDP problémát megmutatom, hogy a hálózati kódolás (network coding) hatékonyan alkalmazható a feladatra. Annak ellenére, hogy a hálózati kódolás extra költséget visz a rendszerbe, az útvonalválasztási feladat polinomiális futási idejének köszönhetően on-line útvonalválasztás esetén is kiválóan alkalmazható.

Továbbá a kutatás során az optikai helyreállítás megvalósításához szükséges egyértelmű hibalokalizáció feladatát vizsgálom meg felügyeleti fényutak segítségével átlátszó optikai hálózatokban. A legáltalánosabb struktúrájú fényutakat használva (m-trail) bevezetem az m-trail tervezési feladatot (MAP) a hibalokalizációra felhasznált jelzési költségek minimalizálására. Elégséges feltételeket adok többszörös linkhiba kezelésére, melyek segítséget nyújtanak heurisztikus algoritmusok tervezéséhez. A bevezetett algoritmusok több olyan fontos alkalmazási környezetet fednek le, melyekre korábban nem létezett hatékony eljárás az irodalomban, például jelentősen eltérő számú linket tartalmazó SRLG-k egyértelmű lokalizálására, magába foglalva a csomóponti hibák lokalizációját is. A mutatott eredmények hasznosságát jól jelzik a tudományterület legfontosabb folyóirataiban megjelent publikációim is.