+48 22 5128 100  
info@itl.waw.pl

Szachowa 1,
04-894 Warszawa

|
Webmaster

Tytuł projektu: Modelowanie i optymalizacja elastycznych sieci światłowodowych ze zwielokrotnianiem przestrzennym

Umowa: UMO-2016/21/B/ST7/02212NCN_logo

Akronim: SDM

Wykonawcy: Instytut Łączności (Centralna Izba Pomiarów Telekomunikacyjnych Z-12)

Okres realizacji: 08.03.2017-07.03.2020

Wartość projektu: 413 350,00 zł

Tematyka projektu: Tematem projektu to modelowanie i optymalizacja optycznych sieci telekomunikacyjnych. Modelowanie i optymalizacja sieci stanowi dobrze znany i ważny obszar badań. Metody programowania matematycznego, takie jak mieszane programowanie całkowitoliczbowe (MIP), są podstawowym narzędziem do modelowania i rozwiązywania problemów optymalizacyjnych. Problemy optymalizacyjne spotykane przy projektowaniu sieci (np. planowanie, rozmieszczenie zasobów) oraz jej eksploatacji i sterowaniu (np. reoptymalizacja, przydział zasobów) można sformułować jako problemy MIP. Większość z nich to problemy „NP-trudne”, tzn. nie ma znanych algorytmów pozwalających je deterministycznie rozwiązać w czasie wielomianowym. Do ich rozwiązywania stosuje się zarówno algorytmy precyzyjne, oparte na metodzie podziału i ograniczeń, jak i heurystyczne.

SDM wprowadza nowy wymiar w optymalizacji sieci, dzięki umożliwieniu równoległej transmisji w modach, rdzeniach, i/lub włóknach medium światłowodowego. Zastosowanie zwielokrotniania przestrzennego wraz ze zwielokrotnianiem falowym (obecnym też w sieciach WDM i EON) w elastycznej sieci SDM zwiększa jej możliwości, gdyż strumienie składowe „super-kanałów”, które służą realizacji połączeń o dużej pojemności, mogą być przesyłane nie tylko na sąsiednich nośnych w dziedzinie częstotliwości (elastyczność spektralna), ale też w różnych modach, rdzeniach i włókach (elastyczność przestrzenna). Rozszerza to zbiór zmiennych decyzyjnych podczas optymalizacji sieci i prowadzi do podstawowego problemu routingu, wyboru medium przestrzennego i alokacji spektrum (RSSA). Problem optymalizacyjny RSSA jest bardziej złożony niż problem routingu i alokacji spectrum (RSA) w sieciach EON, stąd potrzeba opracowania nowych modeli i algorytmów służących generacji rozwiązań. Jeszcze większym wyzwaniem jest optymizacja sieci wykraczająca poza podstawowy scenariusz RSSA, gdy należy uwzględnić dodatkowe zmienne i ograniczenia problemowe wynikające z przeżywalności sieci, regeneracji sygnału, groomingu ruchu, czy też planowania połączeń w sieciach wielowarstwowych.

W systemach wykorzystujących światłowody wielordzeniowe (MCF) i kilku-/wielomodowe (FMF/MMF) wymagana jest analiza wpływu sprzężeń i przeników sygnałów między rdzeniami/modami na jakość transmisji, w celu opracowania modeli do oszacowania związanych z nimi zakłóceń w sieciach szkieletowych, w których zapewnienie jakości transmisji jest szczególnie krytyczne ze względu na duże zasięgi połączeń optycznych. Modele te są konieczne dla planowania i sterowania siecią świadomą degradacji sygnałów (PLI).

Dotychczasowy obszar badań w temacie Projektu dotyczył głównie aspektów fizycznej realizacji transmisji SDM, w tym opracowania dedykowanych włókien światłowodowych oraz elementów i urządzeń transmisyjnych. Jednocześnie, zgodnie z naszą wiedzą, istnieje tylko kilka prac dotyczących modelowania i optymalizacji tego typu sieci, w tym problematyki RSSA, choć obszar potencjalnych badań można uznać za bardzo szeroki, jeżeli przyjmiemy podobny kontekst jak w sieciach WDM i EON. Z tego między innymi względu proponowane w projekcie badania mają charakter pionierski i przyczynią się do rozwoju dyscypliny naukowej (telekomunikacji).

Ważnym celem Projektu jest stworzenie unikalnej metodyki badawczej i rozszerzenie zakresu odpowiednich kompetencji zespołu badawczego w nowym obszarze elastycznych sieci optycznych SDM. Jest to bowiem aktualny i jeszcze niezagospodarowany kierunek badań w dziedzinie sieci telekomunikacyjnych.

Informacja o współfinansowaniu: Projekt naukowy finansowany przez Narodowe Centrum Nauki