Thèse soutenue

Analyse et optimisation d'une nouvelle architecture de réseau optique futuriste
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : Amira Kamli
Direction : Tülin Atmaca
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Réseaux, information et communications
Date : Soutenance le 13/11/2019
Etablissement(s) : Institut polytechnique de Paris
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de l'Institut polytechnique de Paris
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Télécom SudParis (France) - Services répartis- Architectures- MOdélisation- Validation- Administration des Réseaux / SAMOVAR - Département Réseaux et Services de Télécommunications / RST - Institut Polytechnique de Paris / IP Paris
Jury : Président / Présidente : Catherine Lepers
Examinateurs / Examinatrices : Thomas Begin, Guy Pujolle, Dominique Chiaroni, Stefano Secci, Tadeusz Czachórski
Rapporteurs / Rapporteuses : Thomas Begin, Guy Pujolle

Résumé

FR  |  
EN

La demande en débit dans les réseaux augmente en raison de la croissance continue de trafic mondial et l'émergence de nouveaux services avec des exigences de plus en plus élevées. Dans ce contexte, la capacité du réseau devrait être augmenté tout en prenant en compte la consommation énergétique, son coût de construction et de maintenance. La combinaison des réseaux optiques avec un traitement orienté paquet pourrait répondre avantageusement à ces exigences. Cependant, à cause de l’absence de mémoire tout optique pratique, la commutation de paquets est le plus souvent exécutée électriquement rendant l'architecture plus cher et moins performante.De ce fait, dans le cadre du projet ANR/N-GREEN, une nouvelle architecture de commutateur/routeur, qui apporte des solutions à ces contraintes, a été proposée par une équipe de recherche à Nokia Bell Labs. L'architecture a été conçu pour répondre aux exigences strictes de 5G telle qu'un délai de bout en bout de mois de 10μs, mais aussi pour répondre à l'augmentation des trafics prévue spécialement dans la partie métropolitaine de réseau(MAN).Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes intéressés à l'analyse et l'amélioration des performances de cette nouvelle architecture de noeud quand elle est utilisé dans la partie métro de réseau. En effet, considérons cette partie, un réseau en anneau à commutation de slot optique OSS(Optical slot Switching), combinant la flexibilité, la mise à l'échelle de la technique de commutation de slot avec les avantages de la topologie en anneau promettraient une bonne solution pour les réseaux MAN du futur. Cette nouvelle architecture offre des fonctions intelligentes, avec un coût moins élevé en optimisant le type/nombre des composants utilisés. Le rendant ainsi un bon candidat pouvant remplacer les architectures optoélectroniques existantes telles que Ethernet ou d'autres architectures prometteuses proposées dans la littérature telle que POADM (Paquet Optical Add Drop Multexplwing) ou TWIIN (Time-domaine Wavelength Interleaved Networking (TWIN). L'élément fondamental du réseau est le WSADM (Wavelenght Slotted Add Drop Muliptexer) qui est implémenté à l'intérieur des noeuds des réseaux. Ceci permet de garantir la transparence optique et donc une commutation plus rapide et une réduction de consommation énergétique.Dans cette thèse, nous avons analysé les performances en matière de délais d'accès et d'efficacité d'utilisation des ressources d'un réseau en anneau composé d'un certain nombre de noeuds NGREEN. Les résultas préliminaires montrent que le réseau est surdimonsionné provoquant ainsi une large valeur de latence et une dégradation des performances sous certaines conditions telle que des modèles des trafics complexes. Afin d'adapter l'architecture aux différents types de trafics, nous avons utilisé quelques méthodes d'optimisation telle que Nelder Mead Simplex calculant ainsi les valeurs optimales des timers (temps d'attente moyen d'un paquet avant d'être inséré dans l'anneau optique). Trois différents modèles de trafics ont été considérés dans cette étude: outre que le modèle le plus connue Poisson, on a considéré deux modèles basés sur des traces de trafic réel déduite à partir de trace de CAIDA.En ayant recours aux régulateurs mono boucles, nous avons essayé par la suite de trouver un moyen afin d'auto-adapter les réseaux aux changements constants des trafics. Comme on parle d’une adaptation constante de la stratégie dans des conditions bruyantes, nous avons proposé un modèle de trafic très variable, beaucoup plus variable que celui tiré de trace CAIDA composé d'un ou plusieurs générateur de trafics différents. En observant l'effet de changement de fréquence de l’un des coefficients qui réagissent sur la stratégie de transmission des paquets sur les performances momentanées du réseau; nous avons essayé de déduire une relation entre ces deux paramètres.