Simulación de redes ópticas elásticas en multibanda.

Abstract

Actualmente, la fibra óptica es uno de los mejores medios de transmisión de datos, sin embargo, la capacidad de las redes ópticas no es infinita, además, la demanda de ancho de banda aumenta año tras año. Debido a lo anterior, es necesario simular las redes ópticas elásticas (EON), que se posicionan como una de las mejores soluciones frente al colapso de las redes ópticas actuales. En ésta Memoria de Título, se plantean diferentes escenarios de simulación, con la finalidad de estudiar el comportamiento de las EON, específicamente para transmisiones en la banda C y multibanda L, C y S. La asignación de recursos de redes ópticas es uno de los grandes desafíos, elecciones como asignación de ruta, formato de modulación y espacio en el espectro, son importantes para una administración eficiente de éstos recursos. Por otro lado, se implementa Geometric Constellation Shaping, que es parte de investigaciones recientes, cuya finalidad, mediante la modificación de la posición de los puntos de las constelaciones de cada formato de modulación, es obtener ganancias de alcance en transmisiones por fibra óptica. Además, como se quiere mejorar la efectividad de la red, las simulaciones realizadas se llevan a cabo considerando un esquema de detección y corrección de errores, Forward Error Correction (FEC), utilizando un FEC de 7 % y un FEC de 20 %. También, es considerado un trabajo previo, que permite relacionar valores de SNR, que fueron obtenidos en base al modelo de ruido gaussiano de fibra óptica, con un respectivo spans, lo que asocia el SNR de cada formato de modulación su respectivo reach o alcance de transmisión. Se simula para tres grandes grupos: formatos de modulación clásicos FEC 7 %, formatos de modulación clásicos FEC 20 % y formatos de modulación optimizados FEC 20 %, para dos escenarios que se diferencian por la topología de red utilizada (NSFNet y Eurocore). Los resultados y la eficiencia de la red se analiza en base a carga de tráfico y probabilidad de bloqueo, tanto para la banda C, como multibanda. Finalmente, se deja en evidencia la mejora de calidad de la red, para algunos escenarios, gracias a la administración eficiente de recursos ópticos y a la optimización de formatos de modulación. Sin embargo, como es parte de investigaciones recientes, se plantea seguir estudiando la simulación de redes ópticas elásticas multibanda en diferentes escenarios.

Currently, fiber optics is considered the best data transmission medium, however, the capacity of optical networks is not infinite. On the other hand, in telecommunications, the demand for bandwidth increases over the years. Due to the above, it is necessary to simulate elastic optical networks (EON), one of the best solutions against the collapse of current optical networks. In this research, different simulation scenarios are proposed, in order to study the behavior of EONs, specifically for transmissions in C band and multiband L, C and S. The allocation of optical network resources is one of the great challenges Choices such as routing, modulation format, and spectrum space are important for efficient administration. Also, Geometric Constellation Shaping is implemented, whose purpose, by modifying the position of the constellation points of each modulation format, is to increase the range in fiber optic transmissions. As we want to improve the effectiveness of the network, the simulations carried out are carried out considering an error detection and correction scheme, Forward Error Correction (FEC), using an FEC of 7 % and an FEC of 20 %. Also, a previous work is considered, which allows relating SNR values, which were obtained based on the Gaussian fiber optic noise model, with a respective spans, which associates the SNR of each modulation format with its respective transmission range. It is simulated for three large groups: classic FEC 7 % modulation formats, classic FEC 20 % modulation formats, and optimized FEC 20 % modulation formats, for two scenarios using different network topologies (NSFNet and Eurocore). The results and the efficiency of the network are analyzed based on traffic load and probability of blocking, both for C-band and multi-band. Finally, the improvement in network quality is evident, for some scenarios, thanks to the efficient management of optical resources and the optimization of modulation formats. However, as it is part of recent research, it is proposed to continue studying the simulation of multiband elastic optical networks in different scenarios.