Como se ha mencionado previamente, las redes de telecomunicaciones ópticas realizan enrutamiento (routing) y asignación de recursos espectrales. En este caso se realiza la asignación de longitud de onda (Wavelength Assignment). De la misma manera que en RSA la unión de los anteriores se denomina enrutamiento y asignación de longitud de onda (RWA, Routing and Wavelength Assignment) y dicho problema también se puede abordar en dos pasos. El primero de forma simultánea con alto consumo de recursos computacionales debido a la complejidad de los algoritmos (RWA) o de forma consecutiva (R + WA) con menor consumo de recursos computacionales. La diferencia entre RWA y RSA radica en el concepto que aplica RWA ya que utiliza longitudes de onda continua para asignar recursos mientras que RSA utiliza un número continuo de intervalos para cada conexión óptica [70].
3.3.1 Algoritmos de Enrutamiento y Asignación de Longitud de Onda
Un algoritmo RWA pretende alcanzar el mejor funcionamiento de la red teniendo en cuenta los factores limitantes de la red (número de fibras, capacidad de la red, etc). RWA se puede clasificar en: RWA Estático donde los requerimientos de tráfico son conocidos antes de iniciar el proceso, es decir “Offline” y RWA Dinámico cuando las peticiones de conexiones llegan de manera aleatoria, es decir “Online”. El problema RWA Estático se manifiesta cuando se realiza el diseño para la construcción de la red, mientras que RWA Dinámico cuando la red está en marcha.
ANÁLISIS COMPARATIVO DEL DESEMPEÑO ENTRE UNA RED OPS DISTRIBUIDA Y UNA RED OPS SDON
42 - Algoritmos de Enrutamiento
A lo largo de la literatura se pueden encontrar tres tipos de algoritmos que buscan dar solución al enrutamiento en redes que operan sobre WDM: enrutamiento fijo, enrutamiento fijo alternado y enrutamiento adaptativo.
- Enrutamiento fijo: esta técnica de enrutamiento busca elegir la ruta más directo entre los nodos. Al fijar el enrutamiento de forma estática se disminuyen los tiempos de establecimiento de conexión pero se obtiene mayor probabilidad de bloqueo. Las técnicas más utilizadas en este tipo de algoritmos son: algoritmo de camino más corto (SP, Shortest Path), que busca consumir el menor número de recursos; algoritmo de peso por salto (HW, Hop Weitght), que intenta disminuir la probabilidad de bloqueo; algoritmo de peso por distancia (DW, Distance Weight), que logra una reducción en los retardos puesto que elige la ruta con menor distancia.
- Enrutamiento adaptativo: esta técnica se realiza en tiempo real, es decir, cuando se establece y se termina una conexión la información sobre la red se actualiza; de esta manera se disminuye la probabilidad de bloqueo de la red. Entre los algoritmos más destacados en esta técnica se encuentran: longitudes de onda disponibles (AW, Available Wavelengths), saltos y longitudes de onda disponibles (AW, Available Wavelengths), salto y longitudes de onda totales (HAW, Hop and Available Wavelengths), total y longitudes de onda disponibles (TAW, Total and Available Wavelengths), número de saltos, longitudes de onda totales y disponibles (HTAW, Hop count and Total and Available Wavelengths), costo futuro modificado (MFC, Modified Future Cost), enrutamiento de menor congestión (LCPR, Least Congested Path Routing), balance de carga de enrutamiento y asignaciones de longitud de onda (LBRWA, Load Balance RWA), desviación de carga de la peor ruta (HPLD, Heaviest Path Load Deviation).
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Tabla 3.2 Comparación de algoritmos de enrutamiento adaptativo. Adaptada de [17].
Algoritmo Beneficio Método aplicado Enrutamiento Fijo Adaptativo
“Shortest Path”, SP
Consumo de recursos.
Reducción del peso total del camino.
X “Hop Weight”,
HW
Probabilidad de bloqueo.
Ruta con mínimo número de saltos.
X
“Distance
Weight”, DW Retardo.
Ruta con mínima distancia en microsegundos. X “Available Wavelengths”, AW Probabilidad de bloqueo.
Ruta con mayor número de longitudes de onda disponibles. X “Hop and Available Wavelengths”, HAW Probabilidad de bloqueo.
Ruta determinada por número de saltos y longitudes de onda disponibles. X “Total and Available Wavelengths”, TAW Probabilidad de bloqueo.
Ruta determinada por el estado de la red, longitudes de onda disponibles y totales. X “Hop Count and Total Wavelengths and Available Wavelengths”, HTAW Probabilidad de bloqueo.
Ruta determinada por el número de saltos, el
estado de la red, y las longitudes de onda disponibles y totales. X “Modified Future Cost”, MFC Probabilidad de bloqueo.
Ruta determinada por Emplea una función de
peso combinado de distancia y carga de enlace. X “Least Congested Path Routing”, LCPR Equilibrado de carga. Ruta de mínima congestión. X “Weight Least Congested Path Routing”, WLCPR Equilibrado de carga. Configuración de parámetros adicionales Ruta de mínima
congestión con pesos. X
“Load Balance RWA”, LBRWA Equilibrado de carga. Equilibrio de carga de los enlaces. X
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44 - Algoritmos de Asignación de Longitud de Onda
Para la asignación de longitud de onda se debe cumplir la restricción de continuidad, es decir, se debe usar la misma longitud de onda en todos los enlaces de ruta seleccionada.
La asignación de longitud de onda se puede realizar de forma paralela al enrutamiento. Las técnicas que se utilizan para la asignación de longitud de onda se pueden clasificar en tres: utilizando las más recientes, de forma aleatoria o realizando expansión o contracción del espectro de las longitudes de onda que han sido usadas en los enlaces. Entre los algoritmos para la asignación de longitud de onda se encuentran: Técnica Aleatoria (R, Random), Algoritmo de Primer Ajuste (FF, First Fit), Último Canal Libre Disponible (LAUC, Latest Available Unused Channel), Menos usado (LU, Least Used), Más usado (MU, Most Used), Producto mínimo (MP, Min Product), Menor carga (LL, Least Loaded), Mínima suma (MS, Min Sum), Máxima suma (MƩ, Max Sum), Reserva de Longitudes de Onda (WR, Wavelength Reservation), Protección umbral (TP, Threshold Protection), entre otros [82]. En las redes que operan bajo WDM se destacan los siguientes algoritmos de asignación de longitud de onda:
- Método aleatorio: realiza una búsqueda entre las longitudes de onda disponibles en la ruta seleccionada previamente y elige una de ellas de forma aleatoria.
- Método de primer ajuste: las longitudes de onda existentes se enumeran y el algoritmo toma la primera disponible en forma ascendente cuando se requiera establecer un enlace.
- Método del menos usado: con el objetivo de realizar balance de carga en la red, este algoritmo selecciona la longitud de onda que presente menor uso.
- Método del más usado: selecciona la longitud de onda con mayor uso en la red, para lograr el mayor reuso posible. Éste algoritmo presenta mejor desempeño que los métodos “menos usado” y “primer ajuste” [83].
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CAPÍTULO 4. MODELOS DE SIMULACIÓN