Modelos y algoritmos para diseño de redes de comunicaciones con requisitos de supervivencia

• Autores: Delgadillo Cárdenas, Remberto Emanuel
• Año de publicación: 2013
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis de grado
• Colaborador/a o director/a de tesis: Loiseau, Irene
• Materia: REDES SUPERVIVIENTES; P-CICLOS; OPTIMIZACION COMBINATORIA; MODELOS DE PROPAGACION LINEAL ENTERA; HEURISTICAS; SURVIVABLE NETWORKS; P-CYCLES; COMBINATORIAL OPTIMIZATION; INTEGER LINEAR- PROGRAMMING MODELS; HEURISTICS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Una red de comunicaciones se dice superviviente si puede continuar brindando servicio pese a la falla de alguno de sus componentes. Hacia fines de los noventa surgió el concepto de p-ciclos como alternativa prometedora a las tecnologías existentes (malla y anillos) para el diseño de redes supervivientes. Las topologías basadas en p-ciclos combinan las mejores características de las mismas para asegurar la supervivencia: velocidad en la recuperación y poca capacidad redundante o sea menor costo. A partir de la necesidad de diseñar redes basadas en p-ciclos de costo mínimo, surgieron varios problemas de optimización combinatoria. Uno de ellos es el Spare Capacity Allocation problem (SCA). En este problema se tiene una red con demandas asociadas a cada enlace. Se debe determinar la disposición de la capacidad redundante mediante la ubicación de p-ciclos de forma que quede garantizada la recuperación de las comunicaciones ante la falla de alguno de sus enlaces. Un modelo simple de PLE para resolver este problema, requiere la enumeración de todos los ciclos del grafo para construir una solución óptima, lo cual puede hacer el problema intratable. Entonces a partir de este modelo se diseñaron heurísticas basadas en elegir a priori algunos ciclos prometedores. Por otro lado algunos autores propusieron modelos de PLE que no requieren la enumeración de los ciclos del grafo. Nosotros introducimos un nuevo modelo de programación entera para SCA que tampoco requiere la enumeración a priori de ciclos candidatos. Los resultados obtenidos luego de la experimentación muestran un mejor desempeño respecto a los modelos previos. También presentamos una heurística para SCA sin enumeración de ciclos basada en este modelo y en una heurística golosa propuesta por otros autores.
Problem (SCA) is one of these. In this problem, there is a network with a discrete demand for each link. Spare capacity location has to be determined by means of placing p-cycles over the network, so that full restoration is possible in case of any link fails. A simple ILP model to solve this problem requires explicit enumeration of all simple cycles of the graph, turning this problem intractable. Based on this model, several heuristics were designed to select a priori candidate cycles. On the other hand, some authors have proposed ILP models that do not require enumeration of graph cycles. Here we propose a new integer linear programming model that does not require a priori candidate cycle enumeration to solve SCA. We achieved better results than previous models. We also present an heuristic without cycle enumeration for SCA, based on both this model and a greedy heuristic proposed by other authors.
Fil: Delgadillo Cárdenas, Remberto Emanuel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.