Diseño de Topologías Virtuales en Redes Ópticas.
Un enfoque basado en Colonia de Hormigas
 

Carlos Insfrán
Universidad Nacional de Asunción
Campus Universitario San Lorenzo, Paraguay
Casillas de Correos 1439
carlos_insfran@ande.gov.py

Diego Pinto
Universidad Nacional de Asunción
Campus Universitario San Lorenzo, Paraguay
Casillas de Correos 1439
dpinto@cnc.una.py

Benjamín Barán
Universidad Nacional de Asunción
Campus Universitario San Lorenzo, Paraguay
Casillas de Correos 1439
bbaran@cnc.una.py

 
Abstract
 
To satisfy the necessity of a large bandwidth a design of Virtual Topologies is required in order to obtain the maximum performance of optical networks. The problem at hand, also known as Routing and Wavelength Assignation (RWA), is solved using a novel approach, based on multiobjective Ant Colony Optimization (ACO), proposing a conversion of the original RWA problem into a problem of traditional routing, modifying the graph that represents the optical network. For the resolution of the RWA problem, this work proposes new versions of the MultiObjective Ant Colony System - MOACS and the Multiobjective Max-Min Ant System - M3AS. Both ACO algorithms simultaneously minimize the total number hop count and the total number of wavelength switching for a set of given unicast demands. In this way, a set of optimal solutions, know as Pareto set, is calculated in only one run of the algorithms, without a priori restrictions.
 
Keywords: Networks, Optical Networks, Virtual Topologies, Ant Colonies and Multiobjective Optimization.
Resumen
 
La creciente necesidad de proveer gran ancho de banda, hace crítica la resolución del problema de Diseño de Topologías Virtuales para la obtención del máximo desempeño de las redes ópticas. Dicho problema es conocido como Routing and Wavelength Assignation (RWA). Este trabajo propone un novedoso enfoque de resolución del RWA basado en colonia de hormigas (Ant Colony Optimization-ACO), proponiendo una conversión del problema RWA original a un problema de enrutamiento tradicional, modificando el grafo que representa la red óptica. Para la resolución del problema en cuestión, se proponen nuevas versiones del MultiObjective Ant Colony System – MOACS y del Multiobjective Max-Min Ant System – M3AS. Ambos algoritmos simultáneamente minimizan el número total de saltos (hop count) y el número total de longitudes de onda conmutadas (wavelength switching) al atender un conjunto conocido de demandas. De esta manera, un conjunto de soluciones óptimas de compromiso, conocido como conjunto Pareto, es calculado por los algoritmos en una sola corrida, sin restricciones a priori.
 
Palabras Clave: Redes, Redes Ópticas, Topologías Virtuales, Colonia de Hormigas y Optimización Multiobjetivo.