Designing low-cost networks that survive certain failure situations is one of the prime tasks in the telecommunication industry. The impact of a cable failure or central office failure has dramatically increased over the last decade as telecommunications networks have evolved from low capacity mesh networks to high capacity fiber networks. In fiber networks, because of their sparsity, even if only one facility fails then so many individual communication circuits are ceased. So, some healing technologies are had to considered.
The Synchronous Digital Hierarchy (SDH) is the standard of fiber-optic transmission technology in optical fiber network. There exist three major communication network architectures on SDH. Point-to-point diverse protection, self-healing ring, DCS mesh network are them.
On DCS mesh network, one of the major communication network architectures, communication channels are classified into two groups. One is working channel for non-failure situations. The other is spare channel for failure situations. In this thesis we focus on simultaneous optimal assignment of working and spare channels.
First, we introduce overall structure of optical fiber network and healing techniques. Next, several algorithms to solve simultaneous assignment of working and spare channels are suggested. Finally, some examples will be given to show numerical results.
기간망을 중심으로 하여 광통신장비를 이용한 통신 네트워크가 일반화되면서 통신망의 생존도가 네트워크 구축에 있어 중요한 요소가 되었다. 장비하나가 매우 많은 통신용량을 감당하면서 단지 하나의 장비장애가 대규모의 통신장애를 불러일으키게 되었다.
동기식 광전송망 (SDH)은 광통신망에서 광전송에 관한 표준안으로 SDH를 이용한 광통신망은 광전송 장비의 장애시에 이를 자동적으로 감지하여 단시간 내에 복구가 가능하다. 이는 동기식 광전송 장비인 TM, ADM, DCS를 이용함으로써 자동적인 망의 복구가 가능하게 되는데, 이러한 망장비들은 특성에 따라 TM을 이용한 Point-to-point 경로 확산방식, ADM을 이용한 자가복구 링구조, DCS를 이용한 Mesh 형태의 네트워크 구조에 각각 채용된다.
DCS를 이용한 Mesh형태의 네트워크 구조에서는 정상상태에 사용되는 운용 회선과 장비장애시 사용하는 예비회선의 두가지 형태의 회선을 가진다. 한 링크가 장애를 일으키면 그 링크를 흐르는 모든 운용회선 용량을 미리 준비된 예비회선을 통해 복구하는 방식으로 통신 네트워크의 생존을 보장한다. 따라서 통신 네트워크의 구축에 있어 운용회선과 예비회선을 효율적으로 설치하여 구축비용을 낮추는 방안이 중요한 요소로써 탐구되어야 한다.
본 연구에서는 DCS Mesh 네트워크를 구성함에 있어 먼저 전체 알고리즘의 부분모듈로서 라인복구경로방식의 예비회선 할당알고리즘 (SCA)을 제안하고 이 모듈을 이용한 전체 운용/예비회선 할당 알고리즘을 제시한다. 그리고 마지막으로 실제 네트워크 구축에 필요한 자료를 해로 주는 네트워크 로딩에 대한 알고리즘을 제시하여 실제 현실문제에서 활용가능 하도록 하였다.
알고리즘을 실제 적용했을 때 그 적용성을 위에서 제시한 알고리즘으로 세가지 예시문제를 풀어 그 결과를 제시하였다. 첫번째 문제는 적은 수요를 갖는 성긴 망에서의 적용 결과를 보이고 두번째 문제는 수요가 많은 성긴 망에서, 마지막 세번째 예제는 복잡한 망에서의 알고리즘 적용결과를 제시한다.
문제 자체의 복잡성으로 인해 운용 및 예비회선 할당문제의 최적해를 구하는 해법을 개발하기는 무척 어렵다. 본연구에서 제시한 알고리즘은 '상대적으로 좋은' 해를 제공할 뿐 최적해와 어느 정도의 차이가 있는지 보이는 척도를 제시하지는 못한다. 이는 추후의 연구과제로 남겨두도록 하겠다.
