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Enregistrement W3116486881 · doi:10.1287/ijoc.2022.1179

Stochastic RWA and Lightpath Rerouting in WDM Networks

2022· article· en· W3116486881 sur OpenAlexaff
Maryam Daryalal, Merve Bodur

Notice bibliographique

RevueINFORMS journal on computing · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueAdvanced Optical Network Technologies
Établissements canadiensUniversity of TorontoHEC Montréal
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésWavelength-division multiplexingComputer scienceComputer network

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

In a telecommunication network, routing and wavelength assignment (RWA) is the problem of finding lightpaths for incoming connection requests. When facing a dynamic traffic, greedy assignment of lightpaths to incoming requests based on predefined deterministic policies leads to a fragmented network that cannot make use of its full capacity because of stranded bandwidth. At this point, service providers try to recover the capacity via a defragmentation process. We study this setting from two perspectives: (i) while granting the connection requests via the RWA problem and (ii) during the defragmentation process by lightpath rerouting. For both problems, we present the first two-stage stochastic integer programming model incorporating incoming request uncertainty to maximize the expected grade of service. We develop a decomposition-based solution approach, which uses various relaxations of the problem and a newly developed problem-specific cut family. Simulation of two-stage policies for a variety of instances in a rolling-horizon framework of 52 stages shows that our stochastic models provide high-quality solutions when compared with traditionally used deterministic ones. Specifically, the proposed provisioning policies yield improvements of up to 19% in overall grade of service and 20% in spectrum saving, while the stochastic lightpath rerouting policies grant up to 36% more requests, using up to just 4% more bandwidth spectrum. Summary of Contribution: For handling the intrinsic uncertainty of demand in the telecommunications industry, this paper proposes novel stochastic models and solution methodology for two fundamental problems in telecommunications at operational level: (i) routing and wavelength assignment (RWA) and (ii) lightpath rerouting problem. Despite the vast literature on the RWA problem, stochastic optimization has not been considered as a viable solution for resource allocation in optical networks. We propose two-stage stochastic programming models for both problems and design efficient decomposition-based solution methods that use various relaxations of the models and a new family of cutting planes. Our extensive and rigorous numerical experiments show the significant merit of incorporating uncertainty into decision making, as well as the effectiveness of the decomposition framework and our newly designed family of cuts in enhancing the solvability of both models. This work opens new avenues to explore where the powerful stochastic programming literature can be leveraged to make operational decisions in telecommunications problems, a field that currently relies mostly on deterministic and heuristic solution methods.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,011
Score d'incertitude au seuil0,021

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,007
Tête enseignante GPT0,210
Écart entre enseignants0,203 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2022
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