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 (( Réseaux de transport optiques ))
Dimensionnement de réseaux
Une des activités du projet MASCOTTE est reliée au dimensionnement de réseaux de télécommunications. Schématiquement on cherche à satisfaire une certaine famille de requêtes (ou demandes données souvent sous la forme d'une matrice de trafic, sur un réseau physique avec diverses contraintes tout en optimisant une certaine fonction de coût.
    1) Satisfaire les demandes consiste à trouver pour chaque requête un chemin dans le réseau voire plusieurs chemins en cas de panne.
    2) Les contraintes, souvent liées à la qualité de service, sont de diverses natures; les plus fréquentes concernent :
     -  soit le débit : on ne peut dépasser sur un lien une certaine capacité (exprimée en Megabits ou en STM ou en nombre de fibres ou de longueur d'ondes utilisables)
     -  soit le délai ou temps de transmission, qui doit être inférieur à une certaine valeur; une des mesures possibles étant par exemple le nombre de commutateurs traversés par la demande.
    3) La fonction de coût à optimiser est elle aussi très variable. Ce peut être de minimiser le nombre de fibres ou de longueur d'ondes ou de minimiser leur longueur totale; ce peut être aussi de minimiser le nombre de commutateurs, voire de minimiser une fonction complexe du coût des liens et des commutateurs.

D'un point de vue théorique nous nous appuyons sur les trois disciplines étroitement interconnectées que sont les Mathématiques Discrètes, l'Algorithmique et l'Optimisation Combinatoire.


 (( Projet RNRT PORTO ))
Planification et Optimisation des Réseaux de Transport Optiques
Nous étudions les réseaux WDM (Wavelength Division Multiplexing). Dans le contexte actuel d'une forte augmentation du trafic, pour des raisons économiques, les opérateurs n'envisagent pas de poser de nouvelles fibres mais misent plutot sur une augmentation des débits grâce à cette technologie. L'exemple d'un tel réseau est celui de COST-239 qui est composé des 11 villes européennes données sur le graphe ci-dessous.

Réseau Cost239 Dans le cadre du projet RNRT PORTO nous développons une plate-forme logicielle qui vise à optimiser les coûts de dimmensionnement de ce type de réseaux.
En entrée on donne un réseau physique (noeuds et câbles) et une matrice de trafic à réaliser (exprimée en trames STM -Synchronous Transfert Module - et donnée par France Telecom).
Les modules d'optimisation calculent l'allocation des canaux optiques (fibres, bandes ou longueurs d'onde) aux requêtes en minimisant une fonction de coût global du réseau (donnée ici par Alcatel). La difficulté du problème consiste à grouper au maximum les requêtes partageant des chemins physiques communs pour utiliser les brasseurs de plus faible coûts possible (dans l'ordre: fibre, bande et longueur d'onde).
Les méthodes de résolution utilisées utilisent des algorithmes de flot et la programmation linéaire en nombres entiers combinés à des heuristiques.

D'autres problèmes en cours d'étude sont:

  • la prise en compte de mécanismes de sécurisation: protection et restauration
  • la constitution des conduits optiques par le groupage d'affluents (typiquement des VC-4 de la couche cliente SDH)

La figure Interface montre une vue partielle de l'interface qui permet de visualiser la commutation interne d'un noeud. Les autres vues permettent de visualiser les chemins optiques sur le réseau (exemple).


 
WDM
En WDM le spectre optique est découpé en plusieurs longueurs d'onde, chacune pouvant transporter un STM (STM-1: 155 Mbit/s, SMT-4: 622 Mbit/s ..., STM-256: 40 Gbit/s). Des communications différentes peuvent partager un lien (fibre optique) si elles utilisent des longueurs d'onde différentes.

Dans la pratique on considère des fibres de 32 longueurs d'onde, qui sont groupées en bandes (4 bandes par fibres sur nos exemples).


Brasseur WDM
Les noeuds du réseau sont modélisés par la structure à trois niveaux suivantes:
 -  F-OXC: brasseur de fibres
 -  B-OXC: brasseur de bandes
 -  F-OXC: brasseur de longueurs d'onde

Modèle de brasseur Si dans une fibre en entrée certaines longueurs d'ondes doivent emprunter un chemin différent en sortie du noeud, alors il faut "ouvrir" la fibre et les bandes qui les contiennent pour les séparer.

Interface
Le logiciel développé permet de visualiser le détail des commutations dans les brasseurs

Vue noeud
L'interface est développée en Java et l'ensemble des données sont échangées entre les différents modules de calculs au format XML.




Voir aussi: une offre de poste d'ingénieur sur ce thème, les différents rapports disponibles ...


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