[논문 리뷰] Performance Evaluation of Wavelength Routed Optical Network with Wavelength Conversion

Vitthal J. Gond, Aditya Goel|arXiv (Cornell University)|2010. 04. 26.

Advanced Optical Network Technologies참고 문헌 2인용 수 6

한 줄 요약

이 논문은 복호화 확률을 감소시키기 위해 파장 라우팅 광망에서 파장 변환을 평가한다. 시뮬레이션을 통해 50–60%의 파장 변환 가능 노드가 블로킹을 최소화하는 데 최적임을 입증하며, 이 범위를 초월하면 수익 감소와 비용 증가가 수반됨을 보여준다. 다양한 네트워크 크기와 트래픽 유형에서 검증되었다.

ABSTRACT

The rapid development of telecommunication networks is driven by user demands for new applications and advances in technologies. The explosive growth of the internet traffic is due to its use for collecting the information, communication, multimedia application, entertainment, etc. These applications are imposing a tremendous demand for bandwidth capacity on telecommunication network. The introduction of fiber optics had proved to meet the huge demand of bandwidth. These requirement can be meet by all optical network which is capable of transmitting enormous data at very high speed, around 50 Tera bits per seconds (Tbps) A wavelength conversion technique is addressed in this paper to reduced the blocking probability in wavelength routed networks. It is seen that the blocking probability of traffic requests decreases as the wavelength conversion factor increases. We explode the possibility for network with different size with variation in wavelength per link. In this work the evaluation of wavelength routed optical network with varying number of wavelength converters, different traffic types are carried out and results are shown that the blocking probability is minimum with 50% to 60% wavelength convertible nodes. Wavelength convertible nodes more than 60% are not showing much effect on reduction in blocking probability rather it results in increase in overall cost of network.

연구 동기 및 목표

• 파장 라우팅 광망에서 파장 변환의 블로킹 확률에 미치는 영향을 평가하기 위해.
• 블로킹 확률을 최소화하기 위한 최적의 파장 변환 가능 노드 비율을 결정하기 위해.
• 다양한 네트워크 크기, 트래픽 유형, 링크당 파장 수를 고려한 네트워크 성능을 평가하기 위해.
• 임계값을 초월해 파장 변환 능력을 증가시키는 비용-편익 트레이드오프를 분석하기 위해.

제안 방법

• 노드당 다양한 수의 파장 변환기를 갖춘 파장 라우팅 광망을 시뮬레이션한다.
• 링크당 고정된 수의 파장을 사용하고, 다양한 네트워크 크기에서 성능을 평가한다.
• 실제 수요 패턴을 반영한 다양한 트래픽 유형을 모델링하여 블로킹 확률을 평가한다.
• 블로킹 확률을 파장 변환 요소(변환 가능한 노드 비율)의 함수로 측정한다.
• 0%에서 100%까지의 변환 비율을 비교하여 포화 지점을 식별한다.
• 고밀도 파장 변환을 구현할 경우 발생하는 비용 영향을 분석한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 파장 라우팅 광망에서 블로킹 확률을 최소화하기 위한 최적의 파장 변환 가능 노드 비율은 무엇인가?
• RQ2 파장 변환 능력이 증가함에 따라 블로킹 확률은 어떻게 변화하는가?
• RQ3 일정 임계값을 초월해 파장 변환기 수를 늘여도 성능 향상이 유의미하게 이루어지는가?
• RQ4 네트워크 크기와 트래픽 유형은 파장 변환의 효과성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 네트워크 전역에 파장 변환기를 구현할 경우의 비용-성능 트레이드오프는 어떠한가?

주요 결과

• 파장 변환 요소가 증가함에 따라 블로킹 확률이 크게 감소하며, 50–60%의 변환 가능한 노드에서 최대 효율을 발휘한다.
• 60%를 초월해 파장 변환 가능한 노드 비율을 늘여도 블로킹 확률 감소율은 극히 미미해진다.
• 50–60%의 변환 가능한 노드를 갖는 네트워크는 모든 테스트 구성에서 가장 낮은 블로킹 확률을 달성한다.
• 높은 변환 비율(예: 80–100%)은 성능 향상에 비례하지 않는 증가하는 네트워크 비용을 초래한다.
• 파장 변환의 성능 향상 효과는 다양한 네트워크 크기와 트래픽 유형에서 일관되게 나타난다.
• 이 연구는 파장 변환이 모든 노드에 균일하게 배포되는 것보다 전략적으로 배포될 경우 가장 효과적임을 확인한다.