Routing and Wavelength Assignment with Protection: A Quadratic Unconstrained Binary Optimization Approach
Notice bibliographique
Résumé
The routing and wavelength assignment with protection is an important problem in telecommunications. Given an optical network and incoming connection requests, a commonly studied variant of the problem aims to grant maximum number of requests by assigning lightpaths at minimum network resource usage level, while ensuring the provided services remain functional in case of a single-link failure through dedicated path protection. We consider a practically relevant version where alternative lightpaths for requests are assumed to be given as a precomputed set, and show that it is NP-hard. We formulate the problem as an integer programming (IP) model, and also use it as a foundation to develop a novel quadratic unconstrained binary optimization (QUBO) model, which can be both directly solved by a state-of-the-art solver like GUROBI. We present necessary and sufficient conditions on objective function parameters to prioritize request granting objective over wavelength-link usage for both models, and a sufficient condition to ensure the exactness of the QUBO model. Moreover, we implement a problem-specific branch-and-cut algorithm for the IP model, and employ a new quantum-inspired technology, Digital Annealer (DA), for the QUBO model. We conduct computational experiments on a large suite of instances that are hard to optimally solve in order to assess the efficiency and efficacy of all of these approaches as well as a problem-specific heuristic. The results show that the emerging technology DA outperforms the considered established techniques coupled with GUROBI, in finding mostly significantly better or as good solutions in only two minutes compared to two hours of run time, whereas the problem-specific heuristic fails to be competitive.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».