Dimensionamento e gestão de recursos em redes multi-serviço - Lopes, Carlos Miguel Ferreira Soares Borges (2011)
Esta tese visa o estudo de métodos para o dimensionamento e gestão de recursos em redes de telecomunicações de suporte a múltiplos serviços tais como as redes MPLS e ATM. Por dimensionamento de uma rede entende-se a determinação da rede física capaz de suportar o tráfego previsto. O objectivo escolhido para a tarefa de dimensionamento consiste em minimizar o custo da rede física cumprindo com os requisitos dos serviços suportados. Este objectivo visa melhorar a competitividade de um operador de telecomunicações, e como tal, deve ser uma das suas prioridades. A tarefa de dimensionamento aparece interligada com a tarefa de gestão de recursos, uma vez que a forma como os recursos são utilizados determina a rede física necessária e a qualidade de serviço que esta proporciona. São abordados dois métodos distintos de gestão de recursos: um baseado no encaminhamento de tráfego sem restrições e outro baseado no encaminhamento de tráfego por percursos de peso mínimo. São formulados os problemas de dimensionamento de redes que resultam da utilização de cada um destes métodos de gestão de recursos e são apresentadas técnicas para resolver esses problemas. Os problemas de optimização resultantes são complexos e apenas podem ser resolvidos de forma exacta para instâncias de pequena dimensão. Para estes casos, são estudados e comparados métodos de resolução baseados em programação linear inteira. Para resolver instâncias de maiores dimensões, recorre-se ao uso de técnicas heurísticas que não garantem soluções óptimas. No caso do dimensionamento com base em encaminhamento sem restrições são estudadas heurísticas baseadas na relaxação lagrangeana e em heurísticas construtivas e é proposta uma nova heurística lagrangeana. São também estudados melhoramentos para todas as heurísticas. No caso do dimensionamento com base em encaminhamento por percursos de peso mínimo são estudadas heurísticas baseadas na relaxação lagrangeana e simulated annealing e é proposta uma heurística GRASP. Em ambos os problemas, as heurísticas são comparadas entre si, verifica-se que apresentam desempenhos distintos e que as heurísticas propostas proporcionam vantagens significativas face às existentes. Além disso, para instâncias de dimensões reduzidas, verifica-se que as heurísticas propostas obtêm resultados próximos das soluções óptimas, o que leva a acreditar que os resultados para instâncias de dimensões superiores são também de boa qualidade.