Telecommunication network design: optimization and experiments
Conception de réseaux de télécommunications : optimisation et expérimentations
Résumé
This thesis deals with optimization problems in telecommunication networks. Our first goal consist in identifying the specific problems in optical and satellite networks and to present our contributions for optimizing the network resources. The second goal consist in presenting the developed softwares for the design and optimizations of networks.
The first part begins with the presentation of WDM networks. We introduce the models for optical and satellites networks and we propose new algorithmic methods for optimizing resources allocation in these networks. We deals with different problems, routing, grooming and survivability of WDM networks in the three following chapters. Then, we focus on a specific algorithm for allocating frequencies in a satellite network. For each issue, we present our experiments using real network instances.
The second part of this thesis introduces the software developments that have been achieved. The first chapter presents the Porto software which deals with solving routing, grooming and survivability problems in optical networks that uses three hierarchical levels of switching. In the second chapter, we detail the Mascopt software, a library dedicated to graphs and networks optimization which was used for experiments of the first part.
The first part begins with the presentation of WDM networks. We introduce the models for optical and satellites networks and we propose new algorithmic methods for optimizing resources allocation in these networks. We deals with different problems, routing, grooming and survivability of WDM networks in the three following chapters. Then, we focus on a specific algorithm for allocating frequencies in a satellite network. For each issue, we present our experiments using real network instances.
The second part of this thesis introduces the software developments that have been achieved. The first chapter presents the Porto software which deals with solving routing, grooming and survivability problems in optical networks that uses three hierarchical levels of switching. In the second chapter, we detail the Mascopt software, a library dedicated to graphs and networks optimization which was used for experiments of the first part.
Dans cette thèse, nous nous intéressons aux problèmes d'optimisation dans les réseaux de télécommunication. Un premier objectif consiste à identifier les problèmes spécifiques aux réseaux optiques et satellitaires, et à présenter des contributions pour l'optimisation des ressources de ces réseaux. Le second objectif est de présenter une contribution logicielle pour la conception et l'optimisation de réseaux.
La première partie débute par la présentation des réseaux optiques WDM. Nous abordons ensuite les modèles pour les réseaux optiques et satellitaires et proposons des méthodes algorithmiques nouvelles pour optimiser l'allocation des ressources de ces réseaux. Nous traitons ainsi le problème du routage, du groupage et de la protection des réseaux WDM successivement dans trois chapitres puis nous nous intéressons à un algorithme dédié à l'allocation de fréquences dans les réseaux satellitaires. Enfin, pour chaque problème, nous présentons des résultats expérimentaux sur des instances de réseaux réels.
La deuxième partie de cette thèse présente les développements logiciels qui ont été entrepris. Le premier chapitre présente le logiciel Porto dédié à la résolution de problèmes de routage, groupage et protection dans des réseaux optiques utilisant trois niveaux de brassage. Dans un second chapitre nous présentons le logiciel Mascopt, une bibliothèque d'optimisation pour le domaine des graphes et des réseaux qui a servi notamment à réaliser les expérimentations présentées dans la première partie.
La première partie débute par la présentation des réseaux optiques WDM. Nous abordons ensuite les modèles pour les réseaux optiques et satellitaires et proposons des méthodes algorithmiques nouvelles pour optimiser l'allocation des ressources de ces réseaux. Nous traitons ainsi le problème du routage, du groupage et de la protection des réseaux WDM successivement dans trois chapitres puis nous nous intéressons à un algorithme dédié à l'allocation de fréquences dans les réseaux satellitaires. Enfin, pour chaque problème, nous présentons des résultats expérimentaux sur des instances de réseaux réels.
La deuxième partie de cette thèse présente les développements logiciels qui ont été entrepris. Le premier chapitre présente le logiciel Porto dédié à la résolution de problèmes de routage, groupage et protection dans des réseaux optiques utilisant trois niveaux de brassage. Dans un second chapitre nous présentons le logiciel Mascopt, une bibliothèque d'optimisation pour le domaine des graphes et des réseaux qui a servi notamment à réaliser les expérimentations présentées dans la première partie.
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