There are many protection schemes that have been studied before such as path protection (dedicated or shared), link protection, sub-path protection (Sub-PP), partial path protection (PPP) and so on. In path protection, the failure of node or link can be managed but it is difficult to guarantee 50ms recovery time because recovery time increases in proportion to the distance of node pair (source and destination). In link protection, fast recovery is possible. However, because it reserves network resource to prepare failure for all links respectively, it needs much more resources than those of path protection when a link failure occurs. In Sub-PP, it can guarantee 50ms recovery time by dividing a large network into several small sub-networks. However, resource utilization is not better than path protection in terms of wavelength-link because it finds protection paths in the same area associated with working path. Moreover, it does not yet consider of node failure. In PPP, it is a kind of shared path protection. It specifies a specific protection path for each link along the working path and shares among protection paths of a working path. So, it can improve network resource utilization by increasing the sharing-rate of protection path.
In this thesis, we propose the sub-partial path protection (Sub-PPP) that comes from joint idea of Sub-PP and PPP scheme. Sub-PPP divides a large network into several small networks like Sub-PP and finds protection paths the same as PPP scheme.
In similar to Sub-PP, the proposed scheme can guarantee 50ms recovery time because the network size becomes smaller by using Sub-PP scheme. It also can present the way to protect both node and link failure. In addition, even though it is a little bit rare, path protection and Sub-PP can not apply the solution when trap topology situation occurs. However it can solve that case by using PPP scheme.
Furthermore, we propose a method to avoid area border router (ABR) failure by using existing PPP scheme. We insist our proposed scheme is the best solution in terms of network resource efficiency because this scheme is composed of the advantages of above three schemes (path protection, Sub-PP, PPP).
We implement our proposed scheme (Sub-PPP) by using a heuristic algorithm. This is used for deciding protection path. We also simulate Sub-PPP to compare with path protection, PPP, Sub-PP. We use 18-node nationwide network and New Jersey LATA Network.
As a result of simulation, when we adopt all of schemes to the 18-node nationwide network, the recovery time of Sub-PPP and Sub-PP can guarantee 50ms but path protection and PPP is over 50ms. The resource utilization of Sub-PPP is better than that of Sub-PP. The blocking probability of Sub-PPP is also better than that of Sub-PP. When we adopt all of schemes to the New Jersey LATA Network, we get the similar simulation result pattern with 18-node nationwide network.
본 논문에서는 WDM망에서 제안한 보호 복구 방법을 이용하여 망의 자원을 기존의 것보다 더욱 효율적으로 사용할 수 있는 기법을 제안한다.
현재 널리 이용되고 있는 NSFNET이나 뉴저지 LATA 망 같은 대규모 망에서, 연결 요구 경로가 길어질수록, 광 네트워크에서 보호 복구를 하기 위해 50ms 의 recovery time 을 보장하기에 어려웠다. 이를 제공할 수 있는 방법으로 대규모 망을 여러 소규모 망으로 나눔으로써 보호 복구 시간을 보장해 주는 서브 경로 보호 복구 (sub-path protection- Sub-PP)가 제안 되었지만, 망 자원의 효율을 떨어뜨리는 단점을 가지고 있었다. 부분경로 보호복구(partial path protection-PPP)는 경로 복구(path protection)보다 자원 효율성은 높지만, 대규모 망에 적용되었을 때 경로 복구 기법과 마찬가지로 50ms 의 recovery time 을 보장하기 어려웠다. 본 논문에서 제안하는 서브 부분 경로 보호 복구 (sub-partial path protection-Sub-PPP)는 Sub-PP기법을 이용하여 대규모 망을 소규모 망으로 나누고, PPP기법을 이용하여 보호경로를 찾는 기법으로써, 기존 보호복구 기법이 가지고 있는 단점들을 보완하고 장점들의 이용이 가능하다.
Sub-PPP를 이용함으로써 다음과 같은 결과를 a heuristic algorithm을 통해 얻을 수 있다. 첫째, 50ms의 보호복구 시간을 보장할 수 있다. 이는 대규모 망을 Open Shortest Path First 알고리즘을 이용하여 작은 여러 개의 망으로 나눔으로써, 주경로와 백업 경로의 물리적인 거리에 비례하는 보호복구 시간을 50ms이내로 충족시킬 수 있다. 둘째, 대규모 망을 소규모 망으로 나누었을 때 지역 경계 라우터 (ABR)의 역할이 매우 중요하다. 왜냐하면, 서브 망에서 주 경로와 복구 경로가 동일한 ABR에서 경로의 시작과 끝이 이루어지기 때문이다. Sub-PPP 보호 복구 방법이 가지고 있는 유연성을 이용하여, 기존의 서브 망에서 문제였던 노드 고장 (ABR failure)에 대한 문제를 해결 할 수 있다. 셋째, Sub-PP보다 망 자원의 효율을 높일 수 있고, 블록킹률을 낮출 수 있다. 즉, 복구 경로를 설정할 때 Sub-PPP가 가지고 있는 유연성을 이용하여 trap topology 가 발생하였을 경우에도 대체 경로가 PP나 Sub-PP 보다 많기 때문에 보호 복구률이 더 높다. 이러한 Sub-PPP 보호 복구 기법은 node degree가 큰 망에서 그 효과를 더욱 발휘할 수 있다. 즉, full mesh 형태의 망에 적합한 기법이다.
