Fundamentos de Redes Ópticas: Roteamento e RWA

1. Explique as motivações pára estudar redes ópticas.
A principal motivação pára o uso das redes ópticas transparentes é a sua
grande largura de banda. Em uma única fibra óptica são estabelecidos,
simultaneamente, múltiplos canais ópticos que operam em diferentes
comprimentos de onda. Cada comprimento de onda pode atingir atualmente
taxas de transmissão da ordem de 40 Gbps com equipamentos disponíveis
comercialmente.
2. Qual a diferença entre redes ópticas opacas e transparentes.
As redes ópticas opacas realizam o roteamento de comprimentos de onda no
domínio eletrôNicó. Neste tipo de rede óptica são necessários conversores
Opto-Eletro-Óptico - OEO responsáveis por converter o sinal óptico em sinal
elétrico e vice-versa em cada nó da rede. Conversores OEO têm o
inconveniente de inserir atrasos de processamento, além de aumentar
significativamente o custo dos equipamentos. Nas redes ópticas
transparentes o roteamento de comprimentos de onda é realizado no domínio
óptico, eliminando a necessidade de conversores OEO e suas limitações.
3. No que consiste a propriedade de continuidade obrigatória de comprimento
de onda (Wavelength Continuit Constrant).
Na ausência de conversores de comprimento de onda, todos os circuitos
ópticos devem utilizar o mesmo comprimento de onda em todos os enlaces
da rota escolhida.
4. Defina o problema RWA dinâmico e o diferencie do problema RWA
estátiço.
O problema RWA pode ser classificado em RWA estátiço ou RWA dinâmico
segundo o tipo de tráfego. O objetivo do RWA estátiço é minimizar os
recursos (comprimentos de onda) necessários pára atender a um conjunto
finito de circuitos ópticos conhecidos previamente. Na verdade, o problema
RWA estátiço é um problema de dimensionamento de recursos em redes
ópticas com conexões estabelecidas de maneira estática. Já no problema
RWA dinâmico, o objetivo é rotear e alocar comprimentos de onda
minimizando a probabilidade de bloqueio de futuras conexões, dado um
conjunto finito de comprimentos de onda disponíveis.
5. Descreva o funcionamento dos algoritmos First-Fit, Random, Most Used,
Least Used e Max Sum. Classifique-os em ordem crescente de
complexidade.
O First-Fit (FF) enumera todos os comprimentos de onda e aloca o
comprimento de onda disponível de menor número. Random Wavelength
Assignment (RD) escolhe aleatoriamente um comprimento de onda dentre os
disponíveis. Most Used (MU) escolhe o comprimento de onda disponível mais
utilizado na rede. Least Used (LU) é exatamente o inverso do MU, ele

escolhe o comprimento de onda disponível menos utilizado na rede. Max-
Sum (MS) aloca um comprimento de onda, minimizando a perda de
capacidade total.
A ordem crescente de complexidade dos algoritmos é First-Fit, Random, Most
Used e Max-Sum.
6. Cite e explique as classes de algoritmos de roteamento em redes ópticas.
No roteamento fixo, cada (o,d) possui apenas uma rota fixa que é definida
previamente. Isto significa menos sobrecarga de comunicação e menos
atraso no estabelecimento de um circuíto óptico quando comparada com as
outras classes de roteamento.
A classe de roteamento alternativo é caracterizada pela existência de um
conjunto fixo de rotas definidas previamente pára cada (o,d). O roteamento
alternativo pode ainda ser subdividido em duas categorias, roteamento fixo
alternativo e roteamento dinâmico alternativo. No roteamento fixo alternativo,
cada nó da rede possui uma tabela com as rotas predefinidas e ordenadas
em função do custo (segundoalgumas métricas) pára alcançar cada possível
destino. Na tentativa de atender uma requisição de conexão óptica, a lista de
rotas pré-selecionadas é percorrida na ordem crescente de custo com o
objetivo de identificar a rota de menor custo da lista que tenha a capacidade
de estabelecer o circuíto óptico requisitado. Se nenhuma das rotas prédefinidas
tiver recursos disponíveis, o circuíto óptico será bloqueado. A rota
de menor custo pára um dado (o,d) é chamada de rota primária e as outras
rotas pára esse mesmo par são chamadas de rotas alternativas.
O roteamento dinâmico alternativo também ópera com um conjunto de rotas
pré-definidas pára cada (o,d). Entretanto, antes de tentar estabelecer o
circuíto óptico utilizando uma dessas alternativas, são coletadas informações
sobre a utilização dos comprimentos de onda dos enlaces que pertencem à
lista de rotas pré-definidas.
No roteamento exaustivo as rotas não são escolhidas de um conjunto de
rotas pré-definidas. Qualquer uma das possíveis rotas que interligam os nós
de origem e destino pode ser utilizada no atendimento do circuíto óptico. As
rotas são escolhidas dinamicamente em função do atual estado da rede.
7. Explique como ocorre o estabelecimento de um circuíto óptico em uma
rede óptica transparente.
Pára estabelecer um circuíto óptico utilizando uma rota específica entre um
par de nós origem e destino é necessário o uso de protocolos de sinalização
pára obter informações sobre (i) quais os comprimentos de onda disponíveis
por enlace, (ii) quais os comprimentos de onda disponíveis em todos os
enlaces da rota e (iii) reservar um comprimento de onda na rota especificada.
Estes protocolos de sinalização introduzem sobrecargas de comunicação e
atrasos no estabelecimento do circuíto óptico.