Power-aware Algorithms for Energy-efficient Elastic Optical Backbone and Metro Networks

Beletsioti, Georgia A.; Mavridopoulos, Stathis B.; Tziroglou, Georgios A.; Kyriakopoulos, Constantine A.; Papadimitriou, Georgios I.; Nicopolitidis, Petros; Varvarigos, Emmanouel A.

doi:10.5220/0007925000630070

Cited by 3 publications

(6 citation statements)

References 0 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…The work in [32], [33], [54] and [55] minimize power consumption by switching off network nodes and links. While guaranteeing full network connectivity, these post-analysis methods switch off underutilized network resources.…”

Section: B Power-aware Ra Schemesmentioning

confidence: 99%

“…Spectrum allocation can be performed using the first-fit, random-fit and last-fit allocation policies [69]. Among these, fist-fit (FF) has often been used as a spectrum allocation strategy [8], [33], [40], [48], [50], [52], [58] and as a benchmark algorithm in previous studies [52], [70]. The FF is considered to be one of the best spectrum allocation policies as it packs connections into a smaller number of spectrum slots due to its lower call blocking probability and reduced computational complexity [69].…”

Section: A Heuristic Against the Analytical Modelmentioning

confidence: 99%

“…Although spectral efficiency [7], [8], [24]- [28] and power consumption [18], [29]- [33] have been separately optimized in many studies, to the best of our knowledge, none of those schemes can jointly optimize these quantities while accounting accurately for impairments. Therefore, in this paper, we propose a novel impairment-aware RMSA scheme to increase spectral efficiency while reducing the power consumption of an EON.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

Joint Minimization of Spectrum and Power in Impairment-Aware Elastic Optical Networks

et al. 2021

View full text Add to dashboard Cite

Flexible-grid elastic optical networks (EONs) are widely considered as the future of next generation optical transport networks. Depleting spectral resources and increasing power consumption are two critical bottlenecks of EONs. In this paper, we propose a novel impairment-aware resource allocation scheme that jointly minimizes bandwidth waste and power consumption of EONs. The proposed scheme is presented in the form of an analytical optimization for small-sized networks. A low-complexity heuristic is then proposed for large networks. Numerical results show that by appropriately assigning the route, modulation format, and carrier frequency to each connection request, the proposed scheme significantly increases spectral efficiency and reduces power consumption in networks that handle varying traffic volumes.

show abstract

Section: B Power-aware Ra Schemesmentioning

confidence: 99%

Section: A Heuristic Against the Analytical Modelmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Joint Minimization of Spectrum and Power in Impairment-Aware Elastic Optical Networks

et al. 2021

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…In the results section provided in chapter 5 it is illustrated how affecting one of these two factors can influence the other. The research described in Chapter 5 has led to the works [10], [11], [12].…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

“…Power-aware heuristics, which selectively turn off network components under low utilisation conditions, during network operation, are presented in Chapter 5. The research described in Chapter 5 has led to the works [10], [11], [12]. Finally, chapter 6 concludes this thesis.…”

Section: Research Objectivesmentioning

confidence: 97%

Energy efficient optical backbone networks

Beletsioti¹,

Μπελετσιώτη²

View full text Add to dashboard Cite

Η πυρετώδης ανάπτυξη του Διαδικτύου επέφερε την εξέλιξη των οπτικών δικτύων σε παγκόσμιο επίπεδο. Η ευρεία χρήση των οπτικών δικτύων οφείλεται όχι μόνο στο αυξημένο εύρος ζώνης που παρέχουν, αλλά ταυτόχρονα επειδή πληρούν τις απαιτήσεις χαμηλού κόστους, υψηλής αξιοπιστίας και εκτεταμένης γεωγραφικής κάλυψης. Επιπλέον, η ταχεία αυτή εξάπλωση του Διαδικτύου συνέβαλε σημαντικά στην αύξηση της κατανάλωσης ενέργειας του δικτυακού εξοπλισμού, ένα εξίσου σημαντικό ζήτημα που προβληματίζει την ερευνητική κοινότητα. Έτσι, παράλληλα με τη σημαντική βελτίωση των οπτικών δικτύων την τελευταία δεκαετία σχετικά με την παρεχόμενη χωρητικότητα, πρέπει να αναληφθούν πρωτοβουλίες προκειμένου να βελτιωθεί περαιτέρω και η ενεργειακή απόδοσή τους. Οι στόχοι της παρούσας έρευνας είναι να προσδιοριστούν οι βασικές αιτίες της κατανάλωσης ενέργειας στα οπτικά δίκτυα κορμού σταθερού και ευέλικτου πλέγματος IP Over WDM και IP Over EON αντίστοιχα, και να προταθούν και να συγκριθούν στρατηγικές για την αύξηση της ενεργειακής τους απόδοσης. Όσον αφορά στα οπτικά δίκτυα σταθερού φάσματος IP Over WDM, παρουσιάζονται νέα ενεργειακά αποδοτικά σχήματα, με στόχο την αύξηση του ρυθμού επαναχρησιμοποίησης των μονοπατιών φωτός κατά τη φάση του σχεδιασμού της Εικονικής Τοπολογίας (ΕΤ). Οι προτεινόμενοι αλγόριθμοι καταφέρνουν να μειώσουν τον αριθμό των προεγκατεστημένων μονοπατιών φωτός στην ΕΤ και να επωφεληθούν από την εναπομένουσα χωρητικότητα των οπτικών διαδρομών εκμεταλλευόμενοι τους πόρους των μονοπατιών φωτός με πιο αποτελεσματικό τρόπο. Επιπλέον, τα δίκτυα κορμού σε χώρες με υψηλή σεισμικότητα υποφέρουν από απροσδόκητες αστοχίες συνδέσεων που προκαλούνται από σεισμούς, οι οποίοι με τη σειρά τους, προκαλούν τεράστια απώλεια εύρους ζώνης και διακοπές υπηρεσιών. Προς αυτή λοιπόν την κατεύθυνση, προτείνεται ένα νέο σχήμα που χρησιμοποιεί πραγματικές σεισμικές πληροφορίες προκειμένου να διατηρήσει τη συνδεσιμότητα του δικτύου μετά από έναν σεισμό μεγάλης κλίμακας, ενώ ταυτόχρονα υποστηρίζει την ενεργειακή του απόδοση. Ο στόχος του προτεινόμενου σχήματος είναι ο σχεδιασμός ενός δικτύου WDM, που καθορίζοντας τον ελάχιστο αριθμό εναλλακτικών διαδρομών στην ΕΤ διατηρεί τη συνδεσιμότητα στο δίκτυο. Μια άλλη σημαντική προσέγγιση όσον αφορά στην εξοικονόμηση ενέργειας στα οπτικά δίκτυα είναι η επιλεκτική απενεργοποίηση των δικτυακών στοιχείων κάτω από συνθήκες χαμηλής χρησιμοποίησης, διατηρώντας παράλληλα τις ζωτικές λειτουργίες του δικτύου έτσι ώστε να εξυπηρετείται η υπολειπόμενη κίνηση. Όσον αφορά στα δίκτυα μεταβλητού φάσματος IP Over EON, εισάγεται ένας νέος ενεργειακά αποδοτικός αλγόριθμος, ο οποίος εφαρμόζεται υπό δυναμική κίνηση και απενεργοποιεί επιλεκτικά τους συνδέσμους του δικτύου σε σενάρια χαμηλής χρήσης, διατηρώντας παράλληλα την πιθανότητα αποκλεισμού των συνδέσεων σε χαμηλά επίπεδα. Στο τελευταίο μέρος αυτής της διατριβής παρουσιάζεται και αναλύεται ένας νέος προσαρμοστικός ενεργειακά αποδοτικός αλγόριθμος, ο οποίος απενεργοποιεί επιλεκτικά τους μεταδότες μεταβλητού εύρους ζώνης για να επιτύχει ενεργειακή απόδοση υπό συνθήκες χαμηλής χρήσης, κατά τη λειτουργία του δικτύου. Ο νέος αυτός προσαρμοστικός αλγόριθμος χρησιμοποιεί ένα Μανθάνων Αυτόματο προκειμένου να περιορίσει τη συνολική κατανάλωση ενέργειας του δικτύου διατηρώντας παράλληλα την πιθανότητα αποκλεισμού των συνδέσεων σε χαμηλά επίπεδα.

show abstract

Impairment‐aware resource allocation scheme for elastic optical networks with different service priorities

Munasinghe,

Dharmaweera,

de Alwis

et al. 2024

IET Communications

View full text Add to dashboard Cite

Today, elastic optical networks (EONs) are required to accommodate traffic with different service priorities. For example, mission‐critical applications such as industrial internet, smart grids, and remote surgery require an ultra‐reliable low‐latency communication system. The novel impairment‐aware resource allocation scheme proposed here prioritises traffic. It satisfies the quality and latency requirements of mission‐critical traffic while causing minimum disruptions to other forms of low‐priority traffic connections. The results obtained for 6‐node and 14‐node networks under various traffic distribution environments indicate that the proposed algorithm achieves higher spectral efficiency, reduces spectrum fragmentation, and causes minimal disruptions over the benchmark algorithm.

show abstract

Power-aware Algorithms for Energy-efficient Elastic Optical Backbone and Metro Networks

Cited by 3 publications

References 0 publications

Joint Minimization of Spectrum and Power in Impairment-Aware Elastic Optical Networks

Joint Minimization of Spectrum and Power in Impairment-Aware Elastic Optical Networks

Energy efficient optical backbone networks

Impairment‐aware resource allocation scheme for elastic optical networks with different service priorities

Contact Info

Product

Resources

About