On dynamic grooming and survivability in elastic optical networks

The continuos growth of data traffic inside core networks is pushing to the limit the current optical network architecture based on Wavelength Division Multiplexing (WDM). This unstoppable trend will early lead to resource leak, as soon as high bandwidth-consuming "killer applications" will appear. Optical network architectures based on elastic bandwidth allocation could be a very promising approach to develop next generation optical core networks, avoiding evolutionary restrictions typical of fixed-grid-based WDM networks. Elastic provisioning of spectral resources will result in more efficient network utilization, allowing dynamic bandwidth allocation that follows real capacity needs of every single connection. This innovative method simplifies both fractional bandwidth and super-channel services: in the latter case, theoretically unlimited capacity requests could even be successfully managed. The work presented in this thesis has the aim to show elastic optical networks performances in comparison to WDM under dynamic traffic conditions, and to highlight how final reports are affected by the distribution of capacity requirements and grooming techniques.

La crescita continua del traffico dati all'interno delle reti core mondiali sta spingendo verso i propri limiti capacitivi l'attuale architettura delle reti ottiche, basate sulla multiplazione di lunghezze d'onda (Wavelength Division Multiplexing, WDM). Questa tendenza inarrestabile comporterà presto l'insufficienza delle risorse disponibili non appena diventeranno di uso comune applicazioni che richiedono molta capacità trasmissiva per funzionare a dovere. L'implementazione di reti ottiche con architettura basata sull'allocazione elastica della banda disponibile potrebbe rivelarsi un approccio molto promettente per consentire lo sviluppo delle future reti core, evitando di fatto le tipiche restrizioni evolutive insite nei sistemi a "griglia fissa" come l'attuale WDM. L'organizzazione in maniera elastica delle risorse spettrali si tradurrebbe in un utilizzo più efficiente della rete, consentendo inoltre una ripartizione dinamica della risorse che tenga in considerazione le reali esigenze capacitive di ogni singola connessione. Un metodo innovativo, questo, che semplifica la gestione del traffico sia sub che super-wavelength: in quest'ultimo caso, richieste di capacità potenzialmente illimitate potrebbero essere gestite con successo, consentendo il risparmio di innumerevoli risorse spettrali. Il lavoro presentato in questa tesi ha lo scopo di mostrare le prestazioni di reti ottiche elastiche confrontate con l'attuale architettura WDM in condizioni di traffico dinamico, sottolineando nel corso dell'analisi gli effetti dovuti alla distribuzione delle capacità richieste da ciascuna connessione ed alle tecniche di grooming.