Mehrperiodenplanung optischer Transportnetze

Abstract:
In dieser Arbeit werden Verfahren für die Mehrperiodenplanung optischer Weitverkehrstransportnetze untersucht. Es wird gezeigt wie mit Hilfe effizienter Planungsstrategien kostengünstige Netze mit R-OADMs (Remotely configurable Optical Add Drop Multiplexer) und PXCs (Photonic Cross Connects) realisiert werden können. In Weitverkehrstransportnetzen transportieren DWDM-Systeme (Dense Wavelength Division Multiplex) 80 und mehr parallele Datenströme auf einer Faser. OADMs und PXCs führen optische Kanäle transparent auf eine andere Faser oder in die elektrische Vermittlungsschicht. Dort multiplexen EXCs (Electrical Cross Connects) den Verkehrs optimal in das zwischen ihnen aufgebaute Netz von Lichtpfaden und sorgen dafür, dass die Lichtpfade mit ihren hohen aber fixen Datenraten optimal genutzt werden (Grooming). Ziel der Netzplanung ist es, Lichtpfade, Grooming und Routing für einen kostenminimalen Transport zu bestimmen. Dabei stehen verschiedenen Bausteine mit unterschiedlichen Kosten zur Verfügung. Wegen der hohen Investitionskosten werden Transportnetze über mehreren Planungsperioden sukzessive ausgebaut. Wir haben die Kostenentwicklung und Ressourcennutzung über mehrere jährliche Planungszyklen hinweg untersucht. Die Planungsstrategie, je Periode den neuen Verkehr mit jeweils minimalen Kosten zusätzlich ins Netz zu legen, führt zwar auch langfristig zu kostengünstigen Lösungen, jedoch werden dabei schnell sehr viele Wellenlängen belegt. Diese wesentliche Ressource ist nach wenigen Jahren ausgeschöpft und das Netz kann dann ohne eine Änderung des bestehenden Systems von Lichtpfaden nicht mehr weiter ausgebaut werden. Unsere Ergebnisse zeigen, dass durch eine einfache Kontrolle der je Periode genutzten Wellenlängen wesentlich bessere Ergebnisse erzielt werden können.