Strict-sense and Wide-sense Non-blocking W-S-W Switching Fabrics for Elastic Optical Networks
[ 1 ] Katedra Sieci Telekomunikacyjnych i Komputerowych, Wydział Elektroniki i Telekomunikacji, Politechnika Poznańska | [ D ] phd student
[ 1 ] Katedra Sieci Telekomunikacyjnych i Komputerowych, Wydział Elektroniki i Telekomunikacji, Politechnika Poznańska | [ P ] employee
[ 1 ] Katedra Sieci Telekomunikacyjnych i Komputerowych, Wydział Elektroniki i Telekomunikacji, Politechnika Poznańska | [ P ] employee
PL Nieblokowalne w wąskim sensie i w szerokim sensie pola komutacyjne o strukturze W-S-W dla elastycznych sieci optycznych
polish
- switching network
- combinatorial properties
- routing algorithm
- wide-sense nonblocking conditions
- pole komutacyjne
- własności kombinatoryczne
- algorytm routingu
- warunki nieblokowalności w szerokim sensie
EN In this thesis, the combinatorial properties of elastic optical switching fabrics are addressed. Two elastic optical switching fabrics are investigated in details, namely WSW1(r, n, k) and WSW2(q, p, r, n, k). For the first architecture, WSW1, strict-sense nonblocking and wide-sense nonblocking conditions are derived and proved. Five control algorithms based on functional decomposition of frequency slot units (FSUs) in interstage links are proposed. The results show that the algorithms reduce the required number of FSUs to up to almost 84% of the FSUs required in the strict-sense nonblocking switching fabrics. As for the second architecture, WSW2, wide-sense nonblocking conditions are also derived and proved. Five control algorithms are proposed. These algorithms are based also on functional decomposition, but this time switches of the second stage are decomposed instead of FSUs. These algorithms can reduce the number of required middle stage switches by almost 94% as compared to the number required under strict-sense conditions. These two architectures are also optimized in terms of numbers of required switching elements. Switching fabric architectures of different capacities are investigated using the full search. These architectures can be utilized as a center of an elastic optical switching node or as optical circuit switching in data center networks.
PL W niniejszej rozprawie dokonano analizy właściwości kombinatorycznych pól komutacyjnych dla elastycznych sieci optycznych. Rozważone zostały dwie architektury, które nazwano WSW1(r, n, k) oraz WSW2(q, p, r, n, k). Dla pierwszej architektury (WSW1) zostały wyprowadzone i udowodnione warunki nieblokowalności w wąskim i szerokim sensie. Zaproponowano pięć algorytmów sterowania takim polem, wykorzystują one funkcjonalną dekompozycję szczelin częstotliwościowych w łączach międzysekcyjnych. Rezultaty analizy pracy algorytmów pokazują, że wykorzystanie tych algorytmów może prowadzić do nawet 84 procentowej redukcji wykorzystania szczelin częstotliwościowych w stosunku do pól nieblokowalnych w wąskim sensie. Również dla architektury WSW2 analogiczne warunki zostały wyprowadzone i udowodnione. W tym przypadku również zaproponowano pięć algorytmów sterowania zestawianiem połączeń bazujących na funkcjonalnej dekompozycji, jednak w tym przypadku dekompozycji podlegały komutatory sekcji drugiej, a nie szczeliny częstotliwościowe. Zaproponowane algorytmy pozwalają o 94 procent zredukować liczbę wymaganych komutatorów w stosunku do pól nieblokowalnych w wąskim sensie. Obie architektury zostały przeanalizowane pod kątem optymalnej liczby elementów komutacyjnych. Pola o różnych pojemnościach zostały przeanalizowane metodą pełnego przeglądu. Przedstawione architektury mogą być wykorzystane w węzłach dla optycznych sieci elastycznych oraz centrach danych.
125
electrical engineering, electronics, computer engineering
telecommunications
DrOIN 2045
public
Jacek Rak
Gdańsk, Polska
28.02.2019
polish
public
Krzysztof Walkowiak
Wrocław, Polska
19.02.2019
english
public
dissertation
Poznań, Polska
28.05.2019
Rada Wydziału Elektroniki i Telekomunikacji Politechniki Poznańskiej
doktor nauk-inżynieryjno-technicznych w dyscyplinie: informatyka techniczna i telekomunikacja, w specjalności: sieci teleinformatyczne